有源电路的特性及技术指标

有源电路的特性及技术指标主要内容

线性功率放大器

低噪声放大器

信道选择器

有源电路的非线性参数

非线性参数的测量课程重点

线性功率放大器的特性及技术指标的测量,如:工作频带，输出功率、P1dB、增益、阻抗特性；

低噪声放大器的特性及其测量，如:工作频带，输出功率、P1dB、增益、阻抗特性；

移动通信直放站的信道选择器的工作原理、结构及性能测量；非线性电路的特性，三阶互调、杂散的测量。线性功率放大器线性功率放大器电路的工作原理移动通信设备如基站、直放站、干线放大器等里的功率放大器是采用A类功率放大器电路，是属于线性放大器，放大器电流的导通角θ=180°，即在正弦信号一周内，放大器电路的功率管是处于全导通工作状态。A类功率放大电路，如下图所示，它是共发射极A类高频功放。A类功率放大电路线性功率放大器2W直放站中的线性功率放大器在移动通信设备直放站里的CDMA/GSM线性功率放大器，主要满足输出的频率范围为800~960MHz和输出功率值，最大输出功率为35dBm（3W），CDMA/GSM直放站里的线性功率放大器的组成框图。

线性功率放大器的组成简化框图线性功率放大器线性功率放大器的主要指标1频率825~835MHz（U）/870~880MHz（D）2增益40~50dB（可选）3ATT范围0~31dB4输入/输出驻波比≤1.4:15输出功率（P1dB）35dBm6带内波动±0.5dB7输出交调特性≤-17dBm（+32dBm/2CH）8邻道功率比ACPR＜-45dBc/30KHz@±750KHz＜-65dBc/30KHz@±1.98MHz9输入/输出阻抗50Ω10工作电压+27VDC11工作电流1.0A（+27V@+35dBm）12工作温度-30℃~+55℃13湿度5~95％线性功率放大器线性功率放大器主要指标的测量1.测量增益（1）设置微波合成信号发生器输出频率点（2）设置频谱分析仪的工作状态设置相应的频率点、SPAN、RBW、VBW等，满足测量信号功率的条件。着重提出，在频谱分析仪的输入端一定要接入衰减器，此衰减器的衰减量为30dB或更大，功率容量为30W，能防止被测功率放大器输出功率损坏频谱分析仪。线性功率放大器（3）调节微波信号发生器的输出电平

（4）用频谱分析仪测量功率放大器的输入信号电平和输出电平（5）测得的功率放大器的输入和输出功率（dBm）数据，计算其增益值。（6）用相同的方法，测量其它频率点的功率放大器的增益。用频谱仪测量功率放大器的输入、输出功率和增益的测试数据频率（MHz）CDMA功率放大器GSM功率放大器（中国联通）830MHz875MHz912MHz957MHz输入功率（dBm）-6-7-6-7输出功率（dBm）35353535功放增益（dB）41424142线性功率放大器2.测量输入驻波比（1）按照下图连接。测量放大器的输入/输出驻波比的框图（2）将微波信号发生器的频率设置为该低噪声放大器工作频带内的频率点。（3）同时，调节微波信号发生器的输出电平为-40dBm。（4）用频谱分析仪测量放大器的输入功率和反射功率，计算放大器的输入回波损耗，根据测试的回波损耗，计算出反射系数和驻波比，测试数据。测试项目指标要求上行功率放大器频率（MHz）下行功率放大器频率（MHz）825830835870875880回波损耗≥15.6181918181918反射系数≤0.170.130.110.130.130.110.13驻波比≤1.4:11.3:11.25:11.3:11.3:11.25:11.3:1线性功率放大器低噪声放大器噪声在通信系统中的重要性在现代通信系统里，接收机经常需要处理极其微弱的信号，但系统噪声却会恶化小信号，使得接收出现失真甚至无法接收。接收灵敏度、比特误码率（BER）和噪声系数是用来表征接收机系统处理小信号能力的常用参数。

噪声的来源与类型低噪声放大器低噪声放大器的工作原理低噪声放大器的组成框图该低噪声放大器的第一级是低噪声放大级，它决定了整个低噪放大器的噪声系数，是极其重要的电路。第二级是驱动放大器，用来放大低噪声放大级的输出信号，经放大后驱动末级放大级，末级放大级可输出一定要求的信号电平。低噪声放大器低噪声放大器的技术指标

噪声因子对多级放大器而言，其噪声因子的计算为：噪声系数用dB表示：低噪声放大器的技术指标CDMA800MHz低噪声放大器的技术指标1频率825~835MHz（U）/870~880MHz（D）2增益40~45dB（可选）3输入/输出驻波比≤1.44带内波动±0.5dB（不加声表）/±1.0dB（加声表）5输出交调特性≤-60dBc（-3dBm/CH/2CH）6噪声系数≤1dB7工作电压＋12VDC8工作电流≤200mA9输入/输出阻抗50Ω10工作温度-33~+55℃11湿度5~95％信道选择器信道选择器的种类和应用1.信道选择器的种类信道选择器是移动通信系统设备如直放站等里重要电路，该电路在直放站里起到放大滤波的作用，可以很好地滤除杂散，使得直放站等设备的性能大大改善，改善系统的信号质量。尤其在移动通信系统里采用了多信道的蜂窝系统，设备里必须选用信道选择器。在移动通信系统中的直放站采用的信道选择器种类较多，通常有：GSM通信系统里的信道选择器GSM双信道选择器。GSM四信道选择器。GSM宽带信道选择器。GSM（移动/联通）选带移频器。CDMA通信系统里的信道选择器CDMA双信道选择器。CDMA宽带信道选择器。信道选择器的种类和应用信道选择器电路在直放站里的应用GSM/CDMA直放站的组成框图信道选择器信道选择器电路的工作原理直放站的信道选择器是一种较理想的滤波器，具有良好的矩形系数，通常，信道选择器的组成框图。信道选择器的组成框图信道选择器CDMA中心频率为875MHz，若中频频率f0为70MHz，那么，本振源的频率fL为945MHz。所有的直放站里的信道选择器，主要考虑是滤波性能，因此，选择性能良好的声表滤波器，而对于它的增益要求是较低的，一般信道选择器的增益为5dB或0dB。信道选择器中的关键器件1.声表面波滤波器（1）声表面波滤波器的基本工作原理信道选择器声表面波滤波器结构示意图及等效电路声表面波滤波器（2）声表面波滤波器的主要电性能参数中心频率和通带宽度（带宽）给定相对插入损耗电平的两个截止频率间的频率间隔，如1dB带宽、3dB带宽等。插入损耗：在给定端接入负载，插入滤波器前信号源直接传给负载的功率与插入滤波器后传给负载的功率之比，通常以dB表示。通带波动阻带抑制矩形系数信道选择器中的关键器件2.混频器（1）混频器的工作原理通信工程中，混频器的非线性特性表达式为：i=A0+A1V+A2V+A3V+…式中：V为加在混频器输入端的总输入信号。设V由两个输入信号电压组成，即：V＝u1Cosω1t+u2Cosω2t

其中：ω=2πf。将V代入i得，可产生频率qω1±pω2q，p=1，2，3…..当q=p=1时有：ω1±ω2信道选择器中的关键器件3.中频放大器一种典型的中频（70MHz）放大器电路原理图。一种典型的中频（70MHz）放大器电路原理图信道选择器CDMA宽带信道选择器电气指标1频率825~835MHz（U）/870~880MHz（D）2增益0~5dB3增益平坦度±1dB4最大输出功率-8dBm5互调失真≤-50dBc6本振泄漏≤-40dBm7信道选择性≥40dB偏离频段边沿±1.0MHz≥50dB偏离频段边沿±1.5MHz≥55dB偏离频段边沿±2.0MHz8本振工作状态锁定9时延≤3μS10输入/输出驻波比≤1.5:111输入/输出阻抗50Ω12信道控制方式DIP拔码13工作电压+12VDC14工作电流≤300mA15工作温度-30℃~+55℃16湿度5~95％信道选择器信道选择器选择性的测量1.按照下图连接。信道选择器测试框图2.设置微波合成信号发生器输出频率点。3.设置频谱分析仪的工作状态。4.调节微波信号发生器的输出电平。5.用频谱分析仪测试数据见下表信道选择器选择性的指标要求CDMA信道选择器830MHz875MHz≥40dB偏离频段边沿±1.0MHz4143≥50dB偏离频段边沿±1.5MHz5352≥55dB偏离频段边沿±2.0MHz5859有源电路的非线性参数1dB压缩点功率P1dB示意图有源电路的非线性参数杂散杂散的基本概念移动通信里直放站的杂散发射指标定义为：杂散发射是除去工作载频以及与正常调制相关的边带以外的频率的辐射。杂散示意图有源电路的非线性参数互调互调干扰的基本概念一般非线性器件的输出电流：式中：ak为比例常数，通常有a1＞a2＞a3。假设有两个信号同时作用于非线性器件，即：将u带入上式得：有源电路的非线性参数其中2fA-fB、2fB-fA就是三阶互调，它们落在工作带内，对信号干扰最厉害，必须加以重视。三阶互调示意图非线性参数的测量1dB压缩点功率的测量频率（MHz）CDMA功率放大器GSM功率放大器（中国联通）830MHz875MHz912MHz957MHz线性增益（dB）757474.573.5P1dB（dBm）35353535功率放大器的P1dB测试记录非线性参数的测量杂散的测量用频谱分析仪测量直放站的杂散放大器信号源杂波谐波衰减器非线性参数的测量