通信电路分析课件

§1.5小信号微波晶体管放大器§1.5.1有源二口网络的S参数

原因：物理含义确切，易测量测量：开路测阻抗参数Z短路测导纳参数Y匹配测散射参数S1FET的S参数有封装无封装封装外壳很重要：降低性能恶化，寄生参数小，散热、尺寸2由于：代入负载反射系数：解得§1.5.2微波晶体管放大器增益一、输入输出阻抗同法得S12S21有源器件二端口网络是非互易网络；对不同的工作频率和直流工作点，晶体管的S参数不同。自学p.183GT的基本概念:1.物理意义：插入放大器后负载实际得到的功率与无放大器时可能得到的最大功率比2.和S参数、输入、输出阻抗(S、

L)有关3.双向共轭匹配：S=in*，L=out*--MAG(共轭匹配是实部相等，虚部抵消，无反射，传输功率最大)4.输入、输出都无反射匹配：

S=

L=0GT=|S21|2<MAG5由于输入口共轭匹配，即S=in*，GT只随L而变化，且GT是L的二次方程，等增益即GT为常数时的L在L复平面上是圆。圆心位置：圆半径：等增益圆的半径和圆心是：6等增益圆在史密斯圆中呈现等增益圆S=in*、L=out*时，是共轭匹配，增益最高，GT=MAGSin*，Lout*时，失配，增益下降7稳定性判别圆的建立输入端稳定性判别圆--分式线性变换无源负载：|L|<19稳定性判别圆位置输入端稳定性判别圆

圆心位置向量

判别圆的半径

输出端稳定性判别圆圆心位置向量判别圆的半径式中：|in|=1自学p.2210记住(a)(b)(e)阴影范围：不稳定区11小结1.潜在不稳定原因：管内反馈S122.用判别圆确定造成不稳定的S、L的范围3.判别圆大小、位置取决于自身S参数4.稳定情况有六种可能性(书p.24)，需记住(a)绝对稳定(b),(e)潜在不稳定，设计放大器时选S、L稳定区13二、绝对稳定的充分必要条件绝对稳定的必要条件依据：化简得定义稳定性系数绝对稳定的充分必要条件自学pp.23~2514三、稳定性系数的性质1.K<1是潜在不稳定，有自激振荡的可能性2.信源反射波小于信源入射波时不振荡：由图可知得到不自激振荡条件：154.网络两端口串联或并联电抗时，总网络K不变K=Ka5.网络两端口串联或并联电阻时，总网络K增加，即稳定性改善6.网络两端口之间加电抗时(反馈)，总网络K改变串联负反馈可以在一定频带内加大K值，改善稳定性，是常用方法17§1.6放大器噪声参数§1.6.1有源网络噪声参数一般表示式

噪声来源：BJT热噪声散粒噪声（发射极）（收集极）(分配）闪烁(1/f)噪声最小噪声系数FET沟道热噪声栅感应噪声谷际散射与高场扩散噪声闪烁噪声最小噪声系数18噪声参数估算

根据定义B=f网络输出端信源噪声电流均方值:网络输出端总噪声电流均方值:等效噪声电压源用等效噪声电阻Rn表示:19噪声参数(NFmin、|opt|、opt、Rn)的测量1.调整可调匹配器1和可调匹配器2，先使NF达到最小，再使增益最大，即输出达到匹配，得NFmin2.调匹配器1不动，关噪声源，去掉被测微波管，用网络分析仪测反射系数得3.调偏，使NF略增加，测出S和NF，用下式算出Rn4.改变频率，重复以上各步。21§1.6.2等噪声系数圆和等增益圆根据移项自学pp.28~29等噪声系数圆心位置等噪声系数圆半径22MAG—最大增益（双向共轭匹配）特点：等噪声系数圆的圆心都在opt到原点的连线上。阻抗圆图上的等噪声系数圆和等增益圆阻抗圆图上的NFmin值对应的是信源阻抗Zopt值，要求Yopt值需将幅角加最佳噪声要求的S与最大增益要求的S并不一致。如果要NF最佳，增益要下降，在NFmin处的增益用Ga表示(相关增益)23

有潜在不稳定情况的等增益圆增益公式的几种表示式当时，最大功率增益MAGK=1的临界情况，得最大稳定增益：25放大器的输出与输入驻波比驻波比增益与驻波比随频率的变化：26反射损耗与隔离器反射损耗定义：反射损耗不良时的后果：

损失信号能量数字通信误码率增大群时延特性变坏电视图像重影系统不稳定改善反射损耗的措施：铁氧体隔离器

正向衰减反向隔离27匹配时，Rg=RL，信源阻抗Rg产生的热噪声匹配时信源产生的热噪声功率信源Rg必产生的热噪声功率kT0B29多级联放大器噪声系数整机噪声系数1.根据NF定义衰减倍数就是噪声系数2.衰减器不能衰减kT0B301.放大器前的衰减量是噪声增加量2.后级噪声影响减弱3.由于F1最小时G1不是最大，最好找出F1和G1的最佳比例，使总的噪声系数最小。整机噪声系数31信源内阻噪声Nin=kT0B信源产生的输出噪声kT0BG放大器产生的输出噪声kTeBG输出端总噪声Nout=k(T0+Te)BG噪