射頻放大電路設(shè)計(jì)PPT課件

1、第七章 射頻放大電路設(shè)計(jì) 7.1 小信號(hào)射頻放大電路 7.2 射頻放大電路的噪聲 7.2.1 噪聲信號(hào)的特性和分類 7.2.2 等效噪聲溫度和噪聲系數(shù) 7.2.3 等噪聲系數(shù)圓 7.3 寬帶放大電路 7.4 功率放大電路 7.4.1 A類功率放大電路 7.4.2 B類和C類功率放大電路 7.4.3 功率合成放大電路 7.4.4 功率放大的交調(diào)失真 7.5 射頻放大電路綜合分析設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共43頁(yè)7.1 小信號(hào)射頻放大電路 7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析 7.1.2 絕對(duì)穩(wěn)定的充要條件 7.1.3 潛在不穩(wěn)定情況 7.1.4 放大電路的增益第2頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析 參數(shù)的變

2、化： 環(huán)境溫度改變 頻率漂移 信號(hào)源阻抗 負(fù)載阻抗 射頻放大電路的穩(wěn)定性是非常重要因素第3頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析第4頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析 放大電路絕對(duì)穩(wěn)定：11 11INSOUTL 對(duì)于任何1 1INSLOUT 對(duì)于一定范圍內(nèi)的和放大電路有條件穩(wěn)定：第5頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析122111221LINLS SSS122122111SOUTSS SSS12211122122122111111LLSSS SSSS SSS第6頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析 給定晶體管S參數(shù)，通常滿足： 確定兩個(gè)穩(wěn)定區(qū)域 ：12211122122

3、122111111LLSSS SSSS SSS12211122122122111111LLSSS SSSS SSSCritical condition112211SS第7頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析11112212212211LLSS SS SS112211LLSS11221221S SS S *2211122122222222LSSS SSS 參見教材165頁(yè)式7.8整理，得到平面上園的方程|-C|=R（其中復(fù)數(shù)C代表圓心，正實(shí)數(shù)R代表半徑） 第8頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析*1122122122221111SSSS SSS 同理得到： 穩(wěn)定。即可判斷實(shí)際系統(tǒng)是否

4、對(duì)比者表示實(shí)際條件，兩者前者表示穩(wěn)定條件，后比較。半徑都不同。可以自行園）不同，圓心和園（稱為園、與原本的稱為穩(wěn)定判據(jù)園。穩(wěn)定園，穩(wěn)定園和所求得的和根據(jù)SMITHsLsLoutin11第9頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析臨界穩(wěn)定圓第10頁(yè)/共43頁(yè) n穩(wěn)定性要求：。在圖上注明穩(wěn)定區(qū)條件）（）、（同理，可以判斷穩(wěn)定區(qū)。）。顯然其中陰影區(qū)為（圖參見的點(diǎn)位于不穩(wěn)定區(qū)，即時(shí)便有當(dāng)）的陰影區(qū)。（，參見圖以內(nèi)位于穩(wěn)定園的點(diǎn)的點(diǎn)位于穩(wěn)定區(qū)，時(shí)便有這就是說，當(dāng)則不穩(wěn)定。則穩(wěn)定，式可得時(shí)，由當(dāng)定判據(jù)園”。區(qū)域，稱為“輸出端穩(wěn)所確定的、即單位園以內(nèi)。、,d2 . 7b2 . 7c2 . 7, 1012

5、. 71001116 . 7012, 11in11in11111111ininLLLLLLSaSSSS第11頁(yè)/共43頁(yè) 第12頁(yè)/共43頁(yè) 若輸出穩(wěn)定判別圓包含史密斯圓圖中心點(diǎn)（如圖7.2（a）所示），L的穩(wěn)定區(qū)域在輸出穩(wěn)定判別圓內(nèi)。L的穩(wěn)定區(qū)域是史密斯圓圖單位圓內(nèi)輸出穩(wěn)定判別圓內(nèi)的區(qū)域，是圖7.2（a）中的陰影區(qū)。 n（1）若(|S11|1，則史密斯圓圖中心點(diǎn)（L=0點(diǎn)）在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。分2種情況。n 若輸出穩(wěn)定判別圓不包含史密斯圓圖中心點(diǎn)（如圖7.2（b）所示），L的穩(wěn)定區(qū)域在輸出穩(wěn)定判別圓外。L的穩(wěn)定區(qū)域是史密斯圓圖單位圓內(nèi)輸出穩(wěn)定判別圓外的區(qū)域，是圖7.2（b）中的陰影區(qū)。 第13頁(yè)/

6、共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析臨界穩(wěn)定園，穩(wěn)定區(qū)域第14頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析絕對(duì)穩(wěn)定條件 第15頁(yè)/共43頁(yè)7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析標(biāo)出穩(wěn)定的源反射系數(shù)取值的區(qū)域。實(shí)線的圓表示|S|=1，虛線的圓表示|OUT|=1的輸入穩(wěn)定圓，其他條件已經(jīng)在圖上標(biāo)明。第16頁(yè)/共43頁(yè)7.1.2 絕對(duì)穩(wěn)定的充要條件112212212221122122122211122121S SS SSSKS SBSS 2111221222122111111KSS SSS S11K 110KB第17頁(yè)/共43頁(yè)7.1.2 絕對(duì)穩(wěn)定的充要條件第18頁(yè)/共43頁(yè)7.1.3 潛在不穩(wěn)定情況Re0

7、Re0SINLOUTZZZZ第19頁(yè)/共43頁(yè)7.1.4 放大電路的增益第20頁(yè)/共43頁(yè)7.1.4 放大電路的增益 2. 單向傳輸情況2maxmaxmax212211221111TSOLGGG GSSS221111TTUGGUU第21頁(yè)/共43頁(yè)7.1.4 放大電路的增益 3. 雙向傳輸情況22max2122221111MLTMSMLGSS 2211112222224242SMSLMLBBCCBBCC 第22頁(yè)/共43頁(yè)7.1.4 放大電路的增益 4. 輸入和輸出駐波系數(shù)111111aSINaSMVSWRM 第23頁(yè)/共43頁(yè)7.2 射頻放大電路的噪聲 7.2.1 噪聲信號(hào)的特性和分類 1）

8、熱噪聲 2）散粒噪聲 3）閃爍噪聲NPkTBrms2NDCIqIB第24頁(yè)/共43頁(yè)7.2.2 等效噪聲溫度和噪聲系數(shù)第25頁(yè)/共43頁(yè)7.2.2 等效噪聲溫度和噪聲系數(shù)SITTNONONIINISOANINOOUTTNOPSNRPPPFPG PSNRPP321112121111NAAAAAA NFFFFFGG GG GG注意單位第26頁(yè)/共43頁(yè)7.2.3 等噪聲系數(shù)圓2minnSoptSrFFYYg第27頁(yè)/共43頁(yè)7.3 寬帶放大電路 1）補(bǔ)償匹配電路第28頁(yè)/共43頁(yè)7.3 寬帶放大電路 2）平衡放大第29頁(yè)/共43頁(yè)7.3 寬帶放大電路 3）負(fù)反饋放大電路第30頁(yè)/共43頁(yè)7.4 功

9、率放大電路 7.4.1 A類功率放大電路1dB增益壓縮點(diǎn)（G1dB）定義為：由于晶體管的非線性特性，放大電路實(shí)際輸出功率增益比線性功率增益降低1dB時(shí)放大電路的實(shí)際功率增益。1dBdBdB1dBOGG1dB,1dB1dBdBmdBmINPPG第31頁(yè)/共43頁(yè)7.4.1 A類功率放大電路 對(duì)于A類放大電路定義輸出信號(hào)有效的功率范圍為放大電路的動(dòng)態(tài)范圍1dB,dBo mdsDRPP噪聲底的功率Po,mds,0dBm10log3dB174dBm 10logdBdB3dBo mdsAAPG kT BFBGF 第32頁(yè)/共43頁(yè)7.4.2 B類和C類功率放大電路第33頁(yè)/共43頁(yè)7.4.2 B類和C類功率放大電路互補(bǔ)B類放大電路的基本電路 第34頁(yè)/共43頁(yè)7.4.2 B類和C類功率放大電路C類基本放大電路 第35頁(yè)/共43頁(yè)7.4.3 功率合成放大電路第36頁(yè)/共43頁(yè)7.4.3 功率合成放大電路第37頁(yè)/共