放大器主要技術(shù)指標(biāo)

1、放大器主要技術(shù)指標(biāo)定義1 .工作頻率范圍（F）:指放大器滿足各項(xiàng)指標(biāo)的工作頻率范圍。放大器實(shí)際的工作頻率范圍可能會(huì)大于定義的工作頻率范圍。2 .功率增益（G）:指放大器輸出功率和輸入功率的比值，單位常用“dB表示。3 .增益平坦度：增益平坦度是指工作頻帶內(nèi)功率增益的起伏，通常用最高增益與最低增益之差，即AG（dB）來(lái)表示。4 .噪聲系數(shù):任意微波、毫米波部件的噪聲系數(shù)Nf定義如下:(1-1)式中，Nf微波部件噪聲系數(shù)；G放大器功率增益；Sin,Nin分別是微波放大器輸入端的信號(hào)功率和噪聲功率；SoUt,N“t分別是微波放大器輸出端的信號(hào)功率和噪聲功率。從式（1-2）可以看出，噪聲系數(shù)的物理含義

2、是：信號(hào)通過(guò)放大器之后，由于放大器產(chǎn)生噪聲使信噪比變壞，信噪比下降的倍數(shù)就是噪聲系數(shù)。通常噪聲系數(shù)用分貝數(shù)表示，此時(shí)(1-3)Nf(dB)-10lgNf現(xiàn)在我們應(yīng)用等效在輸入端的噪聲電阻理論，電阻值取決于等效噪聲溫度,因此改用等效噪聲溫度的表示方法。當(dāng)放大器和信源阻抗匹配時(shí)放大器輸入端的噪聲功率可表示為:Nin=kT0&。式中k為玻爾茲曼常數(shù);帶寬。將此式代入（2-2）得：T0為絕對(duì)溫度，通常取為293K；Af為NfNoutkTofG(1-4)這說(shuō)明放大器輸入的噪聲功率是信源阻抗在To時(shí)產(chǎn)生的熱噪聲，放大器自身產(chǎn)生的噪聲也可看作一個(gè)溫度為Te的物體產(chǎn)生的熱噪聲，這里可以把Te理解為放大

3、器的等效噪聲溫度。這時(shí)其輸出端的噪聲功率可表示為：Nout=k（Te+ToRG（1-5）將（2-15）代入（2-14）,得到(1-6)(1-7)Nf=T°=1TeToTo移項(xiàng)即得到放大器噪聲溫度Te和噪聲系數(shù)的關(guān)系Te=ToNf-15 .1分貝壓縮點(diǎn)輸出功率（P1dB）:放大器有一個(gè)線性動(dòng)態(tài)范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)，放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加。這種放大器稱之為線性放大器，這兩個(gè)功率之比就是功率增益Go隨著輸入功率的繼續(xù)增大，放大器進(jìn)入非線性區(qū)，其輸出功率不再隨輸入功率的增加而線性增加，也就是說(shuō)，其輸出功率低于小信號(hào)增益所預(yù)計(jì)的值。通常把增益下降到比線性增益低1dB時(shí)的輸出功率值定義

4、為輸出功率的1dB壓縮點(diǎn)，用P1dB表小.小意圖如下：掩壓縮點(diǎn)6 .飽和輸出功率:當(dāng)功率放大器的輸入功率加大到某一值后，再加大輸入功率并不會(huì)改變輸出功率的大小，該輸出功率稱為功率放大器的飽和輸出功率。7 .三階交調(diào)系數(shù)：盡管低噪聲放大器處于接收系統(tǒng)的前級(jí)，基本上工作于弱信號(hào)狀態(tài)，但高增益情況下仍可能使放大器末級(jí)進(jìn)入非線性區(qū)，從而使信號(hào)各頻譜分量間產(chǎn)生交叉組合頻率，形成交叉干擾。考慮兩個(gè)頻率相差不多的信號(hào)加到放大器中，由于放大器增益的非線性，在眾多的互調(diào)分量mwi±nw2,m,n=0,1,2,中，2wi-W2和2W2-Wi兩個(gè)頻率分量最接近主頻率W1和W2,將落在通帶內(nèi)廣生干擾，這兩個(gè)

5、頻率分量稱為三階交調(diào)分量。設(shè)三階交調(diào)分量功率為P3，信號(hào)W1或W2功率為P，則三階交調(diào)系數(shù)定義為:P3M3=1010g3(dBc)R40on啜口-io口io如w我。哥要人lidbJ圖3故大哥的胎出功率和互調(diào)分量隨鉆入功聿fifi8 .功率效率和功率附加效率：功率放大器的功率效率“P是功率放大器的射頻輸出功率與供給晶體管的直流功率之比。表示了功率放大器把直流功率轉(zhuǎn)換成射頻功率的能力，定義為“_射頻輸出功率P;宜流輸入功率通常，在設(shè)計(jì)功率放大器時(shí)，希望用功率增益高的功率晶體管。為此，又給出了另一種定義：射頻輸出功率-射頻輸入功率a二直流輸入功率“add稱為功率放大器的功率附加效率，它反映了直流功率

6、轉(zhuǎn)換成射頻功率的能力，又反映了放大射頻功率的能力。很明顯，用功率附加效率“add衡量功率放大器的功率效率是比較合理的。9輸入/輸出駐波比(VSWR):微波放大器通常設(shè)計(jì)或用于50Q阻抗的微波系統(tǒng)中，輸入/輸出駐波表示放大器輸入端阻抗和輸出端阻抗與系統(tǒng)要求阻抗(50Q)的匹配程度。用下式表示：c1-VSWR：1-vswr：輸入輸電壓出駐波比r：反射系數(shù)大功率管的輸入阻抗和輸出阻抗都很低，BJT的輸入阻抗實(shí)部只有幾個(gè)歐姆，與50Q系統(tǒng)失配得比較厲害。而MESFTE的輸入阻抗較高，與50Q系統(tǒng)失配得也很大，失配嚴(yán)重時(shí)，會(huì)損壞功率管。輸入、輸出駐波比變壞還會(huì)使系統(tǒng)的增益起伏和群遲延變壞，因此功率放大器

7、的輸入、輸出駐波比應(yīng)該滿足一定要求。在大容量數(shù)字通信系統(tǒng)中，功率放大器的輸入、輸出駐波比取1.2:1,而在一般系統(tǒng)中，功率放大器的輸入、輸出駐波比可以取到2:1。它也是設(shè)計(jì)微波功率放大器時(shí)必須考慮的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。10 .寄生雜波：寄生雜波是系統(tǒng)中不需要的那些信號(hào)，是功率放大器放大過(guò)程中引起的一種信號(hào)失真，它與輸入信號(hào)不是諧波關(guān)系。這些寄生雜波絕大部分是在高驅(qū)動(dòng)電平或輸入與輸出嚴(yán)重失配時(shí)出現(xiàn)的。無(wú)寄生雜波動(dòng)態(tài)范圍是信號(hào)的允許輸入功率范圍，在這個(gè)輸入功率范圍內(nèi)，系統(tǒng)中將不存在寄生雜波。無(wú)寄生雜波動(dòng)態(tài)范圍的最大功率主要取決于系統(tǒng)的增益、三階交調(diào)點(diǎn)和噪聲電平；而最小功率主要取決于噪聲系數(shù)和噪聲帶寬。1

8、1 .工作電壓/電流：指放大器工作時(shí)需要供給的電源電壓和放大器工作時(shí)要求供給的電流值。駐波比VSWR傳輸換算法駐波比回波損耗傳輸損耗電壓發(fā)射系數(shù)功率反射比功率傳輸比1.0000000000100.01.0146.1000000100.01.0240.1000010100.01.0336.6001010100.01.0434.2002020100.01.05P32.300302199.91.0630.700403199.91.0729.400503199.91.0828.300604199.91.0927.300804299.91.1026.401005299.81.1125.701205399

9、.71.1224.901406399.71.1324.301606499.61.1423.701907499.61.1523.102107599.51.1622.602407599.51.1722.102708699.41.1821.703008799.31.1921.203309899.21.2020.803609899.21.2519.1054111.298.81.3017.7075131.798.31.4015.6122172.897.21.5014.0177204.096.01.6012.7238235.394.71.7011.7302266.793.31.8010.9370298.2

10、91.81.9010.2440319.690.42.009.505123311.188.93.006.001.245025.075.04.004.401.936036.064.05.003.502.556744.455.610.01.704.808266.933.120.09007.419081.918.1功率dBm-Watts換算表dBmWattsdBmWatts01.0mW26400mW11.3mW27500mW21.6mW28640mW32.0mW29800mW42.5mW301.0W53.2mW311.3W64.0mW321.6W75.0mW332.0W86.0mW342.5W98.0mW353.0W1010mW364.0W1113mW375.0W1216mW