⒉转换功率增益.doc

微波电子线路 西安电子科技大学 PAGE 1 PAGE 8 ●11● 功率增益和稳定性 衡量微波晶体管放大器放大性能的指标是功率增益，按照入出端口匹配情况不同，功率增益有实际功率增益﹑转换功率增益和资用功率增益之分，它们均与S参数和端口匹配有关。为了放大器能够稳定工作，必须分析影响稳定性的因素和实现稳定工作的方法。本节任务就是讨论这两个问题。 一﹑功率增益 一般功率增益指输出功率与输入功率之比，我们首先研究输入输出功率与S参数及反射系数之间的关系。 基本关系：网络参数 ， 功率表达式 一端口入﹑反射功率为 源输出功率 负载吸收功率 由于 又∵ ∴ ⒈ 实际功率增益 定义：负载吸收功率与输入功率之比 其中， 实际功率增益与晶体管S参数和负载反射系数有关，与无关，按设计放大器时，调节满足需求，再选择降低噪声。 ⒉转换功率增益 定义：负载吸收功率与信号源资用功率之比 = = 转换功率增益与﹑及S参数有关，当时对应单向转换功率增益 ﹑﹑分别为管子﹑入口﹑出口对应的增益，入﹑出口都匹配即，。这时，时，其中为单向优质因数。 3．资用功率增益 定义：输出资用功率与输入资用功率之比。 这时 其中 上式中， 若以设计放大器，可选满足增益指标调整获得最大功输出，一般，双共轭匹配时。 二﹑微波晶体管放大器的稳定性 保持稳定是放大器正常工作的先决条件。所谓稳定，就是不产生自激振荡，在工作频带范围内，输入﹑输出端口不呈现负阻。即﹑。 绝对稳定：取任意值都使，取任意值都使。 条件稳定（潜在不稳定）：只有﹑取某些值时才能保证﹑。 研究在什么条件下，研究的取值范围。 ∵ 由 和 有 及 得 且 上式说明：被变换成平面上的圆，圆心位于，半径为。且﹑只与S参数有关，﹑与S参数及有关。 当时。只与S参数有关，它是一个圆心在，半径为的圆，将此圆称为临界圆。临界圆是映射在平面上的一个特殊圆，它把平面分为圆内和圆外两部分， 如果圆内对应则圆外对应为，即在临界圆内取值如???对应，则临界圆内区域稳定，圆外不稳定；在临界圆外取值如果对应，则临界圆外区域稳定，圆内不稳定。到底是圆内稳定还是圆外稳定，须做如下判断： 在平面上的圆点，对应，该点应该是稳定的。所以： ⒈临界圆如果包含圆点，则圆内取稳定，圆外取不稳定； ⒉临界圆如果不含圆点，则圆内取不稳定，圆外取稳定。 不管稳定与否，取值范围只能限制在单位圆内。第一种情况下，如果单位圆都在临界圆内，则对一切都稳定，为绝对稳定；第二种情况下，如果单位圆都在临界圆外，则对一切都稳定，也为绝对稳定。其他则只有单位圆落在稳定区部分的才稳定，称为条件稳定。 由﹑可导出，同时对可得出平面上的绝对稳定条件亦为。为了绝对稳定，在第一种情况下还应有，可导出， 所以绝对稳定条件归结为 ； ； ③。