射频电路技术2.pptVIP

三、电路部件 1、低噪声放大器 主要指标：增益 噪声系数 输入匹配 工作带宽 动态范围 低噪声放大器：增益 功率增益：资用功率增益 GT为转移功率，表示负载实际吸收的功率与信号源资用功率的比（失配时）。 资用功率：匹配时的输出功率，共轭匹配 低噪声放大器：噪声系数 热噪声，白色，与频率无关（宽谱） 式中k 为玻尔兹曼常数，k＝1.38×10-23 J/K Wv 为频谱密度，单位频带能量。 散粒噪声，电子流的不均匀性引起的噪声，q 为电子电荷，I 为平均电流。 1/f 噪声或闪烁噪声，低频时影响明显。高频时可忽略。 噪声系数：晶体管 晶体管的噪声系数：用噪声系数表示，定义为 （1） 它表示信噪比在通过放大器后变坏的程度。 对于无损无噪的理想网络，由于输入信噪比等于输出信噪比，其噪声系数为1。 对于有损或有噪（如晶体管）网络噪声系数大于1。 用分贝表示： 输入噪声功率: 输出噪声功率： （2） 用资用功率表示。注意它比资用增益多一个噪声系数。 级联噪声系数 噪声系数与接收机灵敏度 灵敏度表示对于一定的接收机输出信噪比，所需的最小输入信号。这个一定的接收机输出信噪比，与信号的调制形式有关，例如2PSK，需要6dB，调制度越高，要求越高。因此灵敏度的表示式为： 它与噪声系数和系统带宽有关。 例：NF＝6dB，带宽BW＝1MHz，输出信噪比为6dB，则接收机灵敏度为 低噪声放大器，低噪声设计 晶体管的噪声参数： 最小噪声系数 NF 等效噪声电阻 Rn 最佳源导纳 Yopt， 匹配时很难同时兼顾最大增益、最小噪声和匹配。 通常要求最小噪声，调节工作电流，噪声匹配 其次要求匹配，兼顾阻抗匹配 最后要求增益，选择器件。 匹配通常采用匹配电路，用设计软件进行，如MDS等。 现在在集成电路里进行，外部设计只要匹配即可。 动态范围 动态范围取决于： 最小输入信号，即灵敏度，它取决于噪声系数； 最大输入信号，由晶体管线性度决定，通常用1dB压缩点P1dB 或三阶交调点OIP3表示，线性好的器件，工作电流大些。如AD公司的20dB固定放大器： AD8353 AD8354 P1dB 9dBm 5dBm OIP3 23dBm 19dBm NF 5dB 4dB Isupply 41mA 23mA 三阶互调 由于放大器的非线性，会引起信号的失真，产生大量谐波。其中二次谐波通常离基波很远，可以用滤波器滤除，而且二次谐波是一种非对称失真，幅度相对小。但三次谐波是饱和失真，容易产生。三次谐波的互调谐波，通常位与信号带内，不能分离，如图所示。 互调信号常用PIMR表示，即三阶信号与基波的功率比。 OIP3 与 P1dB IP3 与 P1dB IIP3与OIP3 MAXIM LNA 2642增加动态范围：二种模式，可加衰减，可关断 高动态LNAMotorola LNA＋混频器Motorola MC13770 2、功率放大器 功率放大器件 GaAs MESFET LDMOS GeSi器件 功放集成电路 (1)高频BJT叉指结构提高输出功率硅材料功率晶体管 BJT的偏置和输入输出特性 热等效电路 (2)MESFET 转移和输出特性 最大输出特性 A类放大器的工作点 富士通 F