[工学]通信电路原理课件03_2.ppt

* 《通信电路原理》 * dBm：以 为零电平的分贝。 3.4.6 接收机的灵敏度与最小可检测信号（续2） 还可以表示为： 1000 800 400 200 100 80 40 20 10 8 4 2 1 30 29 26 23 20 19 16 13 10 9 6 3 0 * 《通信电路原理》 * 3.4.7 低噪声放大器的指标（补充） LNA（Low-Noise-Amplifire）应用于接收机射频前端的前级，用来放大微弱信号。 LNA的主要指标是： 低的噪声系数； 放大器本身产生的噪声功率小，前级； 合适的增益； 有效放大信号，减小后级噪声影响； 输入输出阻抗的匹配 ；以便获取最大增益 足够的线性范围； 在较大输入范围内不产生失真；？ 在射频放大器电路中，常用 1dB增益压缩点来度量放大器的线性。 3.4.7 低噪声放大器的指标（续1） 参考：陈邦媛编《射频通信电路》P75 当输入信号大到器件的高次项不能忽略时（设只考虑到三次项），基波信号电流幅度为： 可得到大信号平均跨导为： 由此可见大信号平均跨导与输入信号幅度有关，这与线性放大器的跨导仅与工作点有关而与输入信号无关不同。 通常 ，此时平均跨导 随输入信号幅度的增大而减小，此为增益压缩。 （1）放大器的1dB增益压缩点 3.4.7 低噪声放大器的指标（续2） 1dB增益压缩点定义为使增益比线性放大器增益下降1dB所对应的输入信号幅度值。 它与器件类型和放大器工作点有关。 可推导得出： 由平均跨导公式和1dB增益压缩点定义： 3.4.7 低噪声放大器的指标（续3） （2）三阶互调截点IIP3 参考：陈邦媛《射频通信电路》P77 当两个频率十分接近的信号输入放大器时，由于器件的非线性会产生许多组合频率分量。（下章讨论） 因为组合频率分量 和 比较靠近基波分量，所以有可能落在放大器频带内并形成对有用信号的干扰。 这些由非线性器件的三次方项产生的干扰组合频率分量，就是三阶互调。 * 《通信电路原理》 * 3.4.7 低噪声放大器的指标（续4） 三阶互调截点IP3 定义为三阶互调功率达到和基波功率相等的点。 * 《通信电路原理》 * 由定义 ，则对应三阶截点的输入信号幅度为： 3.4.7 低噪声放大器的指标（续5） 基波功率为： 三阶互调功率为： 将上述方程化为对数坐标，则有： 假设两个频率十分接近的信号输入幅度相同，为 * 《通信电路原理》 * 3.4.8 低噪声放大器 （1）晶体管放大器的噪声系数 （2）场效应管放大器的噪声系数 （3）减小噪声系数的措施 （4）低噪声放大器的输入阻抗匹配 * 《通信电路原理》 * 3.4.8 低噪声放大器 （1）晶体管放大器的噪声系数 例：共基极放大器的噪声等效电路 假定等效电路噪声源是彼此统计独立的。 返回 * 《通信电路原理》 * （1）晶体管放大器的噪声系数（续1） 信号源内阻 的热噪声 基极电阻 的热噪声 发射结的散粒噪声 集电结的分配噪声 晶体管放大器的噪声系数：计算各噪声源引起的输出噪声功率，并计算噪声系数。 （1）晶体管放大器的噪声系数（续2） 讨论： 噪声系数与工作频率有关 工作频率较低时，噪声系数几乎与工作频率无关。 主要是基极电阻的热噪声和散粒噪声，是白噪声。 工作频率较高时，噪声系数随工作频率增加而增加。 这是高频区，除热噪声和散粒噪声外，主要是分配噪声。 工作频率很低时， 噪声不可忽略。 附录3.2.1 噪声系数与信源内阻有关 F是信源内阻Rg的函数，且有一最佳值使放大器噪声系数为最小。 噪声系数与晶体管工作状态有关 F与工作状态的关系较复杂，（re，fa）可由实验方法确定。 * 《通信电路原理》 * （2）场效应管放大器的噪声系数 场效应管的噪声有四个来源：栅极散粒噪声；沟道热噪声； 栅极感应噪声和1 / f 噪声。 笫一种和笫二种噪声是主要的，尤其以笫二种噪声最重要。 笫二种噪声的场效应管噪声等效电路见下图。计算放大器的噪声系数，可以将噪声源折合到放大器的输出端或输入端 ，这里是折合到输入端 。 * 《通信电路原理》 * （2）场效应管放大器的噪声系数（续） 场效应管放大器的噪声系数 为场效应管的输入电导； 为信号源的内电导； 为场效应管沟道热噪声的等效噪声电阻。 在高频放大电路中（笫一