射頻與通信電路復(fù)習(xí)案例

1、 常用的射頻電路的有源和無源器件，無源器件電阻、常用的射頻電路的有源和無源器件，無源器件電阻、電容和電感的射頻特性及等效電路。電容和電感的射頻特性及等效電路。一、一、本章知識點本章知識點 傳輸線的種類、傳輸線基礎(chǔ)理論、傳輸線分析方傳輸線的種類、傳輸線基礎(chǔ)理論、傳輸線分析方法，電壓反射系數(shù)的定義及計算方法、駐波及駐波比、法，電壓反射系數(shù)的定義及計算方法、駐波及駐波比、端接負載傳輸線的輸入阻抗計算方法及特殊情況分析、端接負載傳輸線的輸入阻抗計算方法及特殊情況分析、無耗傳輸線的功率傳輸特性、回波損耗和插入損耗的無耗傳輸線的功率傳輸特性、回波損耗和插入損耗的定義及其計算。定義及其計算。 阻抗圓圖和導(dǎo)納

2、圓圖的表示方法及特點、利用阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖的表示方法及特點、利用Smith圓圖求解端接負載的傳輸線輸入阻抗的方法。圓圖求解端接負載的傳輸線輸入阻抗的方法。 兩端口網(wǎng)絡(luò)的兩端口網(wǎng)絡(luò)的Z參數(shù)、參數(shù)、Y參數(shù)、參數(shù)、H參數(shù)和參數(shù)和ABCD參數(shù)參數(shù)的表示方法和物理意義，網(wǎng)絡(luò)的表示方法和物理意義，網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的定義及其物理意參數(shù)的定義及其物理意義，電路網(wǎng)絡(luò)互連及其參數(shù)分析，網(wǎng)絡(luò)義，電路網(wǎng)絡(luò)互連及其參數(shù)分析，網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的測試條參數(shù)的測試條件和測試方法。件和測試方法。二、典型例題二、典型例題 例題例題1 在一微帶線中（假定微帶線無限長且無損耗）電在一微帶線中（假定微帶線無限長且無損耗）電流表示式為：流表示式為

3、： ，求出（，求出（a）相速，（相速，（b）頻率，（）頻率，（c）波長。）波長。 9( )0.6cos(9 10500 )Ai ttz分析：分析：這是一個關(guān)于波動方程及結(jié)論計算的典型例題。這是一個關(guān)于波動方程及結(jié)論計算的典型例題。根據(jù)電流的表達式可以算出電磁波的三個重要參數(shù)：根據(jù)電流的表達式可以算出電磁波的三個重要參數(shù)：相速、頻率、波長。相速、頻率、波長。解：解：電流表達式為：電流表達式為：9( )0.6cos(9 10500 )Ai ttz頻率：頻率：999 101.433 10 Hz2f相速：相速：9729 101.8 10 m/s500Pf波長：波長：2221.256 10 m500例題

4、例題2 負載負載 ，傳輸線的特性阻抗為，傳輸線的特性阻抗為 且工作頻率為且工作頻率為 。求端接負載阻抗傳輸線的。求端接負載阻抗傳輸線的輸入阻抗和輸入反射系數(shù)。輸入阻抗和輸入反射系數(shù)。 20LZ 050Z 1GHz解：解：由端接負載阻抗傳輸線輸入阻抗的計算公式得由端接負載阻抗傳輸線輸入阻抗的計算公式得000cossin( )cossinLinLZdjZdZdZZdjZd2220 cos50 sin44502250 cos20 sin44jj505012520負載反射系數(shù)：負載反射系數(shù)：0002050320507LLZZZZ 輸入反射系數(shù)：輸入反射系數(shù)：22240333( )777jj djind

5、eee 例題例題3 用短路短截線實現(xiàn)用短路短截線實現(xiàn)2nH的電感，工作頻率為的電感，工作頻率為1GHz，特征阻抗為，特征阻抗為 ，求傳輸線的最短長度。，求傳輸線的最短長度。 50分析：分析：用理想的短路或開路短截線可以實現(xiàn)電容或電用理想的短路或開路短截線可以實現(xiàn)電容或電感功能，根據(jù)端接阻抗傳輸線輸入阻抗的計算公式可感功能，根據(jù)端接阻抗傳輸線輸入阻抗的計算公式可以求出特定阻抗值所對應(yīng)的傳輸線的長度。以求出特定阻抗值所對應(yīng)的傳輸線的長度。解：解：短路短截線的輸入阻抗為：短路短截線的輸入阻抗為：9tan21020nHinOZjZlj Lj則傳輸線的最短長度：則傳輸線的最短長度：921020nHarc

6、tan/arctan/50oLlZ0.2860.1232 / 其中，其中， 為波長。為波長。 例題例題4 對于下圖所示系統(tǒng)，假如傳輸線是無耗的，計算對于下圖所示系統(tǒng)，假如傳輸線是無耗的，計算輸入功率、傳送到負載的功率、回波損耗和插入損耗。輸入功率、傳送到負載的功率、回波損耗和插入損耗。分析：分析：首先求出負載通過傳輸線變換后的輸入阻抗，然首先求出負載通過傳輸線變換后的輸入阻抗，然后根據(jù)輸入功率的計算公式，可求出輸入功率，由于傳后根據(jù)輸入功率的計算公式，可求出輸入功率，由于傳輸線是無耗的，故傳送到負載的功率等于輸入功率?；剌斁€是無耗的，故傳送到負載的功率等于輸入功率?；夭〒p耗和插入損耗與輸入反射

7、系數(shù)有關(guān)。波損耗和插入損耗與輸入反射系數(shù)有關(guān)。解：解：由于傳輸線的長度為由于傳輸線的長度為 ，輸入阻抗為：，輸入阻抗為： 1/42050 5010025inLZZZ則則 ，0s 00100501100503inininZZZZ根據(jù)輸入功率的計算公式，得到輸入功率根據(jù)輸入功率的計算公式，得到輸入功率2222110011(1)111009W88191GsininsinVP 由于傳輸線是無耗的，故傳送到負載的功率等于由于傳輸線是無耗的，故傳送到負載的功率等于輸入功率輸入功率100W9LinPP回波損耗回波損耗 110lg(/)20lg()20lg=9.5dB3rininRLPP 插入損耗插入損耗10

8、lg(/)10lg()/)20lg(1)tininrininILP PPPP 220lg=3.5dB3 4. S參數(shù)參數(shù)（1）網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義in11ininS =ooZZZZ是網(wǎng)絡(luò)端口是網(wǎng)絡(luò)端口1的反射系數(shù)的反射系數(shù)22112S =GVV是網(wǎng)絡(luò)端口是網(wǎng)絡(luò)端口1到端口到端口2的正向電壓增益的正向電壓增益例題例題5 傳輸線的特征阻抗為傳輸線的特征阻抗為 ，負載阻抗為，負載阻抗為 ，工作頻率，工作頻率 ，相速，相速 ，當(dāng)當(dāng) 時，求輸入阻抗時，求輸入阻抗 。050Z (3060)LZj2GHzf 0.5PvC0.64cmd inZ分析：分析：應(yīng)用應(yīng)用Smith圓圖法計算其阻抗，

9、可按下面步驟：圓圖法計算其阻抗，可按下面步驟：1）用特征阻抗用特征阻抗 歸一化負載阻抗歸一化負載阻抗 ，求出，求出 。0ZLZLz2）在在Smith圓圖內(nèi)找出圓圖內(nèi)找出 的位置。的位置。 Lz3）在在Smith圓圖內(nèi)確定負載阻抗所對應(yīng)的負載反射系圓圖內(nèi)確定負載阻抗所對應(yīng)的負載反射系數(shù)數(shù) ，用幅度和相位表示。，用幅度和相位表示。 04）用用2倍電長度倍電長度 順時針旋轉(zhuǎn)順時針旋轉(zhuǎn) ，獲得，獲得 。d0( )ind5）記錄在特定位置記錄在特定位置 處的歸一化輸入阻抗處的歸一化輸入阻抗 。 dinz6）將將 轉(zhuǎn)換到實際的阻抗轉(zhuǎn)換到實際的阻抗 。 inzinZ096d解：解： 歸一化負載阻抗歸一化負載

10、阻抗 ，/0.61.2LLozZZj096d歸一化輸入阻抗歸一化輸入阻抗(0.64)0.30.53inzcmj輸入阻抗輸入阻抗(0.64)1526.5inZcmj例題例題6 級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1的的ABCD矩陣為矩陣為1324，級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)2ABCD矩陣為矩陣為7856，求整個級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的，求整個級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的ABCD矩陣，并說明矩陣，并說明ABCD矩陣的應(yīng)用場。矩陣的應(yīng)用場。分析：分析：級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的ABCD參數(shù)等于所有組成級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)等于所有組成級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)ABCD矩陣的乘積。矩陣的乘積。解：解：級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整體級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整體ABCD矩陣等于所有子網(wǎng)絡(luò)矩陣等于所有子網(wǎng)絡(luò)ABCD矩

11、陣的乘積。矩陣的乘積。因此，整個級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的因此，整個級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的ABCD矩陣為矩陣為112211221378222624563440ABABABCDCDCD三、三、本章作業(yè)本章作業(yè) 1-1 從駐波比（從駐波比（SWR）的基本定義出發(fā)：）的基本定義出發(fā)：maxmaxminminVISWRVI證明其能也能表示為：證明其能也能表示為：0011SWR 證明：證明：電壓駐波比定義為最大電壓與最小電壓的比值，即電壓駐波比定義為最大電壓與最小電壓的比值，即maxminVSWRV0(1)VV而而則則max0(1)VV min0(1)VV 故故00maxmin00(1)1(1)1VVSWRVV 即得證即得證1-2

12、 證明在無耗傳輸線條件下，輸入功率和負載功率證明在無耗傳輸線條件下，輸入功率和負載功率相同，且為相同，且為22221(1)181GsininLsinVPP 證明：證明：源阻抗和輸入阻抗用反射系數(shù)表示為源阻抗和輸入阻抗用反射系數(shù)表示為11ssoGsZZZ11ininoinZZ輸入電壓和電流可以表示為輸入電壓和電流可以表示為(1)()ininininGinGZVVVZZ(1)/inininoIVZ則輸入功率可表示為則輸入功率可表示為22*0Re()/2(1)/2inininininPV IVZ 22221(1)181GsinsinV 由于傳輸線是無耗的，故輸入功率和負載功率相等，即由于傳輸線是無耗

13、的，故輸入功率和負載功率相等，即22221(1)181GsininLsinVPP 1-4 負載阻抗為負載阻抗為 ，與特征阻抗為，與特征阻抗為 的傳輸線相連，求負載處的駐波比。的傳輸線相連，求負載處的駐波比。 3060LZj50解：解：負載處的反射系數(shù)為負載處的反射系數(shù)為108.5000(3060)5020600.63(3060)508060jLLZZjjeZZjj 則負載處的駐波比為則負載處的駐波比為00110.634.411 0.63SWR 1-5 一終端短路傳輸線段，工作在一終端短路傳輸線段，工作在1GHz，相速度是光速，相速度是光速的的75%，用分析法確定為獲得（，用分析法確定為獲得（a

14、）5.6pF電容和（電容和（b）4.7nH電感所需的最短線長。電感所需的最短線長。解：解：9-1822 3.14 1028m3 100.75Pfv短路時容性阻抗：短路時容性阻抗：011tan()inZjZdj C1min011arctandCZ91211arctan0.093m282 3.14 105.6 1050短路時感性容抗：短路時感性容抗：02tan()inj LZjZd2min01arctanLdZ9912 3.14 104.9 10arctan0.019m28501-6 已知放大器輸入、輸出端口駐波系數(shù)分別為已知放大器輸入、輸出端口駐波系數(shù)分別為2inSWR 3outSWR輸出端口反

15、射系數(shù)的模。若采用輸出端口反射系數(shù)的模。若采用 、 11S22S表示結(jié)果，其物理含義是什么？表示結(jié)果，其物理含義是什么？解：解：由駐波比定義得由駐波比定義得11SWR 由由121inininSWR 得得 12in由由131outoutoutSWR 得得 13out如果用如果用 、 表示，則表示，則 11S22S11inS輸入端口反射系數(shù)的模等于該端口輸入端口反射系數(shù)的模等于該端口 的模。的模。11S22outS輸出端口反射系數(shù)的模等于該端口輸出端口反射系數(shù)的模等于該端口 的模。的模。22S1-7 如圖所示，負載阻抗為如圖所示，負載阻抗為 ，傳輸線的特征，傳輸線的特征阻抗為阻抗為 ，且長度為，且

16、長度為 。求負載反射系數(shù)。求負載反射系數(shù) ，輸入反射系數(shù)輸入反射系數(shù) ，線上的駐波比，線上的駐波比 ，回波損耗，回波損耗 ，輸入阻抗，輸入阻抗 。 13090j500.3LinSWRRLinZ解：解：負載反射系數(shù)負載反射系數(shù) o0013090500.598 21.81309050LLLjZZZZj 電長度電長度 o20.3108l輸入反射系數(shù)輸入反射系數(shù)o21082oo0.598 21.80.598 165.8jj linLee 駐波比駐波比11 0.5983.9811 0.598SWR 回波損耗為回波損耗為20lg20lg 0.5984.47dBRL 輸入阻抗為輸入阻抗為o00o013090

17、50tan 108tan50tan5013090 tan 108LinLjjZjZlZZZjZljj12.755.8j一、一、本章知識點本章知識點 選頻回路的基本概念，選頻回路的性能指標，利選頻回路的基本概念，選頻回路的性能指標，利用用LC串并聯(lián)諧振回路進行選頻的基本原理，掌握串并聯(lián)諧振回路進行選頻的基本原理，掌握LC串串/并聯(lián)諧振回路有關(guān)諧振、諧振頻率、諧振阻抗、并聯(lián)諧振回路有關(guān)諧振、諧振頻率、諧振阻抗、諧振時的電流（電壓）以及品質(zhì)因數(shù)的定義和計算，諧振時的電流（電壓）以及品質(zhì)因數(shù)的定義和計算，品質(zhì)因數(shù)對諧振回路選頻特性的影響，串并聯(lián)諧振回品質(zhì)因數(shù)對諧振回路選頻特性的影響，串并聯(lián)諧振回路的選

18、頻特性及主要性能指標。路的選頻特性及主要性能指標。 阻抗匹配的基本概念，進行阻抗匹配的必要性，阻抗匹配的基本概念，進行阻抗匹配的必要性，實現(xiàn)阻抗匹配的條件及基本方法，實現(xiàn)阻抗匹配的條件及基本方法，L型匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)型匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方法，以及相關(guān)電容、電感值的計算，計方法，以及相關(guān)電容、電感值的計算， 和和T型匹型匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點，利用配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點，利用Smith圓圖進行阻抗匹配圓圖進行阻抗匹配的基本方法及步驟。的基本方法及步驟。 （4）串并聯(lián)支路阻抗轉(zhuǎn)換串并聯(lián)支路阻抗轉(zhuǎn)換并聯(lián)電阻并聯(lián)電阻 并聯(lián)電抗并聯(lián)電抗 22221 ()(1)SSSPSSSSrXXRrrQrr222211 ()(1)

19、SSSPSSSSrXrXrrXXQ二、二、典型例題典型例題 例題例題1 并聯(lián)諧振回路均無損耗并聯(lián)諧振回路均無損耗 ， 負載電阻負載電阻 ，如下圖所示，如下圖所示,10HL 300pFC 5kLR 求：求：(1)(1)回路諧振頻率回路諧振頻率(2)(2)回路回路3dB帶寬帶寬(3)(3)矩形系數(shù)矩形系數(shù)03dBBW0.1K分析：分析：上圖所示的并聯(lián)諧振回路的諧振頻率和品質(zhì)因上圖所示的并聯(lián)諧振回路的諧振頻率和品質(zhì)因素均可由公式求得，求出品質(zhì)因素之后，可得回路素均可由公式求得，求出品質(zhì)因素之后，可得回路3dB帶寬帶寬 ，由于該諧振回路屬于單調(diào)諧振回路，由于該諧振回路屬于單調(diào)諧振回路，故其矩形系數(shù)等于

20、故其矩形系數(shù)等于9.96。 3dBBW解：解：(1)(1)諧振頻率諧振頻率606121118.25 10 rad/s10 10300 10LC002.9MHz2f(2)(2)回路空載回路空載 ，有載為，有載為 0Q 36605 1027.418.25 1010 10LeRQL回路通頻段回路通頻段6032.9 10105.8KHz27.4dBefBWQ(3)(3)由于是單調(diào)諧振回路，所以矩形系數(shù)為由于是單調(diào)諧振回路，所以矩形系數(shù)為 。0.19.96K例題例題2 設(shè)計一個無耗的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，采用設(shè)計一個無耗的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，采用L型匹配型匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將天線等效阻抗網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將天線等效阻抗 變換為純

21、變換為純電阻電阻 ，其工作頻率為，其工作頻率為 ，求匹配，求匹配網(wǎng)絡(luò)的電感和電容值。網(wǎng)絡(luò)的電感和電容值。 5030AZj160inR 100MHzf 解：解：設(shè)計設(shè)計L型匹配網(wǎng)絡(luò)如下：型匹配網(wǎng)絡(luò)如下：根據(jù)變換電阻的大小得品質(zhì)因數(shù)根據(jù)變換電阻的大小得品質(zhì)因數(shù)160-1=-1=1.4850RQR大小 L網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)支路由網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)支路由 、 、 組成，根據(jù)支路組成，根據(jù)支路Q的定義有的定義有 ArCX1CX 174SSCCCCAAXQXXXr Qr11181174304436pF210442CCXCf X同理，由并聯(lián)支路的同理，由并聯(lián)支路的Q可得可得81601081080.172H1.482210P

22、PPLinLPLXRQXLXf 例題例題3 并聯(lián)諧振回路如下圖所示，已知并聯(lián)諧振回路如下圖所示，已知 , ，回路空載，回路空載 。信號源內(nèi)阻。信號源內(nèi)阻 負載電阻負載電阻 。求該回路的諧振頻率、諧振電。求該回路的諧振頻率、諧振電阻、通頻帶。阻、通頻帶。 390pFC 390HL 0Q100100SRk200LRk解：解：由于回路為高由于回路為高Q，所以回路諧振頻率，所以回路諧振頻率012611465.5kHz22300 10390 10fLC回路的損耗電阻回路的損耗電阻36002465.5 10390 1011.4100LrQ回路的諧振阻抗回路的諧振阻抗20(1)114KPRrQ考慮信號源內(nèi)阻

23、及負載后回路的總諧振阻抗為考慮信號源內(nèi)阻及負載后回路的總諧振阻抗為|42KSPLRRRR回路的有載回路的有載Q值為值為3042 10372eRQf L03dB465.512.56kHz37efBWQ通頻帶通頻帶三、三、本章習(xí)題本章習(xí)題 2-1 選頻網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標是什么？選頻網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標是什么？答：答： 中心頻率，即為傳輸系數(shù)最大的頻率點。中心頻率，即為傳輸系數(shù)最大的頻率點。 通頻帶通頻帶 ，傳輸系數(shù)下降為中心頻率，傳輸系數(shù)下降為中心頻率 對應(yīng)值對應(yīng)值的的 時對應(yīng)的上下限的頻率之差。時對應(yīng)的上下限的頻率之差。3dBBW0f1/2 帶內(nèi)波動帶內(nèi)波動 ，通頻帶內(nèi)傳輸系數(shù)的最大波動值。，通頻

24、帶內(nèi)傳輸系數(shù)的最大波動值。 選擇性（帶外衰減）與矩形系數(shù)。選擇性（帶外衰減）與矩形系數(shù)。 插入損耗插入損耗 輸入輸出阻抗輸入輸出阻抗2-2 給定并聯(lián)諧振回路的中心頻率給定并聯(lián)諧振回路的中心頻率 ，要求，要求在偏離諧振頻率在偏離諧振頻率 處衰減處衰減 ，求回路，求回路Q值，通頻帶值，通頻帶 。 0640kHzf 100kHz16dBS 3dBBW解：解：20116dB0.15821SQ 20Q 則則 得得將將 及及 代入代入0100kHzff0640kHzf 03dB64032kHz200fBWQ010MHzf 56pFC 3150kHzdBBW600kHzf 2-3 并聯(lián)諧振回路的中心頻率并聯(lián)

25、諧振回路的中心頻率，通頻帶通頻帶，求回路電感，求回路電感L L、Q Q值及對值及對處的信號選擇性處的信號選擇性S S。，電感電感 對對解：解：272120114.53 H(210 )56 10LC處的信號選擇性處的信號選擇性600kHzf 22000110.12418.13dB0.6 22()166.67110SffQf 003dB1066.670.15fQBW品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)2-4 畫出如下圖所示四個無損耗回路的電抗畫出如下圖所示四個無損耗回路的電抗-頻率特頻率特性，并算出關(guān)鍵點的頻率值。性，并算出關(guān)鍵點的頻率值。解：解： (b)(a)012fLC012fLC11212()fC LL1212

26、fLC(d) (c) 2112fCL2121212fC CLCC10025.1Zj502-5 見下圖，設(shè)計一個無損耗匹配網(wǎng)絡(luò)將負載阻抗見下圖，設(shè)計一個無損耗匹配網(wǎng)絡(luò)將負載阻抗連接到內(nèi)阻為連接到內(nèi)阻為的信號源上。的信號源上。變換網(wǎng)絡(luò)的變換網(wǎng)絡(luò)的Q Q為：為： 1001150Q 解：解：由于負載電阻由于負載電阻R=100R=100大于輸入阻抗大于輸入阻抗5050 ，因此匹，因此匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，其中配網(wǎng)絡(luò)如圖示，其中的容抗的容抗，用于，用于125.1CXj 1C抵消負載中的感抗。抵消負載中的感抗。因此因此100LRXQ25050CXQ050Z 500.50.8Lzj1.60.8Lzj2-6 設(shè)計兩個

27、無損耗設(shè)計兩個無損耗L L網(wǎng)絡(luò)，完成下列歸一化阻抗（網(wǎng)絡(luò)，完成下列歸一化阻抗（）變換為）變換為（1 1）（2 2）。 ：；（1 1）已知已知及參考電阻及參考電阻設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，則設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，則 解：解：0.50.8Lzj050Z 50(0.5.8)2540LLLCZjjrjX501125Q ()LLCLXXrQ1 254065LX SCRxQ50501Cx （2 2）1.60.850 (1.60.8)8040LLZjZjj 用電容用電容抵消負載感抗抵消負載感抗，見圖示，見圖示，1C1LX1140CLXX8010.77450LSrQR 80103.30.774LCrXQ50 0.77

28、438.7LSXRQ，這是電阻與電感并聯(lián)，這是電阻與電感并聯(lián)，-3(2.5- 2.3) 10 ( )iYjS502-7 已知某集成共射已知某集成共射共基放大器的輸入導(dǎo)納為共基放大器的輸入導(dǎo)納為。設(shè)計輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，將。設(shè)計輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，將變換為與放大器共軛匹配。變換為與放大器共軛匹配。源電阻源電阻解：解： 已知已知-3(2.5- 2.3) 10iYj其中其中3114002.5 10iiRg314342.3 10iX設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，用容抗設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，用容抗抵消放大器的輸入抵消放大器的輸入匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò)Q值為值為1CX則則1434CiXX感抗。感抗。40012.6450Q 400151

29、2.64iLRXQ250132CXQ一、一、本章知識點本章知識點 電路與系統(tǒng)噪聲來源、種類及效應(yīng)，起伏噪聲的電路與系統(tǒng)噪聲來源、種類及效應(yīng)，起伏噪聲的基本概念及其特點，電阻熱噪聲、雙極晶體管和場效基本概念及其特點，電阻熱噪聲、雙極晶體管和場效應(yīng)晶體管主要噪聲來源、大小及等效電路，電抗元件應(yīng)晶體管主要噪聲來源、大小及等效電路，電抗元件的噪聲、兩端口網(wǎng)絡(luò)的等效輸入噪聲源，噪聲系數(shù)、的噪聲、兩端口網(wǎng)絡(luò)的等效輸入噪聲源，噪聲系數(shù)、等效噪聲溫度的基本概念及相關(guān)計算，噪聲系數(shù)與等等效噪聲溫度的基本概念及相關(guān)計算，噪聲系數(shù)與等效輸入噪聲源的關(guān)系，多級線性網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)的噪聲系數(shù)效輸入噪聲源的關(guān)系，多級線性網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)

30、的噪聲系數(shù)的計算方法。的計算方法。 非線性器件的描述方法、靈敏度和動態(tài)范圍的定非線性器件的描述方法、靈敏度和動態(tài)范圍的定義及計算方法，器件非線性的影響：諧波、增益壓縮、義及計算方法，器件非線性的影響：諧波、增益壓縮、堵塞、交叉調(diào)制等，堵塞、交叉調(diào)制等，1dB壓縮點與三階交調(diào)截點的定壓縮點與三階交調(diào)截點的定義、計算及其關(guān)系，非線性器件在頻譜搬移中的應(yīng)用。義、計算及其關(guān)系，非線性器件在頻譜搬移中的應(yīng)用。二、二、典型例題典型例題 510K250K290KT 510 HzB 例題例題1 試計算試計算噪聲噪聲電流。若并聯(lián)電流。若并聯(lián)電阻后，總均方值噪聲電壓電阻后，總均方值噪聲電壓，噪聲帶寬，噪聲帶寬）

31、電阻的均方值噪聲電壓，均方值電阻的均方值噪聲電壓，均方值又為多少？（設(shè)又為多少？（設(shè)解：解：2-233514kTR B4 1.38 10290 510 1010nV2-212114kTB3.14 10(A )RnI 12510250|167.7k510250RR21024kTRB2.68 10(V )nV 則則1028.16 10(V )例題例題2 如圖所示放大器及輸入信號，設(shè)放大器的帶寬如圖所示放大器及輸入信號，設(shè)放大器的帶寬200KHzB ，試求：，試求：inSNoutSoutNoutSN 輸入信噪比輸入信噪比 輸出信號功率輸出信號功率 輸出噪聲功率輸出噪聲功率 輸出信噪比輸出信噪比 10

32、0( 115)15dBinSN 1002080dBmoutinSSG N內(nèi)32NFdBFFeT000(1)(2 1)eTFTTT0ekT BkT B200KHzB 0174 10lg121dBmekT BkT BB 解：解： 輸入信噪比輸入信噪比 輸出信號功率輸出信號功率 設(shè)放大器內(nèi)部噪聲為設(shè)放大器內(nèi)部噪聲為，因為，因為根據(jù)噪聲系數(shù)根據(jù)噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度與等效噪聲溫度的關(guān)系，可以的關(guān)系，可以所以放大器的內(nèi)部噪聲等效到輸入端為所以放大器的內(nèi)部噪聲等效到輸入端為放大器的帶寬放大器的帶寬則則，算出該放大器的等效噪聲溫度為算出該放大器的等效噪聲溫度為，0()outiiNG NNGNGkT B內(nèi)-1

33、01152095dBm=3.16 10mWiGN -10121 20101dBm=0.79 10 mWGN 內(nèi)-10()3.96 10 mW=-94dBmoutiNG NN內(nèi)80( 94)14dBmoutSN 由于由于故輸出噪聲功率為故輸出噪聲功率為 輸出信噪比輸出信噪比 30KHzB 250KAT 50,min()20dBoSNR,mininP例題例題3 某接收機前端兩級的增益，噪聲系數(shù)如下圖所示，某接收機前端兩級的增益，噪聲系數(shù)如下圖所示，。其天線等效噪聲溫度。其天線等效噪聲溫度間相匹配，且輸入、輸出阻抗均為間相匹配，且輸入、輸出阻抗均為。為獲得輸出。為獲得輸出，求接收機的最小輸入電平，求

34、接收機的最小輸入電平為多少？為多少？ 帶寬為帶寬為，各級，各級信噪比信噪比1110dB10PPGG112dB1.58NFF214dB2.51NFF解：解：將增益、噪聲系數(shù)的將增益、噪聲系數(shù)的dBdB值換成線性值為值換成線性值為，12112.51 11.581.7312.38dB10PFFFNFG0(1)211.9KeTFT10lg () 10lgtAeFk TTB2310lg1.38 10(250211.9) 10lg303023028 14.730157.1dBW=-127.1dBm 11,min,min()127.120107.1dBm1.9 10mWintoPFSNR 接收機的噪聲系數(shù)為

35、接收機的噪聲系數(shù)為等效噪聲溫度等效噪聲溫度接收機最低輸入電平接收機最低輸入電平基底噪聲為基底噪聲為三、三、本章習(xí)題本章習(xí)題 和和1R2R12LRRRnP3-1 如下圖所示，計算溫度為如下圖所示，計算溫度為T T的兩有噪電阻的兩有噪電阻輸出到負載輸出到負載上的噪聲功率上的噪聲功率。 解：由于匹配，所以輸出為額定噪聲功率nPkTB 解：解：由于匹配，所以輸出為額定噪聲功率由于匹配，所以輸出為額定噪聲功率1531.62GdB22NFdB2220800800kF113.76290eeTTT 10(1)(2 1) 290290keTFT2113.76 122.08731.62FFFG 3-2 放大器的增

36、益為放大器的增益為15dB15dB，帶寬為，帶寬為200MHz200MHz，噪聲系，噪聲系數(shù)為數(shù)為3dB3dB，連接到等效噪聲溫度為，連接到等效噪聲溫度為800K800K的解調(diào)器前端。的解調(diào)器前端。求整個系統(tǒng)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度。求整個系統(tǒng)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度。系統(tǒng)的等效噪聲溫度為系統(tǒng)的等效噪聲溫度為系統(tǒng)的噪聲系數(shù)為系統(tǒng)的噪聲系數(shù)為解：解：先把先把dB數(shù)化為自然數(shù)數(shù)化為自然數(shù)21800290315.3k31.62eeeTTTG放大器的等效噪聲溫度為放大器的等效噪聲溫度為3-3 某接收機的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示，若從接收天線進某接收機的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示，若從接收天線進來的噪聲輸入功率為來的

37、噪聲輸入功率為iaNkT B15aTK，其中，其中溫度為溫度為290K290K，中頻帶寬為，中頻帶寬為10MHz10MHz。求接收機總的噪聲系。求接收機總的噪聲系數(shù)、總的等效噪聲溫度和輸出噪聲功率。數(shù)、總的等效噪聲溫度和輸出噪聲功率。 ，環(huán)境，環(huán)境11010GdB2110.79GLdB 3230.5GLdB 121.58FdB2111.26FLdB342.51FdB321112111.26 12.51 11.581.82.551010 0.79FFFFdBGGG 用多級噪聲系數(shù)的計算公式得接收機總的噪聲系數(shù)用多級噪聲系數(shù)的計算公式得接收機總的噪聲系數(shù)解：解：將將dB轉(zhuǎn)換為線性值轉(zhuǎn)換為線性值0(

38、1)(1.8 1) 290232eTFTK2361.38 101523210 103.95oaeNk TTBG151.35 1098.7WdBm 則總的等效噪聲溫度為則總的等效噪聲溫度為輸出噪聲功率為輸出噪聲功率為290aTK3NFdBtF10dBm,min()20oSNRdB3-4 設(shè)天線等效噪聲溫度設(shè)天線等效噪聲溫度，放大器的噪聲，放大器的噪聲，求基底噪聲，求基底噪聲。若。若1dB1dB，此接收機的線性，此接收機的線性）？）？ 帶寬為帶寬為100kHz，壓縮點的輸入功率為壓縮點的輸入功率為范圍是多少（若要求輸出信噪比范圍是多少（若要求輸出信噪比動態(tài)動態(tài)174/()10logtFdBm Hz

39、NF dBB 51743 10log10121dBm 解：解：噪聲底數(shù)為噪聲底數(shù)為 放大器的線性動態(tài)范圍也可以定義為它的放大器的線性動態(tài)范圍也可以定義為它的1dB1dB壓壓縮點的輸入功率與靈敏度之比，則線性動態(tài)范圍為縮點的輸入功率與靈敏度之比，則線性動態(tài)范圍為 10(121)111dBlDR ,min()20oSNRdB,min,min()101intoPFSNRdBm 10(101)91dBlDR 放大器的線性動態(tài)范圍可以定義為它的放大器的線性動態(tài)范圍可以定義為它的1dB1dB壓縮點壓縮點的輸入功率與噪聲底數(shù)之比，即的輸入功率與噪聲底數(shù)之比，即若若則靈敏度則靈敏度3-5 接收機噪聲系數(shù)是接收

40、機噪聲系數(shù)是7dB7dB，增益為，增益為40dB40dB，對應(yīng)增益，對應(yīng)增益1dB1dB壓縮點的輸出功率是壓縮點的輸出功率是25dBm25dBm，對應(yīng)三階截點的輸出，對應(yīng)三階截點的輸出功率是功率是35dBm35dBm，接收機采用等效噪聲溫度，接收機采用等效噪聲溫度150ATK的天線。設(shè)接收機帶寬為的天線。設(shè)接收機帶寬為100MHz100MHz，若要求輸出信噪比，若要求輸出信噪比為為10dB10dB，求：接收機的線性動態(tài)范圍和無雜散動態(tài)范，求：接收機的線性動態(tài)范圍和無雜散動態(tài)范圍。圍。 0150290aTKTK()itaeNFk TT B解：解：由于此題接收機的天線噪聲溫度為由于此題接收機的天線

41、噪聲溫度為 因此計算接收機的噪聲底數(shù)（即等效輸入噪聲功因此計算接收機的噪聲底數(shù)（即等效輸入噪聲功率）時應(yīng)為：率）時應(yīng)為：075.01(1)(5.01 1) 2901162.9eNFdBTFTK-238-121.38 10(1501162.9) 101.8 10-87.4itNFdBm,1,12540114i dBO dBPPGdBm tF-14-(-87.4)73.4lDRdB其中其中為接收機的等效噪聲溫度為接收機的等效噪聲溫度增益增益1dB1dB壓縮點對應(yīng)的輸入功率是：壓縮點對應(yīng)的輸入功率是：則線性動態(tài)范圍定義為（以則線性動態(tài)范圍定義為（以為下限）為下限）: :eT,min()77.4int

42、oPFSNRdBm 1,min( 14)( 77.4)63.4indBlinPDRdBP 3335405dBmIIPOIPG 3012 () 3fttDRIIPFFSNR1(2 ( 5)87.4)( 87.4 10)44.9dB3 若以靈敏度為下限，則線性動態(tài)范圍是：若以靈敏度為下限，則線性動態(tài)范圍是：將三階互調(diào)輸出功率轉(zhuǎn)換為輸入功率：將三階互調(diào)輸出功率轉(zhuǎn)換為輸入功率：無雜散動態(tài)范圍為無雜散動態(tài)范圍為3-6 已知放大器和混頻器連接如下圖所示，低噪放的已知放大器和混頻器連接如下圖所示，低噪放的增益是增益是20PGdB322OIPdBm6PGdB 313IIPdBm3OIP，對應(yīng)三階截點的輸出功率

43、是，對應(yīng)三階截點的輸出功率是，混頻器的變頻損耗是，混頻器的變頻損耗是三階截點的輸入功率是三階截點的輸入功率是，求系統(tǒng)的三階，求系統(tǒng)的三階。 ，對應(yīng)，對應(yīng)截點截點3OIP3322202dBm1.58mWIIPOIPG313dBm19.95mWIIP 20100GdB33 1321111005.644()()1.5819.95GIIPIIPIIP解：解：將放大器的三階截點輸出功率將放大器的三階截點輸出功率變?yōu)樽優(yōu)榛祛l器的混頻器的放大器功率增益放大器功率增益則整個系統(tǒng)的三階截點輸入功率為則整個系統(tǒng)的三階截點輸入功率為 輸入功率，即輸入功率，即33 1321111005.644()()1.5819.9

44、5GIIPIIPIIP310.177mw-7.516dBm5.644IIP 33127.5162066.48dBmOIPIIPGG 則整個系統(tǒng)的三階截點輸入功率為則整個系統(tǒng)的三階截點輸入功率為則則若以輸出功率為參考，則若以輸出功率為參考，則一、一、本章知識點本章知識點 射頻發(fā)射級、接收級的基本組成及完成的主要功射頻發(fā)射級、接收級的基本組成及完成的主要功能，設(shè)計收發(fā)機的射頻部分時應(yīng)解決的關(guān)鍵問題，無能，設(shè)計收發(fā)機的射頻部分時應(yīng)解決的關(guān)鍵問題，無線通信接收機、發(fā)射機的基本結(jié)構(gòu)和方案，鏡像頻率線通信接收機、發(fā)射機的基本結(jié)構(gòu)和方案，鏡像頻率干擾、組合頻率干擾和變頻器引起的寄生通道干擾的干擾、組合頻率干

45、擾和變頻器引起的寄生通道干擾的產(chǎn)生機理，高中頻和低中頻的利弊。產(chǎn)生機理，高中頻和低中頻的利弊。 單次變頻超外差式接收機的基本結(jié)構(gòu)、各組成部單次變頻超外差式接收機的基本結(jié)構(gòu)、各組成部分的功能及其特點，二次變頻超外差式接收機的組成分的功能及其特點，二次變頻超外差式接收機的組成結(jié)構(gòu)和特點，零中頻結(jié)構(gòu)和特點，零中頻(直接下變頻直接下變頻)接收機、鏡頻抑制接收機、鏡頻抑制接收機和數(shù)字中頻的基本結(jié)構(gòu)和特點，接收機射頻前接收機和數(shù)字中頻的基本結(jié)構(gòu)和特點，接收機射頻前端設(shè)計考慮，直接調(diào)制與間接調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)與特端設(shè)計考慮，直接調(diào)制與間接調(diào)制發(fā)射機的結(jié)構(gòu)與特點，發(fā)射機射頻前端設(shè)計考慮，無線發(fā)射接收機的性點，發(fā)

46、射機射頻前端設(shè)計考慮，無線發(fā)射接收機的性能指標及系統(tǒng)指標分配與計算。能指標及系統(tǒng)指標分配與計算。 二、二、典型例題典型例題 例題例題1 畫出射頻發(fā)射級的基本組成結(jié)構(gòu)及其完成的主要畫出射頻發(fā)射級的基本組成結(jié)構(gòu)及其完成的主要功能。功能。解：解： 射頻發(fā)射級的基本組成結(jié)構(gòu)射頻發(fā)射級的基本組成結(jié)構(gòu) 完成的主要功能：完成的主要功能：產(chǎn)生正弦載波產(chǎn)生正弦載波完成基帶信號對載波的調(diào)制完成基帶信號對載波的調(diào)制將通帶信號搬移到所需的頻段將通帶信號搬移到所需的頻段放大到足夠的功率并發(fā)射放大到足夠的功率并發(fā)射不干擾相鄰信道不干擾相鄰信道例題例題2 畫出零中頻接收機的結(jié)構(gòu)方框圖，并寫出其優(yōu)畫出零中頻接收機的結(jié)構(gòu)方框圖

47、，并寫出其優(yōu)缺點。缺點。 解：解： 零中頻接收機的結(jié)構(gòu)方框圖：零中頻接收機的結(jié)構(gòu)方框圖： 直接變頻到基帶信號，不存在鏡像干擾；直接變頻到基帶信號，不存在鏡像干擾； 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單。簡單。LORF1/ f 優(yōu)點：由于優(yōu)點：由于 存在低噪聲放大器偶次諧波失真干擾存在低噪聲放大器偶次諧波失真干擾 ，從而將調(diào)制的，從而將調(diào)制的RF信號信號缺點：缺點： 信道間隔離度差（頻率竄透）信道間隔離度差（頻率竄透）噪聲效應(yīng)嚴重噪聲效應(yīng)嚴重例題例題3 某超外差式接收機射頻部分各模塊間均互相匹某超外差式接收機射頻部分各模塊間均互相匹配，它們的增益、噪聲系數(shù)如圖所示，求：配，它們的增益、噪聲系數(shù)如圖所示，求： 系統(tǒng)總的增

48、益系統(tǒng)總的增益 系統(tǒng)總的噪聲系數(shù)系統(tǒng)總的噪聲系數(shù)解：解： L表示無源有耗網(wǎng)絡(luò)的損耗，它與增益表示無源有耗網(wǎng)絡(luò)的損耗，它與增益G互為互為倒數(shù)，用倒數(shù)，用dB表示時絕對值相同，符號相反。表示時絕對值相同，符號相反。 ?？偟脑肼曄禂?shù)可按多級線性系統(tǒng)?？偟脑肼曄禂?shù)可按多級線性系統(tǒng)級連公式計算，由于各級間匹配，所以級連公式計算，由于各級間匹配，所以5 1025220465064GdB ()()NF dBL dB32111211FFFFGGG總1.58 11.58 13.16 13.160.3160.316 100.316 10 0.633.16 1.8350.18350.1835 1.0850.9222

49、.5250.2270.03020.59910.56710.239dB故總增益為故總增益為 無源有耗網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)等于其損耗值無源有耗網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)等于其損耗值L L，即，即要求的最低輸入電壓為要求的最低輸入電壓為，天線等效噪聲溫度為，天線等效噪聲溫度為。求接收機的最低輸入。求接收機的最低輸入50iR 3dBNF 200KHzB 150KaT min10dBSN0.5V,mininP例題例題4 已知某二次混頻超外差接收機的輸入電阻為已知某二次混頻超外差接收機的輸入電阻為，射頻部分的噪聲系數(shù)，射頻部分的噪聲系數(shù)，帶寬為，帶寬為解調(diào)器前端的最低輸入信噪比解調(diào)器前端的最低輸入信噪比為多少？為多少？ ，

50、要求，要求，解調(diào)器，解調(diào)器功率功率32NFdBF000(1)(2 1)290KeTFTTT解：由于解：由于，則接收機的等效噪聲溫度，則接收機的等效噪聲溫度為為,min0min()(1)(/) 10lginaSPdBmk TFTdBm HzBN230(1)1.38 10(150290)ak TFT23607.2 10(/)172.2/W HzdBm Hz 5,min172.2 10lg(2 10 ) 10109.2inPdBm 故接收機的最低輸入功率故接收機的最低輸入功率則則 三、三、本章作業(yè)本章作業(yè) 答：答： 射頻發(fā)射級的基本組成結(jié)構(gòu)射頻發(fā)射級的基本組成結(jié)構(gòu)4-1 畫出射頻接收級的基本組成結(jié)構(gòu)

51、及其完成的主要畫出射頻接收級的基本組成結(jié)構(gòu)及其完成的主要功能。功能。 完成的主要功能：完成的主要功能：從眾多的電波中選出有用信號從眾多的電波中選出有用信號將微弱信號放大到解調(diào)器所要求的電平值將微弱信號放大到解調(diào)器所要求的電平值將通帶信號變?yōu)榛鶐盘枌⑼◣盘栕優(yōu)榛鶐盘?-2 設(shè)計收發(fā)機的射頻部分時應(yīng)解決的關(guān)鍵問題是什么？設(shè)計收發(fā)機的射頻部分時應(yīng)解決的關(guān)鍵問題是什么？答：答：設(shè)計收發(fā)機的射頻部分時應(yīng)解決的關(guān)鍵問題：設(shè)計收發(fā)機的射頻部分時應(yīng)解決的關(guān)鍵問題： 選用合適的調(diào)制和解調(diào)方式。選用合適的調(diào)制和解調(diào)方式。 接收機選出有用信道抑制干擾。接收機選出有用信道抑制干擾。 接收機的靈敏度和線性動態(tài)范圍

52、。接收機的靈敏度和線性動態(tài)范圍。 發(fā)射機的高效率不失真的功率放大器。發(fā)射機的高效率不失真的功率放大器。 限制發(fā)射信號對相鄰信道的干擾。限制發(fā)射信號對相鄰信道的干擾。 天線收發(fā)轉(zhuǎn)換器的損耗小，隔離性好。天線收發(fā)轉(zhuǎn)換器的損耗小，隔離性好。4-3 說明單次變頻超外差式接收機的優(yōu)點和缺點說明單次變頻超外差式接收機的優(yōu)點和缺點。 答：答： 優(yōu)點：優(yōu)點： 帶通濾波器帶通濾波器BPF1作頻帶選擇作頻帶選擇, 而而BPF2作信道選擇作信道選擇,實現(xiàn)了頻帶選擇和信道的分離。實現(xiàn)了頻帶選擇和信道的分離。 合理分配系統(tǒng)增益，放大器穩(wěn)定性好。合理分配系統(tǒng)增益，放大器穩(wěn)定性好。 適用于信號載頻遠高于中頻頻率的情況。適用

53、于信號載頻遠高于中頻頻率的情況。 在較低固定中頻上放大，在較低固定中頻上放大，ADC和解調(diào)較為容易。和解調(diào)較為容易。 缺點：缺點： 在變頻器內(nèi)可能產(chǎn)生眾多的寄生頻率，對有用信號在變頻器內(nèi)可能產(chǎn)生眾多的寄生頻率，對有用信號形成干擾，降低信噪比。最主要的干擾有以下三種：形成干擾，降低信噪比。最主要的干擾有以下三種： 鏡像頻率干擾鏡像頻率干擾 中頻干擾中頻干擾 互調(diào)干擾互調(diào)干擾4-4 為什么要用二次變頻方案，對為什么要用二次變頻方案，對中頻和中頻和中頻的選中頻的選擇有何要求？擇有何要求？答：答：為了解決中頻選擇中碰到的為了解決中頻選擇中碰到的“靈敏度靈敏度”和和“選擇選擇性性”的矛盾，可以采用二次變

54、頻方案。的矛盾，可以采用二次變頻方案。 高第一中頻有利于鏡頻抑制，有好的頻帶選擇性。高第一中頻有利于鏡頻抑制，有好的頻帶選擇性。 低第二中頻有利于低第二中頻有利于IFA的穩(wěn)定性和降低對解調(diào)器的的穩(wěn)定性和降低對解調(diào)器的要求。要求。4-5 如圖所示放大器及輸入信號，設(shè)放大器的帶寬如圖所示放大器及輸入信號，設(shè)放大器的帶寬200KHzB ，試求：，試求： inSNoutSoutNoutSN 輸入信噪比輸入信噪比 輸出信號功率輸出信號功率 輸出噪聲功率輸出噪聲功率 輸出信噪比輸出信噪比 算出該放大器的等效噪聲溫度為算出該放大器的等效噪聲溫度為根據(jù)噪聲系數(shù)根據(jù)噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度與等效噪聲溫度 設(shè)放大器

55、內(nèi)部噪聲為設(shè)放大器內(nèi)部噪聲為80( 110)30dBinSN 802060dBmoutinSSG N內(nèi)32NFdBFFeT000(1)(2 1)eTFTTT解：解： 輸入信噪比輸入信噪比 輸出信號功率輸出信號功率 ，因為，因為，的關(guān)系，可以的關(guān)系，可以0ekT BkT B200KHzB 0174 10lg121dBmekT BkT BB 0()outiiNG NNGNGkT B內(nèi)-91102090dBm=1.0 10 mWiGN -10121 20101dBm=0.79 10 mWGN 內(nèi)-9()1.079 10 mW=-89.7dBmoutiNG NN內(nèi)60( 89.7)29.7dBmout

56、SN 所以放大器的內(nèi)部噪聲等效到輸入端為所以放大器的內(nèi)部噪聲等效到輸入端為放大器的帶寬放大器的帶寬，則，則由于由于故輸出噪聲功率為故輸出噪聲功率為 輸出信噪比輸出信噪比 ，。假設(shè)系統(tǒng)。假設(shè)系統(tǒng)，輸入阻抗為，輸入阻抗為，中頻帶寬是，中頻帶寬是。 天線的噪聲功率為天線的噪聲功率為iaNkT B15KaT 0T5010MHz4-6 如圖所示為一無線接收機前端方框圖，已知饋入如圖所示為一無線接收機前端方框圖，已知饋入溫度為溫度為求：求： 系統(tǒng)增益系統(tǒng)增益 系統(tǒng)噪聲系數(shù)系統(tǒng)噪聲系數(shù) 系統(tǒng)等效噪聲溫度系統(tǒng)等效噪聲溫度 輸出噪聲功率輸出噪聲功率解：解： 系統(tǒng)增益系統(tǒng)增益 系統(tǒng)噪聲系數(shù)系統(tǒng)噪聲系數(shù) 系統(tǒng)等效噪

57、聲溫度系統(tǒng)等效噪聲溫度 輸出噪聲功率輸出噪聲功率10 1 36dBG 4 15dBBNF 3.16 11.5841.82.55dB10ANF0(1)(1.8 1)290232KeTFT2370()(10 0.794 0.501) 1.38 1010(15232)aeNGkB TT131.3566 10W-98.67dBm一、一、本章知識點本章知識點 低噪聲放大器簡介、低噪聲放大器在通信射頻前端低噪聲放大器簡介、低噪聲放大器在通信射頻前端的位置、低噪聲放大器的主要特點，雙極、砷化鎵的位置、低噪聲放大器的主要特點，雙極、砷化鎵（GaAs）和）和CMOS射頻集成電路工藝，雙極型晶體管射頻集成電路工藝

58、，雙極型晶體管共射小信號等效電路以及場效應(yīng)管小信號模型。共射小信號等效電路以及場效應(yīng)管小信號模型。 低噪聲放大器的主要性能指標，低噪聲放大器基本低噪聲放大器的主要性能指標，低噪聲放大器基本電路、低噪放設(shè)計的基本任務(wù)、直流偏置電路設(shè)計、阻電路、低噪放設(shè)計的基本任務(wù)、直流偏置電路設(shè)計、阻抗匹配抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計、常見的轉(zhuǎn)換電路設(shè)計、常見的LNA電路配置，低噪聲電路配置，低噪聲放大器的設(shè)計步驟、低噪聲放大器的簡要設(shè)計過程及簡放大器的設(shè)計步驟、低噪聲放大器的簡要設(shè)計過程及簡單實例。單實例。二、二、典型例題典型例題例題例題1 簡述低噪聲放大器在通信射頻前端的位置及其主簡述低噪聲放大器在通信射頻前端的位

59、置及其主要特點。要特點。解：解： 低噪聲放大器在通信射頻前端的位置：低噪聲放大器在通信射頻前端的位置： 低噪聲放大器的主要特點：低噪聲放大器的主要特點： LNA靠近接收機的最前端，要求它的噪聲系數(shù)越小靠近接收機的最前端，要求它的噪聲系數(shù)越小越好。越好。 LNA所接受的信號是很微弱的，故它是一個信號線所接受的信號是很微弱的，故它是一個信號線性放大器。性放大器。 低噪聲放大器的輸入端必須與前接的天線濾波器或低噪聲放大器的輸入端必須與前接的天線濾波器或天線匹配。天線匹配。 低噪聲放大器應(yīng)具有一定的選頻能力，因此它一般低噪聲放大器應(yīng)具有一定的選頻能力，因此它一般是頻帶放大器。是頻帶放大器。例題例題2

60、簡述低噪聲放大器的主要性能指標。簡述低噪聲放大器的主要性能指標。答：答：低噪聲放大器的主要性能要求是：低的噪聲系數(shù)低噪聲放大器的主要性能要求是：低的噪聲系數(shù)（NF）、足夠的線性范圍（）、足夠的線性范圍（IIP3）、高增益（）、高增益（gain）、）、良好的輸入良好的輸入/輸出端口匹配特性及輸入和輸出之間的隔輸出端口匹配特性及輸入和輸出之間的隔離度要求高。離度要求高。 工作頻率工作頻率放大器能夠工作的頻率取決于晶體管的特征頻率放大器能夠工作的頻率取決于晶體管的特征頻率 Tf 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)放大器的噪聲系數(shù)與工作點、基區(qū)體電阻有關(guān)。放大器的噪聲系數(shù)與工作點、基區(qū)體電阻有關(guān)。 增益增益 放大器的增