電子科大射頻電路課程總復(fù)習(xí)

1、一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 無線通信技術(shù)的發(fā)展簡史，通信的定義、通信系無線通信技術(shù)的發(fā)展簡史，通信的定義、通信系統(tǒng)的組成及通信系統(tǒng)中進(jìn)行的兩種變換和反變換，統(tǒng)的組成及通信系統(tǒng)中進(jìn)行的兩種變換和反變換，電磁波頻段劃分標(biāo)準(zhǔn)及典型應(yīng)用領(lǐng)域，特別是射頻、電磁波頻段劃分標(biāo)準(zhǔn)及典型應(yīng)用領(lǐng)域，特別是射頻、微波、毫米波的頻段范圍，移動(dòng)通信接收機(jī)和發(fā)射微波、毫米波的頻段范圍，移動(dòng)通信接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的射頻設(shè)計(jì)及現(xiàn)代蜂窩手機(jī)對(duì)射頻前端設(shè)計(jì)的要機(jī)的射頻設(shè)計(jì)及現(xiàn)代蜂窩手機(jī)對(duì)射頻前端設(shè)計(jì)的要求，無線通信射頻電路的特點(diǎn)，通信射頻電路設(shè)計(jì)求，無線通信射頻電路的特點(diǎn)，通信射頻電路設(shè)計(jì)的重要地位和無線通信射頻電路的發(fā)展趨勢(shì)。的

2、重要地位和無線通信射頻電路的發(fā)展趨勢(shì)。二、二、重點(diǎn)和難點(diǎn)分析重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 1. 重點(diǎn)重點(diǎn) 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成, 射頻、微波、毫米波的頻段范射頻、微波、毫米波的頻段范圍，無線通信系統(tǒng)射頻前端設(shè)計(jì)及現(xiàn)代蜂窩手機(jī)對(duì)射圍，無線通信系統(tǒng)射頻前端設(shè)計(jì)及現(xiàn)代蜂窩手機(jī)對(duì)射頻前端設(shè)計(jì)的要求。頻前端設(shè)計(jì)的要求。2. 難點(diǎn)難點(diǎn) 通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各組成部分的作用，以及通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各組成部分的作用，以及無線通信射頻電路的特點(diǎn)。無線通信射頻電路的特點(diǎn)。三、三、占課程考核的權(quán)重占課程考核的權(quán)重緒論不在考試范圍內(nèi)。緒論不在考試范圍內(nèi)。四、四、重要概念與公式重要概念與公式 1. 通信系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)，

3、通信系統(tǒng)所包含兩個(gè)變通信系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)，通信系統(tǒng)所包含兩個(gè)變換和反變換的含義。換和反變換的含義。 （1）通信系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)為通信系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)為（2）通信系統(tǒng)的兩個(gè)基本變換與反變換為通信系統(tǒng)的兩個(gè)基本變換與反變換為 發(fā)射端：第一個(gè)變換是接收機(jī)從信道中選取接收的發(fā)射端：第一個(gè)變換是接收機(jī)從信道中選取接收的已調(diào)波并將其變換為基帶信號(hào)，此變換過程稱為解調(diào)。已調(diào)波并將其變換為基帶信號(hào)，此變換過程稱為解調(diào)。第二個(gè)變換是輸出變換器將解調(diào)后的基帶信號(hào)變換成第二個(gè)變換是輸出變換器將解調(diào)后的基帶信號(hào)變換成相應(yīng)的信息。相應(yīng)的信息。 接收端：第一個(gè)變換是接收機(jī)從信道中選取接收的接收端：第一個(gè)變換是接收機(jī)

4、從信道中選取接收的已調(diào)波并將其變換為基帶信號(hào)，此變換過程稱為解調(diào)。已調(diào)波并將其變換為基帶信號(hào)，此變換過程稱為解調(diào)。第二個(gè)變換是輸出變換器將解調(diào)后的基帶信號(hào)變換成第二個(gè)變換是輸出變換器將解調(diào)后的基帶信號(hào)變換成相應(yīng)的信息。相應(yīng)的信息。2. 現(xiàn)代蜂窩手機(jī)對(duì)通信射頻電路設(shè)計(jì)的要求?，F(xiàn)代蜂窩手機(jī)對(duì)通信射頻電路設(shè)計(jì)的要求。 良好的選擇性。良好的選擇性。 低噪聲、高動(dòng)態(tài)范圍。低噪聲、高動(dòng)態(tài)范圍。 接收機(jī)對(duì)于雜散頻率有良好的抑制能力。接收機(jī)對(duì)于雜散頻率有良好的抑制能力。 本振信號(hào)應(yīng)該具有很低的相位噪聲。本振信號(hào)應(yīng)該具有很低的相位噪聲。 發(fā)射機(jī)必須嚴(yán)格限制帶外輻射。發(fā)射機(jī)必須嚴(yán)格限制帶外輻射。 射頻電路必須低功

5、耗。射頻電路必須低功耗。 發(fā)射機(jī)功放要求有高的功率增加效率。發(fā)射機(jī)功放要求有高的功率增加效率。一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 常用的射頻電路的有源和無源器件，無源器件電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。阻、電容和電感的射頻特性及等效電路。 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(jì)算方法、駐波及駐波比、法，電壓反射系數(shù)的定義及計(jì)算方法、駐波及駐波比、端接負(fù)載傳輸線的輸入阻抗計(jì)算方法及特殊情況分析、端接負(fù)載傳輸線的輸入阻抗計(jì)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

6、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(jì)算。定義及其計(jì)算。 阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖的表示方法及特點(diǎn)、利用阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖的表示方法及特點(diǎn)、利用Smith圓圖求解端接負(fù)載的傳輸線輸入阻抗的方法。圓圖求解端接負(fù)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參參數(shù)的表示方法和物理意義，網(wǎng)絡(luò)數(shù)的表示方法和物理意義，網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的定義及其物參數(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)理意義，電路網(wǎng)絡(luò)互連及其參數(shù)分析，網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的參數(shù)的測(cè)試條件和測(cè)試方法。測(cè)試條件和測(cè)試方法。二、二、重點(diǎn)和難點(diǎn)分析重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 1. 重點(diǎn)重

7、點(diǎn) 電壓反射系數(shù)的定義及計(jì)算方法、駐波及駐波比，電壓反射系數(shù)的定義及計(jì)算方法、駐波及駐波比，耗傳輸線的功率傳輸特性、回波損耗和插入損耗的定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(jì)算，阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖的表示方法及特點(diǎn)，義及其計(jì)算，阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖的表示方法及特點(diǎn)，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)的參數(shù)的表示方法和物理意義。表示方法和物理意義。 2. 難點(diǎn)難點(diǎn) 端接負(fù)載傳輸線的輸入阻抗計(jì)算方法及特殊情況端接負(fù)載傳輸線的輸入阻抗計(jì)算方法及特殊情況分析，利用分析，利用Smith圓圖求解端接負(fù)載的傳輸線輸入阻圓圖求解端接負(fù)載的傳輸線輸入阻抗

8、的方法，網(wǎng)絡(luò)抗的方法，網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的定義及其物理意義。參數(shù)的定義及其物理意義。 三、三、占課程考核的權(quán)重占課程考核的權(quán)重本章內(nèi)容占課程考核的本章內(nèi)容占課程考核的15%。四、四、重要概念與公式重要概念與公式 1. 傳輸線理論傳輸線理論 （1）傳輸線的等效電路模型傳輸線的等效電路模型()()kRj LGj Cj其中，其中， ：復(fù)傳播系數(shù)，：復(fù)傳播系數(shù)， 為傳播常數(shù)，為傳播常數(shù)， 為衰減系數(shù)為衰減系數(shù)k（2）電磁波在傳輸線中的傳輸常數(shù)電磁波在傳輸線中的傳輸常數(shù) 22Pff波長波長相速相速（3）傳輸線特性阻抗傳輸線特性阻抗 0()/()VVZRj LGj CII 傳輸線的特性阻抗依賴于傳輸線上單位長傳輸

9、線的特性阻抗依賴于傳輸線上單位長度的度的4個(gè)特性參數(shù)個(gè)特性參數(shù) 、 、 、 。RLGC（4）端接負(fù)載傳輸線的相關(guān)公式端接負(fù)載傳輸線的相關(guān)公式負(fù)載處的反射系數(shù)負(fù)載處的反射系數(shù) 000LLZZZZ 負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗 0011LZ輸入反射系數(shù)輸入反射系數(shù) 20( )j dinde 輸入電阻輸入電阻20002011( )( )11( )j dininj dinedZdZZed000cossincossinLLZdjZdZZdjZd例：例：設(shè)傳輸線的長度為設(shè)傳輸線的長度為 ，特征阻抗，特征阻抗為為 ，且負(fù)載阻抗為，且負(fù)載阻抗為 ，求輸入阻抗求輸入阻抗 。/6l050Z 100LZ inZ解：解： 傳輸線

10、的長度為傳輸線的長度為 ，則，則/6l263dl000cossincossinLinLZdjZdZZZdjZd 100cos50sin335050cos100sin335025 35030.8202550 3jjjjj故輸入阻抗為故輸入阻抗為（5）駐波及駐波比（駐波及駐波比（SWR/VSWR)0maxmaxminmin011VISWRVI （6）端接源和負(fù)載的傳輸線的功率傳輸特性端接源和負(fù)載的傳輸線的功率傳輸特性傳輸線無耗時(shí)傳輸線無耗時(shí)222201(1)181GsininLsinVPPZ 22222201(1)181jlsLGjlsLeVZe （7）回波損耗和插入損耗回波損耗和插入損耗回波損耗

11、回波損耗插入損耗插入損耗10log(/)20log()()rininRLPPdB 10log(/)20log(1)()tininILP PdB 2. Smith圓圖圓圖（1）應(yīng)用應(yīng)用Smith阻抗圓圖求解端接負(fù)載傳輸線的輸入阻抗圓圖求解端接負(fù)載傳輸線的輸入阻抗步驟阻抗步驟1. 歸一化負(fù)載阻抗歸一化負(fù)載阻抗 。LLZz 2. 由由 找出反射系數(shù)找出反射系數(shù) 。Lz0Lz 03. 以以 電長度電長度 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 得到得到 。2 d0( )d0( )d 4. 記錄記錄 對(duì)應(yīng)的歸一化阻抗對(duì)應(yīng)的歸一化阻抗 。( )d( )inzd( )( )indzd 5. 將將 還原成還原成 。( )inz

12、d( )inZd( )( )ininzdZd /0.61.2LLozZZj(2)0.30.53inzcmj096d(2)1526.5inZcmj3. 單端口和多端口網(wǎng)絡(luò)單端口和多端口網(wǎng)絡(luò)（1）二端口二端口Z/Y/H/ABCD參數(shù)的定義參數(shù)的定義（2）互連網(wǎng)絡(luò)參數(shù)分析與計(jì)算步驟互連網(wǎng)絡(luò)參數(shù)分析與計(jì)算步驟 分別計(jì)算各兩端口網(wǎng)絡(luò)的分別計(jì)算各兩端口網(wǎng)絡(luò)的ABCD參數(shù)參數(shù); 由級(jí)聯(lián)公式得到放大器兩端口網(wǎng)絡(luò)的由級(jí)聯(lián)公式得到放大器兩端口網(wǎng)絡(luò)的ABCD參數(shù)參數(shù); 由由ABCD參數(shù)計(jì)算出放大器輸入?yún)?shù)計(jì)算出放大器輸入/輸出電壓輸出電壓/電流關(guān)電流關(guān)系，從而得到放大器電壓系，從而得到放大器電壓/電流增益，電流增益

13、， 輸入輸入/輸出阻輸出阻抗，抗，SWR等性能參數(shù)。等性能參數(shù)。13247856例：例：設(shè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1 1的的ABCDABCD矩陣為矩陣為 ，級(jí)，級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)2 2的的ABCDABCD矩陣為矩陣為 ，求整個(gè)級(jí)聯(lián)，求整個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)的ABCDABCD矩陣。矩陣。 112211221378222624563440ABABABCDCDCD解：解：級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整體級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整體ABCDABCD矩陣等于所有子網(wǎng)矩陣等于所有子網(wǎng)絡(luò)絡(luò)ABCDABCD矩陣的乘積。矩陣的乘積。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)

14、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out22outoutS =ooZZZZ是網(wǎng)絡(luò)端口是網(wǎng)絡(luò)端口2的反射系數(shù)的反射系數(shù)12S是網(wǎng)絡(luò)端口到端口的正向電壓增益是網(wǎng)絡(luò)端口到端口的正向電壓增益一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 選頻回路的基本概念，選頻回路的性能指標(biāo)，利選頻回路的基本概念，選頻回路的性能指標(biāo)，利用用LC串并聯(lián)諧振回路進(jìn)行選頻的基本原理，掌握串并聯(lián)諧振回路進(jìn)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、諧并聯(lián)諧振回路有關(guān)諧振、諧振頻率、諧振阻抗、諧振時(shí)的電流（電壓）以及品質(zhì)因數(shù)的定義和計(jì)算，品振時(shí)的電流（電

15、壓）以及品質(zhì)因數(shù)的定義和計(jì)算，品質(zhì)因數(shù)對(duì)諧振回路選頻特性的影響，串并聯(lián)諧振回路質(zhì)因數(shù)對(duì)諧振回路選頻特性的影響，串并聯(lián)諧振回路的選頻特性及主要性能指標(biāo)。的選頻特性及主要性能指標(biāo)。 阻抗匹配的基本概念，進(jìn)行阻抗匹配的必要性，阻抗匹配的基本概念，進(jìn)行阻抗匹配的必要性，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的條件及基本方法，實(shí)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(jì)方法，以及相關(guān)電容、電感值的計(jì)算，和計(jì)方法，以及相關(guān)電容、電感值的計(jì)算，和T型匹配型匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，利用網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，利用Smith圓圖進(jìn)行阻抗匹配的圓圖進(jìn)行阻抗匹配的基本方法及步驟?；痉椒安襟E。二、二、重點(diǎn)和難點(diǎn)分析重點(diǎn)和難點(diǎn)分析

16、 1. 重點(diǎn)重點(diǎn) 選頻回路的基本概念、主要性能指標(biāo)，選頻回路的基本概念、主要性能指標(biāo)，LC串并聯(lián)串并聯(lián)諧振回路中有關(guān)諧振、諧振頻率、諧振阻抗、諧振時(shí)諧振回路中有關(guān)諧振、諧振頻率、諧振阻抗、諧振時(shí)的電流（電壓）、品質(zhì)因數(shù)的定義及計(jì)算以及品質(zhì)因的電流（電壓）、品質(zhì)因數(shù)的定義及計(jì)算以及品質(zhì)因數(shù)對(duì)諧振回路選頻特性的影響；阻抗匹配的基本概念、數(shù)對(duì)諧振回路選頻特性的影響；阻抗匹配的基本概念、進(jìn)行阻抗匹配的必要性、實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的條件及基本進(jìn)行阻抗匹配的必要性、實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的條件及基本方法、和方法、和T型匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。型匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。 2. 難點(diǎn)難點(diǎn) 難點(diǎn)在于有載品質(zhì)因數(shù)的計(jì)算，串并聯(lián)支路阻抗

17、難點(diǎn)在于有載品質(zhì)因數(shù)的計(jì)算，串并聯(lián)支路阻抗變換公式及應(yīng)用，變換公式及應(yīng)用，L型匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法及其相關(guān)型匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法及其相關(guān)電容、電感值的計(jì)算，利用電容、電感值的計(jì)算，利用Smith圓圖進(jìn)行阻抗匹配圓圖進(jìn)行阻抗匹配的基本方法及步驟。的基本方法及步驟。 三、三、占課程考核的權(quán)重占課程考核的權(quán)重本章內(nèi)容占課程考核的本章內(nèi)容占課程考核的15%。四、四、重要概念與公式重要概念與公式 1. 選頻回路選頻回路 （1）選頻回路的基本概念：選頻回路的基本概念：選頻回路：從眾多頻率信號(hào)中，選出有用信號(hào)，濾除選頻回路：從眾多頻率信號(hào)中，選出有用信號(hào)，濾除或抑制無用信號(hào)的電路，或抑制無用信號(hào)的電路， 通常也

18、稱為濾波器通常也稱為濾波器（2）選頻網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)選頻網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo) 中心頻率中心頻率 通頻帶通頻帶 帶內(nèi)波動(dòng)帶內(nèi)波動(dòng) 帶外抑制與矩形系數(shù)帶外抑制與矩形系數(shù) 插入損耗插入損耗 濾波器插入到射頻電路中在通帶內(nèi)引起的功率損濾波器插入到射頻電路中在通帶內(nèi)引起的功率損耗，它定量的描述了功率響應(yīng)幅度與耗，它定量的描述了功率響應(yīng)幅度與0dB基準(zhǔn)的差值。基準(zhǔn)的差值。210log10log 1inAinLPLILP 回波損耗回波損耗22120log10log(1() )inRLSj 輸入輸出阻抗輸入輸出阻抗 相頻特性相頻特性（3）LC串串/并聯(lián)諧振回路特性并聯(lián)諧振回路特性串、并聯(lián)特性對(duì)照表串、并聯(lián)特性對(duì)照表（

19、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)SSSPSSSSrXrXrrXXQ（5）有載品質(zhì)因素有載品質(zhì)因素Q品質(zhì)因素由空載品質(zhì)因素品質(zhì)因素由空載品質(zhì)因素 變?yōu)橛休d品質(zhì)因素變?yōu)橛休d品質(zhì)因素 00LQr01TePPSLQRQRRRR有載品質(zhì)因素有載品質(zhì)因素2. 無阻抗變換網(wǎng)絡(luò)無阻抗變換網(wǎng)絡(luò)（1）進(jìn)行阻抗變換的必要性進(jìn)行阻抗變換的必要性 可以向負(fù)載傳輸最大功率，最小化駐波比?？梢韵蜇?fù)載傳輸最大功率，最小化駐波比。 在天線、低噪聲放大器或混頻器等接收機(jī)前端改善在天線、低噪聲放大器或混頻器等接

20、收機(jī)前端改善噪聲系數(shù)。噪聲系數(shù)。 發(fā)射機(jī)由于匹配實(shí)現(xiàn)了最大功率傳輸，相當(dāng)于提高發(fā)射機(jī)由于匹配實(shí)現(xiàn)了最大功率傳輸，相當(dāng)于提高了效率，延長了電池使用壽命。了效率，延長了電池使用壽命。 濾波器或選頻回路前后匹配可以發(fā)揮其最佳性能。濾波器或選頻回路前后匹配可以發(fā)揮其最佳性能。（2）匹配網(wǎng)絡(luò)的選擇和計(jì)算匹配網(wǎng)絡(luò)的選擇和計(jì)算 時(shí)的時(shí)的L網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)SLRR支路品質(zhì)因素支路品質(zhì)因素1SLRQR串串/并聯(lián)電抗為并聯(lián)電抗為SPRXQSLXQR 時(shí)的時(shí)的L網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)SLRR支路品質(zhì)因素支路品質(zhì)因素1LSRQR串串/并聯(lián)電抗為并聯(lián)電抗為SSXQRLPRXQ一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 電路與系統(tǒng)噪聲來源、

21、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(diǎn)，電阻熱噪聲、雙極晶體管和場(chǎng)效基本概念及其特點(diǎn)，電阻熱噪聲、雙極晶體管和場(chǎng)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(jì)算，噪聲系數(shù)與等等效噪聲溫度的基本概念及相關(guān)計(jì)算，噪聲系數(shù)與等效輸入噪聲源的關(guān)系，多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)效輸入噪聲源的關(guān)系，多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)的計(jì)算方法。的計(jì)算方法。 非線性器件的描述方法、靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的定非線性器

22、件的描述方法、靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的定義及計(jì)算方法，器件非線性的影響：諧波、增益壓縮、義及計(jì)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(diǎn)與三階交調(diào)截點(diǎn)的定壓縮點(diǎn)與三階交調(diào)截點(diǎn)的定義、計(jì)算及其關(guān)系，非線性器件在頻譜搬移中的應(yīng)用。義、計(jì)算及其關(guān)系，非線性器件在頻譜搬移中的應(yīng)用。二、二、重點(diǎn)和難點(diǎn)分析重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 1. 重點(diǎn)重點(diǎn) 電路與系統(tǒng)噪聲來源、種類及效應(yīng)，電路器件噪電路與系統(tǒng)噪聲來源、種類及效應(yīng)，電路器件噪聲的來源及等效電路，噪聲系數(shù)的定義及相關(guān)計(jì)算，聲的來源及等效電路，噪聲系數(shù)的定義及相關(guān)計(jì)算，等效噪聲溫度定義及相關(guān)計(jì)算，以及噪聲系數(shù)與等效等效噪聲

23、溫度定義及相關(guān)計(jì)算，以及噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度的關(guān)系，器件非線性的影響：諧波、增益壓噪聲溫度的關(guān)系，器件非線性的影響：諧波、增益壓縮、堵塞、交叉調(diào)制等，非線性器件在頻譜搬移中的縮、堵塞、交叉調(diào)制等，非線性器件在頻譜搬移中的應(yīng)用。應(yīng)用。2. 難點(diǎn)難點(diǎn) 多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)的計(jì)算方法，非線多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)的計(jì)算方法，非線性器件的描述方法、靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的定義，提出性器件的描述方法、靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的定義，提出這些指標(biāo)的意義及計(jì)算方法。這些指標(biāo)的意義及計(jì)算方法。 三、三、占課程考核的權(quán)重占課程考核的權(quán)重本章內(nèi)容占課程考核的本章內(nèi)容占課程考核的20%。四、四、重要概念與公式重要概念與

24、公式 1. 通信信息容量通信信息容量（1）信息容量定義信息容量定義 在一個(gè)給定的時(shí)間內(nèi)，通過一個(gè)通信系統(tǒng)可以傳在一個(gè)給定的時(shí)間內(nèi)，通過一個(gè)通信系統(tǒng)可以傳送多少信息的一種度量。送多少信息的一種度量。（2）香農(nóng)信息容量極限公式香農(nóng)信息容量極限公式2log (1)SIBN 其中，其中，I為信息容量，單位為信息容量，單位b/s，B為通信系統(tǒng)信息為通信系統(tǒng)信息帶寬，單位帶寬，單位Hz，S/N為信噪功率比。為信噪功率比。（3）信噪比信噪比信噪比定義為信號(hào)功率與噪聲功率之比，即信噪比定義為信號(hào)功率與噪聲功率之比，即SnPSSNRNP2. 噪聲噪聲（1）電阻的熱噪聲電阻的熱噪聲等效噪聲電壓源等效噪聲電壓源等效

25、噪聲電流源等效噪聲電流源24nVkTRB214nIkTBR噪聲額定功率噪聲額定功率 2444nAVkTRBNkTBRR（2）噪聲系數(shù)噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)的定義噪聲系數(shù)的定義 噪聲系數(shù)定義為系統(tǒng)輸入信噪比與輸出信噪比之噪聲系數(shù)定義為系統(tǒng)輸入信噪比與輸出信噪比之比，即比，即/iiiiooooiSNRPNPNFSNRPNPN 無源有耗網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)無源有耗網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)/1/iiAoAooAPiAPPNNNFLPNGNG（3）等效噪聲溫度等效噪聲溫度等效噪聲溫度與噪聲系數(shù)的關(guān)系為等效噪聲溫度與噪聲系數(shù)的關(guān)系為0(1)eTFT（4）多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)總的噪聲系數(shù)總的噪聲

26、系數(shù)32111211PPPFFFFGG G例：例：兩級(jí)級(jí)聯(lián)電路，兩級(jí)級(jí)聯(lián)電路， ， ； ， 求總的噪聲系數(shù)，等效噪求總的噪聲系數(shù)，等效噪聲溫度聲溫度 。12dBNF 112dBPG26dBNF 210dBPG解：解：由已知條件得由已知條件得10.210110101.59NFF 20.610210104NFF 121.2101101015.9PG101102101010PG則則21114 11.591.72915.9PFFFG10lg2.5dBNFF總的等效噪聲溫度總的等效噪聲溫度21110011(1)(1)eeePPTFTTFTTGG0003(1.59 1)0.7815.9TTT3. 非線性失

27、真非線性失真（1）器件非線性的影響器件非線性的影響 諧波諧波 增益壓縮增益壓縮 通常用通常用1dB壓縮點(diǎn)的輸入或輸出功率來描述。壓縮點(diǎn)的輸入或輸出功率來描述。 堵塞和交叉調(diào)制堵塞和交叉調(diào)制 相互調(diào)制相互調(diào)制 通常用三階交調(diào)截點(diǎn)的輸入或輸出功率來描述。通常用三階交調(diào)截點(diǎn)的輸入或輸出功率來描述。三階互調(diào)與增益壓縮的關(guān)系三階互調(diào)與增益壓縮的關(guān)系a. 1dB壓縮點(diǎn)輸入電平要比三階截點(diǎn)低壓縮點(diǎn)輸入電平要比三階截點(diǎn)低9.6dB，即，即31dB,in9.6dBIIPPb. 1dB壓縮點(diǎn)輸入電平要比三階截點(diǎn)低壓縮點(diǎn)輸入電平要比三階截點(diǎn)低10.6dB，即，即31dB,out1dB,out9.6dB+1dB=10

28、.6dBOIPPP（2）多級(jí)非線性級(jí)級(jí)聯(lián)特性多級(jí)非線性級(jí)級(jí)聯(lián)特性兩級(jí)公式兩級(jí)公式:2133 13 211()()AIIPIIPIIP（3）靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍 靈敏度靈敏度,min()174(/)()10loginPdBmdBm HzNF dBB ,min()()oSNRdB基底噪聲基底噪聲()174(/)() 10logtF dBmdBm HzNF dBB 靈敏度也可表示為靈敏度也可表示為,min,min()()()()intoPdBmF dBmSNRdB例：例：某接收機(jī)的帶寬為某接收機(jī)的帶寬為1MHz，噪聲系數(shù)為，噪聲系數(shù)為5dB，要，要求最小輸出信噪比為求最小輸出信噪比為20

29、dB，環(huán)境溫度為，環(huán)境溫度為290K。求。求此接收機(jī)的靈敏度。此接收機(jī)的靈敏度。解：解：由已知條件，得由已知條件，得1BMHz,min()20oSNRdB5NFdB且環(huán)境溫度為且環(huán)境溫度為290K，則，則,min,min()174(/)() 10log()()inoPdBmdBm HzNF dBBSNRdB 61745 10lg102094dBm 動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍a. 線性動(dòng)態(tài)范圍線性動(dòng)態(tài)范圍 線性動(dòng)態(tài)范圍定義為線性動(dòng)態(tài)范圍定義為1dB壓縮點(diǎn)的輸入信號(hào)電平壓縮點(diǎn)的輸入信號(hào)電平與靈敏度（或基底噪聲）之比。與靈敏度（或基底噪聲）之比。b. 無雜散動(dòng)態(tài)范圍無雜散動(dòng)態(tài)范圍31()2()()3ftDRd

30、BIIP dBmF dBm,min()()()toF dBmSNRdB求：此子系統(tǒng)的無雜散動(dòng)態(tài)范圍求：此子系統(tǒng)的無雜散動(dòng)態(tài)范圍解：解：基底噪聲為基底噪聲為174dBm/() 10logtFHZNF dBB 3174dBm/9() 10log200 10112HZdBdBm3,min1()2()()()()()3fttoDRdBIIP dBmF dBmF dBmSNRdB代入公式代入公式()53fDRdBdB例：例：已知某接收機(jī)解調(diào)器前的射頻子系統(tǒng)已知某接收機(jī)解調(diào)器前的射頻子系統(tǒng)200,BKHZ子系統(tǒng)帶寬是子系統(tǒng)帶寬是 天線等效噪聲溫度為天線等效噪聲溫度為T T0 0315,IIPdBm 三階截

31、點(diǎn)是三階截點(diǎn)是,9NFdB噪聲系數(shù)是噪聲系數(shù)是,min()12,oSNRdB解調(diào)器要求輸入的信噪比是解調(diào)器要求輸入的信噪比是一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 射頻發(fā)射級(jí)、接收級(jí)的基本組成及完成的主要功射頻發(fā)射級(jí)、接收級(jí)的基本組成及完成的主要功能，設(shè)計(jì)收發(fā)機(jī)的射頻部分時(shí)應(yīng)解決的關(guān)鍵問題，無能，設(shè)計(jì)收發(fā)機(jī)的射頻部分時(shí)應(yīng)解決的關(guān)鍵問題，無線通信接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和方案，鏡像頻率線通信接收機(jī)、發(fā)射機(jī)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、組合頻率干擾和變頻器引起的寄生通道干擾的產(chǎn)生機(jī)理，高中頻和低中頻的利弊。產(chǎn)生機(jī)理，高中頻和低中頻的利弊。 單次變頻超外差式接收

32、機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、各組成部單次變頻超外差式接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、各組成部分的功能及其特點(diǎn)，二次變頻超外差式接收機(jī)的組成分的功能及其特點(diǎn)，二次變頻超外差式接收機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，零中頻結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，零中頻(直接下變頻直接下變頻)接收機(jī)、鏡頻抑制接收機(jī)、鏡頻抑制接收機(jī)和數(shù)字中頻的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，接收機(jī)射頻前接收機(jī)和數(shù)字中頻的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，接收機(jī)射頻前端設(shè)計(jì)考慮，直接調(diào)制與間接調(diào)制發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)與特端設(shè)計(jì)考慮，直接調(diào)制與間接調(diào)制發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，發(fā)射機(jī)射頻前端設(shè)計(jì)考慮，無線發(fā)射接收機(jī)的性點(diǎn)，發(fā)射機(jī)射頻前端設(shè)計(jì)考慮，無線發(fā)射接收機(jī)的性能指標(biāo)及系統(tǒng)指標(biāo)分配與計(jì)算。能指標(biāo)及系統(tǒng)指標(biāo)分配與計(jì)算。 二、二、重點(diǎn)和難點(diǎn)

33、分析重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 1. 重點(diǎn)重點(diǎn) 單次變頻超外差式接收機(jī)、二次變頻超外差式接單次變頻超外差式接收機(jī)、二次變頻超外差式接收機(jī)、零中頻收機(jī)、零中頻(直接下變頻直接下變頻)接收機(jī)、鏡頻抑制接收機(jī)接收機(jī)、鏡頻抑制接收機(jī)和數(shù)字中頻的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，直接調(diào)制與間接調(diào)制和數(shù)字中頻的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，直接調(diào)制與間接調(diào)制發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。2. 難點(diǎn)難點(diǎn) 鏡像頻率干擾、組合頻率干擾和變頻器引起的寄鏡像頻率干擾、組合頻率干擾和變頻器引起的寄生通道干擾的產(chǎn)生機(jī)理，接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的技術(shù)指標(biāo)生通道干擾的產(chǎn)生機(jī)理，接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的技術(shù)指標(biāo)及系統(tǒng)指標(biāo)分配與計(jì)算。及系統(tǒng)指標(biāo)分配與計(jì)算。 三、三、占課程考核

34、的權(quán)重占課程考核的權(quán)重本章內(nèi)容占課程考核的本章內(nèi)容占課程考核的15%。四、四、重要概念與公式重要概念與公式 1. 射頻發(fā)射級(jí)射頻發(fā)射級(jí)/接收級(jí)的基本組成及完成功能接收級(jí)的基本組成及完成功能（1）射頻發(fā)射級(jí)的基本組成及完成功能射頻發(fā)射級(jí)的基本組成及完成功能完成功能：完成功能：產(chǎn)生正弦載波產(chǎn)生正弦載波完成基帶信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制完成基帶信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制將通帶信號(hào)搬移到所需的頻段將通帶信號(hào)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（2）射頻接收級(jí)的基本組成及完成功能射頻接收級(jí)的基本組成及完成功能完成功能：完成功能： 從眾多的電波中選出有用信號(hào)從眾多的電波中選

35、出有用信號(hào) 將微弱信號(hào)放大到解調(diào)器所要求的電平值將微弱信號(hào)放大到解調(diào)器所要求的電平值 將通帶信號(hào)變?yōu)榛鶐盘?hào)將通帶信號(hào)變?yōu)榛鶐盘?hào) 2. 接收機(jī)方案接收機(jī)方案（1）單次變頻超外差式接收機(jī)單次變頻超外差式接收機(jī)特點(diǎn)：特點(diǎn)： BPF1作頻帶選擇作頻帶選擇, BPF2作信道選擇作信道選擇,實(shí)現(xiàn)了頻帶選實(shí)現(xiàn)了頻帶選擇和信道的分離。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(hào)載頻遠(yuǎn)高于中頻頻率的情況。適用于信號(hào)載頻遠(yuǎn)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)較容易。和解調(diào)較容易。單次變頻超外差式接收機(jī)缺點(diǎn)及解決辦法

36、單次變頻超外差式接收機(jī)缺點(diǎn)及解決辦法 鏡像干擾鏡像干擾解決辦法：選擇高中頻或鏡頻抑制濾波器解決辦法：選擇高中頻或鏡頻抑制濾波器 組合干擾組合干擾解決辦法：減小混頻器非線性解決辦法：減小混頻器非線性（2）二次變頻超外差式接收機(jī)二次變頻超外差式接收機(jī)二次變頻超外差式接收機(jī)特點(diǎn)二次變頻超外差式接收機(jī)特點(diǎn): 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(duì)解調(diào)器的的穩(wěn)定性和降低對(duì)解調(diào)器的要求。要求。（3）零中頻零中頻(直接下變頻直接下變頻)接收機(jī)接收機(jī)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 由于由于 ，故將調(diào)制的，故將調(diào)制的RF信號(hào)

37、直接變頻到信號(hào)直接變頻到基帶信號(hào)，不存在鏡像干擾，并且結(jié)構(gòu)簡單?；鶐盘?hào)，不存在鏡像干擾，并且結(jié)構(gòu)簡單。LORFLORF 信道間隔離度差（頻率竄透）信道間隔離度差（頻率竄透） 噪聲嚴(yán)重噪聲嚴(yán)重 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1 f2. 無線通信發(fā)射機(jī)方案無線通信發(fā)射機(jī)方案（1）直接變換法直接變換法特點(diǎn)：特點(diǎn)： 調(diào)制和上變頻合一在發(fā)射頻率上調(diào)制。調(diào)制和上變頻合一在發(fā)射頻率上調(diào)制。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 由于發(fā)射信號(hào)是以本振頻率為中心的帶通信號(hào)，由于發(fā)射信號(hào)是以本振頻率為中心的帶通信號(hào)，經(jīng)功率放大器發(fā)射后的強(qiáng)信號(hào)會(huì)泄漏或反射回來影響經(jīng)功率放大器發(fā)射后的強(qiáng)信號(hào)會(huì)泄漏或反射回來

38、影響本振，牽引本振頻率。本振，牽引本振頻率。（2）兩步法兩步法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 較低頻率處調(diào)制容易，正交兩支路易一致。較低頻率處調(diào)制容易，正交兩支路易一致。缺點(diǎn)：對(duì)上變頻濾波器要求高。缺點(diǎn)：對(duì)上變頻濾波器要求高。一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 低噪聲放大器簡介、低噪聲放大器在通信射頻前低噪聲放大器簡介、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(diǎn)，雙極、砷化鎵端的位置、低噪聲放大器的主要特點(diǎn)，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，雙極型晶體管共射小信號(hào)等效電路以及場(chǎng)效應(yīng)管小信號(hào)模型。共射小信號(hào)等效電路以及場(chǎng)效應(yīng)管小信號(hào)模型。 低噪聲放大器的主

39、要性能指標(biāo)，低噪聲放大器基低噪聲放大器的主要性能指標(biāo)，低噪聲放大器基本電路、低噪放設(shè)計(jì)的基本任務(wù)、直流偏置電路設(shè)計(jì)、本電路、低噪放設(shè)計(jì)的基本任務(wù)、直流偏置電路設(shè)計(jì)、阻抗匹配阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、常見的轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、常見的LNA電路配置，低噪電路配置，低噪聲放大器的設(shè)計(jì)步驟、低噪聲放大器的簡要設(shè)計(jì)過程聲放大器的設(shè)計(jì)步驟、低噪聲放大器的簡要設(shè)計(jì)過程及簡單實(shí)例。及簡單實(shí)例。 二、二、重點(diǎn)和難點(diǎn)分析重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 1. 重點(diǎn)重點(diǎn) 低噪聲放大器的主要特點(diǎn)及性能指標(biāo)，低噪聲放低噪聲放大器的主要特點(diǎn)及性能指標(biāo)，低噪聲放大器基本電路與基本任務(wù)，直流偏置電路、阻抗匹配大器基本電路與基本任務(wù)，直流偏置電路、阻抗

40、匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)，低噪聲放大器的設(shè)計(jì)步驟。轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)，低噪聲放大器的設(shè)計(jì)步驟。 2. 難點(diǎn)難點(diǎn) 雙極型晶體管共射小信號(hào)等效電路以及場(chǎng)效應(yīng)管雙極型晶體管共射小信號(hào)等效電路以及場(chǎng)效應(yīng)管小信號(hào)模型，低噪聲放大器的簡要設(shè)計(jì)過程及簡單實(shí)小信號(hào)模型，低噪聲放大器的簡要設(shè)計(jì)過程及簡單實(shí)例。例。 三、三、占課程考核的權(quán)重占課程考核的權(quán)重本章內(nèi)容占課程考核的本章內(nèi)容占課程考核的10%。四、四、重要概念與公式重要概念與公式 1. 低噪聲放大器的主要特點(diǎn)和性能指標(biāo)低噪聲放大器的主要特點(diǎn)和性能指標(biāo)（1）低噪聲放大器的主要特點(diǎn)低噪聲放大器的主要特點(diǎn) LNA靠近接收機(jī)的最前端，要求它的噪聲系數(shù)越小靠近接收機(jī)的最前端，

41、要求它的噪聲系數(shù)越小越好。越好。 LNA所接受的信號(hào)是很微弱的，故它是一個(gè)信號(hào)線所接受的信號(hào)是很微弱的，故它是一個(gè)信號(hào)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?；蛱炀€匹配。 低噪聲放大器應(yīng)具有一定的選頻能力，因此它一低噪聲放大器應(yīng)具有一定的選頻能力，因此它一般是頻帶放大器。般是頻帶放大器。（2）低噪聲放大器的性能指標(biāo)低噪聲放大器的性能指標(biāo) 低功耗低功耗 工作頻率工作頻率 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù) 增益增益自動(dòng)增益控制自動(dòng)增益控制 輸入輸出阻抗匹配輸入輸出阻抗匹配 線性范圍線性范圍 隔離度和穩(wěn)定性隔離度和穩(wěn)定性2. 低噪聲放大

42、器設(shè)計(jì)低噪聲放大器設(shè)計(jì)（1）低噪聲放大器基本電路低噪聲放大器基本電路如上圖所示，放大器電路包括：如上圖所示，放大器電路包括： 直流（電壓直流（電壓/電流）偏置電路電流）偏置電路 阻抗匹配阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 控制和保護(hù)電路（按需要）控制和保護(hù)電路（按需要）（2）低噪聲放大器設(shè)計(jì)的基本任務(wù)低噪聲放大器設(shè)計(jì)的基本任務(wù) 確定直流工作點(diǎn)確定直流工作點(diǎn)Q，設(shè)計(jì)直流偏置電路，設(shè)計(jì)直流偏置電路 確定確定Q點(diǎn)下有源器件特性點(diǎn)下有源器件特性(穩(wěn)定性、增益、噪聲系數(shù)、穩(wěn)定性、增益、噪聲系數(shù)、功率、效率、交調(diào)失真比等功率、效率、交調(diào)失真比等) 設(shè)計(jì)阻抗匹配設(shè)計(jì)阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)要求的放大器性能轉(zhuǎn)換電路，

43、實(shí)現(xiàn)要求的放大器性能 設(shè)計(jì)控制和保護(hù)電路（按需要）設(shè)計(jì)控制和保護(hù)電路（按需要）（3）低噪聲放大器各部分電路設(shè)計(jì)低噪聲放大器各部分電路設(shè)計(jì) 直流（電壓直流（電壓/電流）偏置電路設(shè)計(jì)電流）偏置電路設(shè)計(jì) 直流偏置電路有兩種類型，一種是無源偏置，另直流偏置電路有兩種類型，一種是無源偏置，另一種為有源偏置。無源偏置又有為固定基流偏置、基一種為有源偏置。無源偏置又有為固定基流偏置、基極分壓射極偏置和四分之一波長傳輸線偏置等形式。極分壓射極偏置和四分之一波長傳輸線偏置等形式。 阻抗匹配阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 阻抗匹配阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)取決與放大器要求的增益、轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)取決與放大器要求的增益

44、、噪聲系數(shù)、功率、效率和調(diào)失真比等指標(biāo)。噪聲系數(shù)、功率、效率和調(diào)失真比等指標(biāo)。LNA阻抗匹配阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)步驟轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)步驟a. 確定要求的最小噪聲源阻抗確定要求的最小噪聲源阻抗b. 將最小噪聲源阻抗匹配到輸入信號(hào)源阻抗（輸入阻將最小噪聲源阻抗匹配到輸入信號(hào)源阻抗（輸入阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)）抗匹配網(wǎng)絡(luò)）c. 確定放大器輸出阻抗確定放大器輸出阻抗d. 匹配放大器輸出阻抗到負(fù)載阻抗（輸出匹配網(wǎng)絡(luò)）匹配放大器輸出阻抗到負(fù)載阻抗（輸出匹配網(wǎng)絡(luò)）（4 4）低噪聲放大器的設(shè)計(jì)步驟低噪聲放大器的設(shè)計(jì)步驟 依據(jù)應(yīng)用要求（噪聲，頻率，帶寬，增益，功耗依據(jù)應(yīng)用要求（噪聲，頻率，帶寬，增益，功耗等）選擇合適的晶體

45、管等）選擇合適的晶體管 確定確定LNA電路電路 確定放大器的直流工作點(diǎn)和設(shè)計(jì)偏置電路確定放大器的直流工作點(diǎn)和設(shè)計(jì)偏置電路 確定最小噪聲輸入阻抗確定最小噪聲輸入阻抗 將最小噪聲輸入阻抗匹配到信號(hào)源阻抗（輸入匹將最小噪聲輸入阻抗匹配到信號(hào)源阻抗（輸入匹配網(wǎng)絡(luò)）配網(wǎng)絡(luò)） 確定放大器輸出阻抗確定放大器輸出阻抗 匹配放大器輸出阻抗到負(fù)載阻抗（輸出匹配網(wǎng)絡(luò)）匹配放大器輸出阻抗到負(fù)載阻抗（輸出匹配網(wǎng)絡(luò)） 仿真仿真LNA性能和優(yōu)化性能和優(yōu)化 電路制作和性能調(diào)試電路制作和性能調(diào)試 性能的測(cè)量和標(biāo)定性能的測(cè)量和標(biāo)定一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 功率放大器在射頻電路中的位置、高頻功率放大功率放大器在射頻電路中的位置

46、、高頻功率放大器與小信號(hào)放大器的區(qū)別、晶體管高頻大電流工作引器與小信號(hào)放大器的區(qū)別、晶體管高頻大電流工作引入的問題及解決方法，射頻功率放大器的分類、各類入的問題及解決方法，射頻功率放大器的分類、各類功率放大器的基本概念及特點(diǎn)、不同類型功率放大器功率放大器的基本概念及特點(diǎn)、不同類型功率放大器中晶體管極上的電壓和電流波形、功率放大器不同類中晶體管極上的電壓和電流波形、功率放大器不同類型的效率與特性。型的效率與特性。 功放的非線性特性及典型的線性化技術(shù)、功率放功放的非線性特性及典型的線性化技術(shù)、功率放大器基本電路、功率放大器設(shè)計(jì)的基本任務(wù)、直流大器基本電路、功率放大器設(shè)計(jì)的基本任務(wù)、直流（電壓（電壓

47、/電流）偏置電路設(shè)計(jì)、阻抗匹配電流）偏置電路設(shè)計(jì)、阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、常見的計(jì)、常見的PA電路配置、功率放大器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求、電路配置、功率放大器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求、功率放大器的設(shè)計(jì)步驟、功率放大器的簡要設(shè)計(jì)過程功率放大器的設(shè)計(jì)步驟、功率放大器的簡要設(shè)計(jì)過程及簡單實(shí)例。及簡單實(shí)例。二、二、重點(diǎn)和難點(diǎn)分析重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 1. 重點(diǎn)重點(diǎn) 功率放大器的分類，功率放大器的基本電路及其功率放大器的分類，功率放大器的基本電路及其設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，直流（電壓設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，直流（電壓/電流）偏置電路、阻電流）偏置電路、阻抗匹配抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)，功率放大器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)，功率放大器設(shè)計(jì)

48、的技術(shù)要求與基本設(shè)計(jì)步驟。與基本設(shè)計(jì)步驟。2. 難點(diǎn)難點(diǎn) 功率放大器不同類型的效率與特性。功率放大器功率放大器不同類型的效率與特性。功率放大器的簡要設(shè)計(jì)過程及簡單實(shí)例。的簡要設(shè)計(jì)過程及簡單實(shí)例。三、三、占課程考核的權(quán)重占課程考核的權(quán)重本章內(nèi)容占課程考核的本章內(nèi)容占課程考核的10%。四、四、重要概念與公式重要概念與公式 1. 功率放大器的性能指標(biāo)與分類功率放大器的性能指標(biāo)與分類 （1）功率放大器的性能指標(biāo)功率放大器的性能指標(biāo) 輸出功率輸出功率 效率效率 增益增益 雜散輸出與噪聲雜散輸出與噪聲 線性度線性度 （2）功率放大器的分類功率放大器的分類 功率放大器總體可分成功率放大器總體可分成A、B、C

49、、D、E、F六類。六類。而這六個(gè)小類又可以歸入不同的大類，這種大類的分而這六個(gè)小類又可以歸入不同的大類，這種大類的分類原則，大致有兩種：一種是按照晶體管的導(dǎo)通情況類原則，大致有兩種：一種是按照晶體管的導(dǎo)通情況分，另一種按晶體管的等效電路分。分，另一種按晶體管的等效電路分。 按照信號(hào)一周期內(nèi)晶體管的導(dǎo)通情況，即按導(dǎo)通按照信號(hào)一周期內(nèi)晶體管的導(dǎo)通情況，即按導(dǎo)通角大小，功率放大器可分角大小，功率放大器可分A、B、C三類。在信號(hào)的一三類。在信號(hào)的一周期內(nèi)管子均導(dǎo)通，導(dǎo)通角周期內(nèi)管子均導(dǎo)通，導(dǎo)通角 （在信號(hào)周期一（在信號(hào)周期一周內(nèi)，導(dǎo)通角度的一半定義為導(dǎo)通角周內(nèi)，導(dǎo)通角度的一半定義為導(dǎo)通角 ），稱為），

50、稱為A類。類。一周期內(nèi)只有一半導(dǎo)通的成為一周期內(nèi)只有一半導(dǎo)通的成為B類，即類，即 。導(dǎo)通。導(dǎo)通時(shí)間小于一半周期的稱為時(shí)間小于一半周期的稱為C類，此時(shí)類，此時(shí) 。 1809090 如果按照晶體管的等效電路分，則如果按照晶體管的等效電路分，則A、B、C屬于屬于一大類，它們的特點(diǎn)是：輸入均為正弦波，晶體管都一大類，它們的特點(diǎn)是：輸入均為正弦波，晶體管都等效為一個(gè)受控電流源。而等效為一個(gè)受控電流源。而D、E、F屬于另一類功放，屬于另一類功放，它們的導(dǎo)通角都近似它們的導(dǎo)通角都近似 ，均屬于高功率的非線性放，均屬于高功率的非線性放大器。大器。902. 功放的非線性特性與線性化技術(shù)功放的非線性特性與線性化技

51、術(shù)（1）功放的非線性特性功放的非線性特性 幅度非線性幅度非線性 相位非線性相位非線性（2）功放的非線性指標(biāo)功放的非線性指標(biāo) 1dB1dB壓縮點(diǎn)和三階交調(diào)截點(diǎn)壓縮點(diǎn)和三階交調(diào)截點(diǎn) 1dB 1dB壓縮點(diǎn)和三階交調(diào)截點(diǎn)是描述功率放大器非線壓縮點(diǎn)和三階交調(diào)截點(diǎn)是描述功率放大器非線性的重要指標(biāo)。性的重要指標(biāo)。 三階交調(diào)系數(shù)三階交調(diào)系數(shù) 3IMD 三階交調(diào)幅度輸出基波幅度 三階交調(diào)分量是對(duì)功率放大器的線性影響最大的三階交調(diào)分量是對(duì)功率放大器的線性影響最大的交調(diào)分量，通常用三階交調(diào)系數(shù)交調(diào)分量，通常用三階交調(diào)系數(shù) 來衡量。來衡量。 3IMD單位單位()dBc 臨近信道干擾率臨近信道干擾率 射頻信號(hào)非線性的程

52、度由帶外輻射電平?jīng)Q定，各射頻信號(hào)非線性的程度由帶外輻射電平?jīng)Q定，各種協(xié)議都對(duì)頻譜再生做出了嚴(yán)格規(guī)定，通常用種協(xié)議都對(duì)頻譜再生做出了嚴(yán)格規(guī)定，通常用ACPR ACPR (Adjacent Channel Power Ratio)(Adjacent Channel Power Ratio)來表示。來表示。 它的含義是：泄漏到相鄰信道的總功率與主信道它的含義是：泄漏到相鄰信道的總功率與主信道的總功率的對(duì)數(shù)比值，它是衡量的總功率的對(duì)數(shù)比值，它是衡量WCDMAWCDMA放大器線性性放大器線性性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，不同的通信標(biāo)準(zhǔn)對(duì)能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，不同的通信標(biāo)準(zhǔn)對(duì)ACPRACPR有具體有具體的要求。的要求。

53、（3）功放的典型線性化技術(shù)功放的典型線性化技術(shù) 反饋技術(shù)反饋技術(shù) 前饋技術(shù)前饋技術(shù) 預(yù)失真技術(shù)預(yù)失真技術(shù)一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 混頻器的功能及特征，混頻器在通信機(jī)中的重要地混頻器的功能及特征，混頻器在通信機(jī)中的重要地位，增益、噪聲系數(shù)、線性范圍、輸入阻抗、口間隔離位，增益、噪聲系數(shù)、線性范圍、輸入阻抗、口間隔離等混頻器的典型性能指標(biāo)，單邊噪聲和雙邊噪聲的原理，等混頻器的典型性能指標(biāo)，單邊噪聲和雙邊噪聲的原理，干擾哨聲、寄生通道干擾與互調(diào)干擾的產(chǎn)生機(jī)理。干擾哨聲、寄生通道干擾與互調(diào)干擾的產(chǎn)生機(jī)理。 混頻器的基本工作原理，混頻的本質(zhì)、混頻器的結(jié)混頻器的基本工作原理，混頻的本質(zhì)、混頻器的結(jié)構(gòu)，

54、非線性器件、乘法器等混頻器的基本實(shí)現(xiàn)方法，單構(gòu)，非線性器件、乘法器等混頻器的基本實(shí)現(xiàn)方法，單二極管混頻器、二極管雙平衡混頻器等無源混頻器的基二極管混頻器、二極管雙平衡混頻器等無源混頻器的基本設(shè)計(jì)原理，有源混頻器的基本設(shè)計(jì)原理及其設(shè)計(jì)考慮。本設(shè)計(jì)原理，有源混頻器的基本設(shè)計(jì)原理及其設(shè)計(jì)考慮。二、二、重點(diǎn)和難點(diǎn)分析重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 1. 重點(diǎn)重點(diǎn) 混頻器的基本工作原理，混頻的本質(zhì)、混頻器混頻器的基本工作原理，混頻的本質(zhì)、混頻器的結(jié)構(gòu)，非線性器件、乘法器等混頻器的基本實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，非線性器件、乘法器等混頻器的基本實(shí)現(xiàn)方法。方法。2. 難點(diǎn)難點(diǎn) 單二極管混頻器、二極管雙平衡混頻器等無源單二極管混頻器、二極管

55、雙平衡混頻器等無源混頻器的基本設(shè)計(jì)原理，有源混頻器的基本設(shè)計(jì)原混頻器的基本設(shè)計(jì)原理，有源混頻器的基本設(shè)計(jì)原理及其設(shè)計(jì)考慮。理及其設(shè)計(jì)考慮。三、三、占課程考核的權(quán)重占課程考核的權(quán)重本章內(nèi)容占課程考核的本章內(nèi)容占課程考核的5%。四、四、重要概念與公式重要概念與公式 1. 混頻器的基本原理及性能指標(biāo)混頻器的基本原理及性能指標(biāo) （1）混頻器的基本原理混頻器的基本原理 混頻器工作原理就是將射頻信號(hào)與本振信號(hào)相乘，混頻器工作原理就是將射頻信號(hào)與本振信號(hào)相乘，然后再利用濾波器選出相應(yīng)頻率的信號(hào)。然后再利用濾波器選出相應(yīng)頻率的信號(hào)。本振信號(hào)：本振信號(hào)：射頻信號(hào)：射頻信號(hào)：( )cosLOLOLOvtVtcos

56、RFRFRFvVt相乘得：相乘得：1coscos2LORFLORFRFLORFLOvvV Vtt（2） 混頻器的主要性能指標(biāo)?；祛l器的主要性能指標(biāo)。 增益增益 混頻器增益定義為輸出中頻功率與輸入射頻功率之混頻器增益定義為輸出中頻功率與輸入射頻功率之比，有源混頻器的增益大于比，有源混頻器的增益大于1，而無源混頻器的增益小，而無源混頻器的增益小于于1。 噪聲噪聲 混頻器的噪聲主要來源與電路器件噪聲和中頻與射混頻器的噪聲主要來源與電路器件噪聲和中頻與射頻輸入信號(hào)噪聲。頻輸入信號(hào)噪聲。 失真失真非線性器件失真的平方項(xiàng)用于頻譜線性搬移（即混非線性器件失真的平方項(xiàng)用于頻譜線性搬移（即混頻），而高次方項(xiàng)產(chǎn)生

57、組合頻率，形成干擾失真。頻），而高次方項(xiàng)產(chǎn)生組合頻率，形成干擾失真。 線性動(dòng)態(tài)范圍線性動(dòng)態(tài)范圍 混頻器的線性動(dòng)態(tài)范圍：與放大器的定義一樣，下限混頻器的線性動(dòng)態(tài)范圍：與放大器的定義一樣，下限取基底噪聲，上限取變頻增益取基底噪聲，上限取變頻增益1dB壓縮點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入射壓縮點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入射頻功率頻功率 。 口間隔離口間隔離 混頻器的口間隔離度要求比較高，以減少不必要的干混頻器的口間隔離度要求比較高，以減少不必要的干擾。擾。 阻抗匹配阻抗匹配為了實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸，應(yīng)盡量使混頻器的各端口與外為了實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸，應(yīng)盡量使混頻器的各端口與外圍電路相匹配。圍電路相匹配。,1in dBP（3）總結(jié)二極管雙平衡混頻器的特性?？偨Y(jié)二極管雙平衡混頻器的特性。 通過四只工作在線性時(shí)變狀態(tài)的二極管完成了混頻通過四只工作在線性時(shí)變狀態(tài)的二極管完成了混頻功能。功能。 三個(gè)端口的隔離特性，靠四只二極管的性能一致性三個(gè)端口的隔離特性，靠四只二極管的性能一致性及變壓器的對(duì)稱性保證。及變壓器的對(duì)稱性保證。 無源混頻器無源混頻器變頻損耗大于變頻損耗大于1。 線性動(dòng)態(tài)范圍大。線性動(dòng)態(tài)范圍大。 由于其結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性，可以減小組合頻率分量，由于其結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性，可以減小組合頻率分量，性能優(yōu)于單二極管混頻器，大門結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。性能優(yōu)于單二極管混頻器，大門結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。（4）單管跨導(dǎo)型混頻