通信電路分析

通信電路分析1第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日FET的S參數(shù)有封裝無封裝封裝外殼很重要：降低性能惡化，寄生參數(shù)小，散熱、尺寸2第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日由于：代入負載反射系數(shù)：解得§1.5.2微波晶體管放大器增益一、輸入輸出阻抗同法得

S12S21

有源器件二端口網絡是非互易網絡；對不同的工作頻率和直流工作點，晶體管的S參數(shù)不同。自學p.183第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、功率增益轉換功率增益GTTransducerGain最大功率增益MAGMaximumAvailableGain最大穩(wěn)定功率增益MSGMaximumStableGain

轉換增益定義：負載吸收的功率PL與信源資用功率Pa之比Pa是指負載與信源共軛匹配時信源能給出的最大信號功率自學pp.19~214第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日GT的基本概念:1.物理意義：插入放大器后負載實際得到的功率與無放大器時可能得到的最大功率比2.和S參數(shù)、輸入、輸出阻抗(S、

L)有關3.雙向共軛匹配：S=in*，L=out*--MAG(共軛匹配是實部相等，虛部抵消，無反射，傳輸功率最大)4.輸入、輸出都無反射匹配：

S=

L=0GT=|S21|2<MAG5第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日由于輸入口共軛匹配，即S=in*，GT只隨L而變化，且GT是L的二次方程，等增益即GT為常數(shù)時的L在L復平面上是圓。圓心位置：圓半徑：等增益圓的半徑和圓心是：6第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日等增益圓在史密斯圓中呈現(xiàn)等增益圓S=in*、L=out*時，是共軛匹配，增益最高，GT=MAGSin*，Lout*時，失配，增益下降7第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日§1.5.3微波放大器穩(wěn)定性微波管有內部反饋

S12是反饋，S12、S21有相位移判斷不穩(wěn)定依據：輸入或輸出端是否等效有負阻一、穩(wěn)定性判別圓8第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日穩(wěn)定性判別圓的建立輸入端穩(wěn)定性判別圓--分式線性變換無源負載：|L|<19第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日穩(wěn)定性判別圓位置輸入端穩(wěn)定性判別圓

圓心位置向量

判別圓的半徑

輸出端穩(wěn)定性判別圓圓心位置向量判別圓的半徑式中：|in|=1自學p.2210第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日記住(a)(b)(e)陰影范圍：不穩(wěn)定區(qū)11第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日多頻率點穩(wěn)定性判別圓12第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日小結1.潛在不穩(wěn)定原因：管內反饋S122.用判別圓確定造成不穩(wěn)定的S、

L的范圍3.判別圓大小、位置取決于自身S參數(shù)4.穩(wěn)定情況有六種可能性(書p.24)，需記住

(a)絕對穩(wěn)定

(b),(e)潛在不穩(wěn)定，設計放大器時選S、

L穩(wěn)定區(qū)13第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、絕對穩(wěn)定的充分必要條件絕對穩(wěn)定的必要條件依據：化簡得定義穩(wěn)定性系數(shù)絕對穩(wěn)定的充分必要條件自學pp.23~2514第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日三、穩(wěn)定性系數(shù)的性質1.K<1是潛在不穩(wěn)定，有自激振蕩的可能性2.信源反射波小于信源入射波時不振蕩：由圖可知得到不自激振蕩條件：15第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日3.信源阻抗對穩(wěn)定性有影響不自激振蕩條件：*信源阻抗50歐姆時，不會產生振蕩*實際天線通常不是全匹配，尤其頻帶外失配較大*移動通信天線受環(huán)境影響大，源阻抗變化大基本規(guī)律：16第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日4.網絡兩端口串聯(lián)或并聯(lián)電抗時，總網絡K不變K=Ka5.網絡兩端口串聯(lián)或并聯(lián)電阻時，總網絡K增加，即穩(wěn)定性改善6.網絡兩端口之間加電抗時(反饋)，總網絡K改變串聯(lián)負反饋可以在一定頻帶內加大K值，改善穩(wěn)定性，是常用方法17第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日§1.6放大器噪聲參數(shù)§1.6.1有源網絡噪聲參數(shù)一般表示式

噪聲來源：BJT熱噪聲散粒噪聲（發(fā)射極）（收集極）

(分配）閃爍(1/f)噪聲最小噪聲系數(shù)

FET

溝道熱噪聲柵感應噪聲谷際散射與高場擴散噪聲閃爍噪聲最小噪聲系數(shù)18第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日噪聲參數(shù)估算

根據定義B=f網絡輸出端信源噪聲電流均方值:網絡輸出端總噪聲電流均方值:等效噪聲電壓源用等效噪聲電阻Rn表示:19第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日求最小值：令,求得

算得

—最小噪聲系數(shù)

—最佳的信源內導納

換算的非最佳源導納時的噪聲系數(shù)

—最小噪聲系數(shù)

—等效噪聲電阻

—最佳的信源反射系數(shù)NF性質:Ys=Yopt時噪聲最小Ys與Yopt偏離時，噪聲與Rn有關自學pp.26~2720第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日噪聲參數(shù)(NFmin、|opt|、opt、Rn)的測量1.調整可調匹配器1和可調匹配器2，先使NF達到最小，再使增益最大，即輸出達到匹配，得NFmin2.調匹配器1不動，關噪聲源，去掉被測微波管，用網絡分析儀測反射系數(shù)得3.調偏，使NF略增加，測出S和NF，用下式算出Rn4.改變頻率，重復以上各步。21第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日§1.6.2等噪聲系數(shù)圓和等增益圓根據移項自學pp.28~29等噪聲系數(shù)圓心位置等噪聲系數(shù)圓半徑22第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日MAG—最大增益（雙向共軛匹配）特點：等噪聲系數(shù)圓的圓心都在opt到原點的連線上。阻抗圓圖上的等噪聲系數(shù)圓和等增益圓阻抗圓圖上的NFmin值對應的是信源阻抗Zopt值，要求Yopt值需將幅角加最佳噪聲要求的S與最大增益要求的S并不一致。如果要NF最佳，增益要下降，在NFmin處的增益用Ga表示(相關增益)23第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日雙向共軛匹配時，最大增益轉換增益§1.7微波晶體管放大器§1.7.1放大器的增益24第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日

有潛在不穩(wěn)定情況的等增益圓增益公式的幾種表示式當時，最大功率增益MAGK=1的臨界情況，得最大穩(wěn)定增益：25第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日放大器的輸出與輸入駐波比駐波比增益與駐波比隨頻率的變化：26第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日反射損耗與隔離器反射損耗定義：反射損耗不良時的后果：

損失信號能量數(shù)字通信誤碼率增大群時延特性變壞電視圖像重影系統(tǒng)不穩(wěn)定改善反射損耗的措施：鐵氧體隔離器

正向衰減反向隔離27第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日§1.7.2多級放大器噪聲噪聲系數(shù)定義Sin,Nin輸入信號功率和輸入噪聲功率Sout,Nout輸出信號功率和輸出噪聲功率物理含義：信號通過放大器以后，信號/噪聲比變壞的倍數(shù)單位：NF(dB)=10LogNF28第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日匹配時，Rg=RL，信源阻抗Rg產生的熱噪聲匹配時信源產生的熱噪聲功率信源Rg必產生的熱噪聲功率kT0B29第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日多級聯(lián)放大器噪聲系數(shù)整機噪聲系數(shù)1.根據NF定義衰減倍數(shù)就是噪聲系數(shù)2.衰減器不能衰減kT0B30第三十頁，共三十三頁，2022年，8月28日1.放大器前的衰減量是噪聲增加量2.后級噪聲影響減弱3.由于F1最小時G1不是最大，最好找出F1和G1的最佳比例，使總的噪聲系數(shù)最小。整機噪聲系數(shù)31第三十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日信源內阻噪聲Nin=kT0B信源產生的輸出噪聲kT0BG放大器產生的輸出噪聲kTeBG輸出