有源電路的特性及技術(shù)指標(biāo)

有源電路的特性及技術(shù)指標(biāo)主要內(nèi)容

線性功率放大器

低噪聲放大器

信道選擇器

有源電路的非線性參數(shù)

非線性參數(shù)的測量課程重點

線性功率放大器的特性及技術(shù)指標(biāo)的測量,如:工作頻帶，輸出功率、P1dB、增益、阻抗特性；

低噪聲放大器的特性及其測量，如:工作頻帶，輸出功率、P1dB、增益、阻抗特性；

移動通信直放站的信道選擇器的工作原理、結(jié)構(gòu)及性能測量；非線性電路的特性，三階互調(diào)、雜散的測量。線性功率放大器線性功率放大器電路的工作原理移動通信設(shè)備如基站、直放站、干線放大器等里的功率放大器是采用A類功率放大器電路，是屬于線性放大器，放大器電流的導(dǎo)通角θ=180°，即在正弦信號一周內(nèi)，放大器電路的功率管是處于全導(dǎo)通工作狀態(tài)。A類功率放大電路，如下圖所示，它是共發(fā)射極A類高頻功放。A類功率放大電路線性功率放大器2W直放站中的線性功率放大器在移動通信設(shè)備直放站里的CDMA/GSM線性功率放大器，主要滿足輸出的頻率范圍為800~960MHz和輸出功率值，最大輸出功率為35dBm（3W），CDMA/GSM直放站里的線性功率放大器的組成框圖。

線性功率放大器的組成簡化框圖線性功率放大器線性功率放大器的主要指標(biāo)1頻率825~835MHz（U）/870~880MHz（D）2增益40~50dB（可選）3ATT范圍0~31dB4輸入/輸出駐波比≤1.4:15輸出功率（P1dB）35dBm6帶內(nèi)波動±0.5dB7輸出交調(diào)特性≤-17dBm（+32dBm/2CH）8鄰道功率比ACPR＜-45dBc/30KHz@±750KHz＜-65dBc/30KHz@±1.98MHz9輸入/輸出阻抗50Ω10工作電壓+27VDC11工作電流1.0A（+27V@+35dBm）12工作溫度-30℃~+55℃13濕度5~95％線性功率放大器線性功率放大器主要指標(biāo)的測量1.測量增益（1）設(shè)置微波合成信號發(fā)生器輸出頻率點（2）設(shè)置頻譜分析儀的工作狀態(tài)設(shè)置相應(yīng)的頻率點、SPAN、RBW、VBW等，滿足測量信號功率的條件。著重提出，在頻譜分析儀的輸入端一定要接入衰減器，此衰減器的衰減量為30dB或更大，功率容量為30W，能防止被測功率放大器輸出功率損壞頻譜分析儀。線性功率放大器（3）調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平

（4）用頻譜分析儀測量功率放大器的輸入信號電平和輸出電平（5）測得的功率放大器的輸入和輸出功率（dBm）數(shù)據(jù)，計算其增益值。（6）用相同的方法，測量其它頻率點的功率放大器的增益。用頻譜儀測量功率放大器的輸入、輸出功率和增益的測試數(shù)據(jù)頻率（MHz）CDMA功率放大器GSM功率放大器（中國聯(lián)通）830MHz875MHz912MHz957MHz輸入功率（dBm）-6-7-6-7輸出功率（dBm）35353535功放增益（dB）41424142線性功率放大器2.測量輸入駐波比（1）按照下圖連接。測量放大器的輸入/輸出駐波比的框圖（2）將微波信號發(fā)生器的頻率設(shè)置為該低噪聲放大器工作頻帶內(nèi)的頻率點。（3）同時，調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平為-40dBm。（4）用頻譜分析儀測量放大器的輸入功率和反射功率，計算放大器的輸入回波損耗，根據(jù)測試的回波損耗，計算出反射系數(shù)和駐波比，測試數(shù)據(jù)。測試項目指標(biāo)要求上行功率放大器頻率（MHz）下行功率放大器頻率（MHz）825830835870875880回波損耗≥15.6181918181918反射系數(shù)≤0.170.130.110.130.130.110.13駐波比≤1.4:11.3:11.25:11.3:11.3:11.25:11.3:1線性功率放大器低噪聲放大器噪聲在通信系統(tǒng)中的重要性在現(xiàn)代通信系統(tǒng)里，接收機經(jīng)常需要處理極其微弱的信號，但系統(tǒng)噪聲卻會惡化小信號，使得接收出現(xiàn)失真甚至無法接收。接收靈敏度、比特誤碼率（BER）和噪聲系數(shù)是用來表征接收機系統(tǒng)處理小信號能力的常用參數(shù)。

噪聲的來源與類型低噪聲放大器低噪聲放大器的工作原理低噪聲放大器的組成框圖該低噪聲放大器的第一級是低噪聲放大級，它決定了整個低噪放大器的噪聲系數(shù)，是極其重要的電路。第二級是驅(qū)動放大器，用來放大低噪聲放大級的輸出信號，經(jīng)放大后驅(qū)動末級放大級，末級放大級可輸出一定要求的信號電平。低噪聲放大器低噪聲放大器的技術(shù)指標(biāo)

噪聲因子對多級放大器而言，其噪聲因子的計算為：噪聲系數(shù)用dB表示：低噪聲放大器的技術(shù)指標(biāo)CDMA800MHz低噪聲放大器的技術(shù)指標(biāo)1頻率825~835MHz（U）/870~880MHz（D）2增益40~45dB（可選）3輸入/輸出駐波比≤1.44帶內(nèi)波動±0.5dB（不加聲表）/±1.0dB（加聲表）5輸出交調(diào)特性≤-60dBc（-3dBm/CH/2CH）6噪聲系數(shù)≤1dB7工作電壓＋12VDC8工作電流≤200mA9輸入/輸出阻抗50Ω10工作溫度-33~+55℃11濕度5~95％信道選擇器信道選擇器的種類和應(yīng)用1.信道選擇器的種類信道選擇器是移動通信系統(tǒng)設(shè)備如直放站等里重要電路，該電路在直放站里起到放大濾波的作用，可以很好地濾除雜散，使得直放站等設(shè)備的性能大大改善，改善系統(tǒng)的信號質(zhì)量。尤其在移動通信系統(tǒng)里采用了多信道的蜂窩系統(tǒng)，設(shè)備里必須選用信道選擇器。在移動通信系統(tǒng)中的直放站采用的信道選擇器種類較多，通常有：GSM通信系統(tǒng)里的信道選擇器GSM雙信道選擇器。GSM四信道選擇器。GSM寬帶信道選擇器。GSM（移動/聯(lián)通）選帶移頻器。CDMA通信系統(tǒng)里的信道選擇器CDMA雙信道選擇器。CDMA寬帶信道選擇器。信道選擇器的種類和應(yīng)用信道選擇器電路在直放站里的應(yīng)用GSM/CDMA直放站的組成框圖信道選擇器信道選擇器電路的工作原理直放站的信道選擇器是一種較理想的濾波器，具有良好的矩形系數(shù)，通常，信道選擇器的組成框圖。信道選擇器的組成框圖信道選擇器CDMA中心頻率為875MHz，若中頻頻率f0為70MHz，那么，本振源的頻率fL為945MHz。所有的直放站里的信道選擇器，主要考慮是濾波性能，因此，選擇性能良好的聲表濾波器，而對于它的增益要求是較低的，一般信道選擇器的增益為5dB或0dB。信道選擇器中的關(guān)鍵器件1.聲表面波濾波器（1）聲表面波濾波器的基本工作原理信道選擇器聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)示意圖及等效電路聲表面波濾波器（2）聲表面波濾波器的主要電性能參數(shù)中心頻率和通帶寬度（帶寬）給定相對插入損耗電平的兩個截止頻率間的頻率間隔，如1dB帶寬、3dB帶寬等。插入損耗：在給定端接入負(fù)載，插入濾波器前信號源直接傳給負(fù)載的功率與插入濾波器后傳給負(fù)載的功率之比，通常以dB表示。通帶波動阻帶抑制矩形系數(shù)信道選擇器中的關(guān)鍵器件2.混頻器（1）混頻器的工作原理通信工程中，混頻器的非線性特性表達(dá)式為：i=A0+A1V+A2V+A3V+…式中：V為加在混頻器輸入端的總輸入信號。設(shè)V由兩個輸入信號電壓組成，即：V＝u1Cosω1t+u2Cosω2t

其中：ω=2πf。將V代入i得，可產(chǎn)生頻率qω1±pω2q，p=1，2，3…..當(dāng)q=p=1時有：ω1±ω2信道選擇器中的關(guān)鍵器件3.中頻放大器一種典型的中頻（70MHz）放大器電路原理圖。一種典型的中頻（70MHz）放大器電路原理圖信道選擇器CDMA寬帶信道選擇器電氣指標(biāo)1頻率825~835MHz（U）/870~880MHz（D）2增益0~5dB3增益平坦度±1dB4最大輸出功率-8dBm5互調(diào)失真≤-50dBc6本振泄漏≤-40dBm7信道選擇性≥40dB偏離頻段邊沿±1.0MHz≥50dB偏離頻段邊沿±1.5MHz≥55dB偏離頻段邊沿±2.0MHz8本振工作狀態(tài)鎖定9時延≤3μS10輸入/輸出駐波比≤1.5:111輸入/輸出阻抗50Ω12信道控制方式DIP拔碼13工作電壓+12VDC14工作電流≤300mA15工作溫度-30℃~+55℃16濕度5~95％信道選擇器信道選擇器選擇性的測量1.按照下圖連接。信道選擇器測試框圖2.設(shè)置微波合成信號發(fā)生器輸出頻率點。3.設(shè)置頻譜分析儀的工作狀態(tài)。4.調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平。5.用頻譜分析儀測試數(shù)據(jù)見下表信道選擇器選擇性的指標(biāo)要求CDMA信道選擇器830MHz875MHz≥40dB偏離頻段邊沿±1.0MHz4143≥50dB偏離頻段邊沿±1.5MHz5352≥55dB偏離頻段邊沿±2.0MHz5859有源電路的非線性參數(shù)1dB壓縮點功率P1dB示意圖有源電路的非線性參數(shù)雜散雜散的基本概念移動通信里直放站的雜散發(fā)射指標(biāo)定義為：雜散發(fā)射是除去工作載頻以及與正常調(diào)制相關(guān)的邊帶以外的頻率的輻射。雜散示意圖有源電路的非線性參數(shù)互調(diào)互調(diào)干擾的基本概念一般非線性器件的輸出電流：式中：ak為比例常數(shù)，通常有a1＞a2＞a3。假設(shè)有兩個信號同時作用于非線性器件，即：將u帶入上式得：有源電路的非線性參數(shù)其中2fA-fB、2fB-fA就是三階互調(diào)，它們落在工作帶內(nèi)，對信號干擾最厲害，必須加以重視。三階互調(diào)示意圖非線性參數(shù)的測量1dB壓縮點功率的測量頻率（MHz）CDMA功率放大器GSM功率放大器（中國聯(lián)通）830MHz875MHz912MHz957MHz線性增益（dB）757474.573.5P1dB（dBm）35353535功率放大器的P1dB測試記錄非線性參數(shù)的測量雜散的測量用頻譜分析儀測量直放站的雜散放大器信號源雜波諧波衰減器非線性參數(shù)的測量