通信電路分析

通信電路分析1第一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三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，編輯于2023年，星期三由于：代入負(fù)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(wǎng)絡(luò)是非互易網(wǎng)絡(luò)；對(duì)不同的工作頻率和直流工作點(diǎn)，晶體管的S參數(shù)不同。自學(xué)p.183第三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三二、功率增益轉(zhuǎn)換功率增益GTTransducerGain最大功率增益MAGMaximumAvailableGain最大穩(wěn)定功率增益MSGMaximumStableGain

轉(zhuǎn)換增益定義：負(fù)載吸收的功率PL與信源資用功率Pa之比Pa是指負(fù)載與信源共軛匹配時(shí)信源能給出的最大信號(hào)功率自學(xué)pp.19~214第四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三GT的基本概念:1.物理意義：插入放大器后負(fù)載實(shí)際得到的功率與無放大器時(shí)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(guān)3.雙向共軛匹配：S=in*，L=out*--MAG(共軛匹配是實(shí)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，編輯于2023年，星期三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(shí)的L在L復(fù)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，編輯于2023年，星期三等增益圓在史密斯圓中呈現(xiàn)等增益圓S=in*、L=out*時(shí)，是共軛匹配，增益最高，GT=MAGSin*，Lout*時(shí)，失配，增益下降7第七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三§1.5.3微波放大器穩(wěn)定性微波管有內(nèi)部反饋

S12是反饋，S12、S21有相位移判斷不穩(wěn)定依據(jù)：輸入或輸出端是否等效有負(fù)阻一、穩(wěn)定性判別圓8第八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三穩(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(fù)載：|L|<19第九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三穩(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(xué)p.2210第十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三記住(a)(b)(e)陰影范圍：不穩(wěn)定區(qū)11第十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三多頻率點(diǎn)穩(wěn)定性判別圓12第十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三小結(jié)1.潛在不穩(wěn)定原因：管內(nèi)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(duì)穩(wěn)定

(b),(e)潛在不穩(wěn)定，設(shè)計(jì)放大器時(shí)選S、

L穩(wěn)定區(qū)13第十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三二、絕對(duì)穩(wěn)定的充分必要條件絕對(duì)穩(wěn)定的必要條件依據(jù)：化簡(jiǎn)得定義穩(wěn)定性系數(shù)絕對(duì)穩(wěn)定的充分必要條件自學(xué)pp.23~2514第十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三三、穩(wěn)定性系數(shù)的性質(zhì)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(shí)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，編輯于2023年，星期三3.信源阻抗對(duì)穩(wěn)定性有影響不自激振蕩條件：*信源阻抗50歐姆時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生振蕩*實(shí)際天線通常不是全匹配，尤其頻帶外失配較大*移動(dòng)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，編輯于2023年，星期三4.網(wǎng)絡(luò)兩端口串聯(lián)或并聯(lián)電抗時(shí)，總網(wǎng)絡(luò)K不變K=Ka5.網(wǎng)絡(luò)兩端口串聯(lián)或并聯(lián)電阻時(shí)，總網(wǎng)絡(luò)K增加，即穩(wěn)定性改善6.網(wǎng)絡(luò)兩端口之間加電抗時(shí)(反饋)，總網(wǎng)絡(luò)K改變串聯(lián)負(fù)反饋可以在一定頻帶內(nèi)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，編輯于2023年，星期三§1.6放大器噪聲參數(shù)§1.6.1有源網(wǎng)絡(luò)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(yīng)噪聲谷際散射與高場(chǎng)擴(kuò)散噪聲閃爍噪聲最小噪聲系數(shù)18第十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三噪聲參數(shù)估算

根據(jù)定義B=f網(wǎng)絡(luò)輸出端信源噪聲電流均方值:網(wǎng)絡(luò)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，編輯于2023年，星期三求最小值：令,求得

算得

—最小噪聲系數(shù)

—最佳的信源內(nèi)導(dǎo)納

換算的非最佳源導(dǎo)納時(shí)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(zhì):Ys=Yopt時(shí)噪聲最小Ys與Yopt偏離時(shí)，噪聲與Rn有關(guān)自學(xué)pp.26~2720第二十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三噪聲參數(shù)(NFmin、|opt|、opt、Rn)的測(cè)量1.調(diào)整可調(diào)匹配器1和可調(diào)匹配器2，先使NF達(dá)到最小，再使增益最大，即輸出達(dá)到匹配，得NFmin2.調(diào)匹配器1不動(dòng)，關(guān)噪聲源，去掉被測(cè)微波管，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)反射系數(shù)得3.調(diào)偏，使NF略增加，測(cè)出S和NF，用下式算出Rn4.改變頻率，重復(fù)以上各步。21第二十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三§1.6.2等噪聲系數(shù)圓和等增益圓根據(jù)移項(xiàng)自學(xué)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，編輯于2023年，星期三MAG—最大增益（雙向共軛匹配）特點(diǎn)：等噪聲系數(shù)圓的圓心都在opt到原點(diǎn)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(duì)應(yīng)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(guān)增益)23第二十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三雙向共軛匹配時(shí)，最大增益轉(zhuǎn)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，編輯于2023年，星期三

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(dāng)時(shí)，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，編輯于2023年，星期三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，編輯于2023年，星期三反射損耗與隔離器反射損耗定義：反射損耗不良時(shí)的后果：

損失信號(hào)能量數(shù)字通信誤碼率增大群時(shí)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，編輯于2023年，星期三§1.7.2多級(jí)放大器噪聲噪聲系數(shù)定義Sin,Nin輸入信號(hào)功率和輸入噪聲功率Sout,Nout輸出信號(hào)功率和輸出噪聲功率物理含義：信號(hào)通過放大器以后，信號(hào)/噪聲比變壞的倍數(shù)單位：NF(dB)=10LogNF28第二十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三匹配時(shí)，Rg=RL，信源阻抗Rg產(chǎn)生的熱噪聲匹配時(shí)信源產(chǎn)生的熱噪聲功率信源Rg必產(chǎn)生的熱噪聲功率kT0B29第二十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三多級(jí)聯(lián)放大器噪聲系數(shù)整機(jī)噪聲系數(shù)1.根據(jù)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，編輯于2023年，星期三1.放大器前的衰減量是噪聲增加量2.后級(jí)噪聲影響減弱3.由于F1最小時(shí)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(jī)噪聲系數(shù)31第三十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期三信源內(nèi)阻噪聲Nin=kT0B信源產(chǎn)生的輸出噪聲kT0BG放大器產(chǎn)生的輸出噪聲kTeBG輸出