现代数字调制技术要求放大器的线性度足够高,否则会出现互调失真从而降低信号质量。不幸的是,放大器性能比较好时,它们都已接近饱和电平,随后,它们变得非线性化,RF功率输出随输入功率增加而下降,并且开始出现明显的失真。这种失真会导致相邻信道或服务的串扰。结果,设计人员通常将RF输出功率回退到一个“安全区”,以确保线性度。当他们这样做时,多个RF晶体管是必需的,以达到给定的RF输出功率,这将增加电流消耗,并导致续航时间缩短,或在基站中会造成更高的运营成本。对于不同的输入信号值,放大器增益 应保持恒定。广东电光调制射频放大器优势
放大器设计中的其他问题1.圆图中的五个圆:放大器设计理论中会遇到稳定判别圆、等噪声系数圆、等增益圆、等Q值圆、等驻波比圆等特殊圆。在条件稳定的放大器设计中,用这五个圆来确定输入输出匹配网络的反射系数的取值,才能满足放大器的所有指标。现在所能得到的器件基本上都是满足稳定条件的。2.多级放大器:单级放大器的增益无法满足指标要求时,可用多级级联,前级为低噪声,后级为高增益。级间匹配网络可以简化为两个阻抗的变换,而不是分别变换到特性阻抗。射频放大器设计射频和微波含义上的区别是什么呢?
由于功率放大器输出功率大,从直流电能转换成交流输出功率的转换效率是功率放大器所要研究的主要问题。为提高效率,功率放大器一般有A类、B类、C类、D类、E类等,其效率逐级提升。A类功率放大器是线性放大器,它对输入正弦波的响应是正弦波输出,一般是不失真放大,而且输出频率和输入频率相同。B类放大器的输出是输入的半个正弦波,形成半波失真,从而产生很多谐波。因为无线WLAN信号是非恒定包络,它必须用线性放大器放大,才能满足信号不失真放大。同时802.11x所用频段ISM为公用频段,能提供的功率很小,一般小于1W(不同国家要求不同)。在这样的情况下,选择效率不高的A类功率放大器,能很好获得较优线性度。另一方面,由于A类放大器不需要额外的滤波电路,其封装可以很小,并且成本较低。
B类放大器工作原理与上述使用单个晶体管作为其输出功率级的A类放大器工作模式不同,B类放大器使用两个互补晶体管(一个NPN和一个PNP或一个NMOS和一个PMOS)来放大每一半输出波形。一个晶体管*对信号波形的一半导通,而另一个晶体管对信号波形的另一半或相反一半导通。这意味着每个晶体管有一半的时间在有源区,一半的时间在截止区,因此只放大了50%的输入信号。与A类放大器不同,B类没有直接的直流偏置电压,而是晶体管在输入信号大于基极-发射极电压(VBE)时才导通,对于硅晶体管,这约为0.7v。因此,零输入信号有零输出。由于只有一半的输入信号出现在放大器输出端,因此与之前的A类配置相比,这提高了放大器的效率。输入和输出的内容,我们称之为“信号”。
从理想晶体管的小信号模型和输入特性曲线可以看出,晶体管放大器本身不是理想线性器件,同时由于寄生参数的影响,线性度进一步下降。但是在一定的功率范围内,晶体管是可以看成线性放大的。对于功率放大器设计者来说,如何获得更高的输出功率,提高线性度是关键。对于晶体管放大器而言,其伏安特性可以如下描述:iC≈IEBSeubeUTi_{C}≈I_{EBS}e^{\frac{u_{be}}{U_{T}}}iC≈IEBSeUTube可以用幂级数展开式来描述器件的伏安特性y(t)=a1⋅x(t)+a2⋅x(t)2+a3⋅x(t)3+⋅⋅⋅y(t)=a_{1}\cdotx(t)+a_{2}\cdotx(t)^{2}+a_{3}\cdotx(t)^{3}+\cdot\cdot\cdoty(t)=a1⋅x(t)+a2⋅x(t)2+a3⋅x(t)3+⋅⋅⋅式中ana_{n}an(n=0,1,2,3,…)为与电路特性有关的系数,通常n越大,则系数ana_{n}an的值越小。当电路中非线性器件用幂级数表示时,所取的级数项数就完全取决于信号幅度的大小和所要求的精度。放大器电路的关键是微波晶体管。广东低抖动射频放大器分类
通过改变该基极偏置电压的位置,可以使放大器以不同于全波形再现的放大模式工作。广东电光调制射频放大器优势
温度效应。晶体振荡器受温度的影响比较大,一般采用温度补偿或将振荡器放入恒温环境中来解决,温度补偿法包括模拟温度补偿、数字温度补偿及模拟—数字温度补偿法二大类。温度补偿电路有电容补偿电路及热敏网络补偿电路;电容补偿方法简单,但补偿范围较窄,一般在0~50℃之间,补偿精度一般可达到±5×106。而热敏网络补偿电路则用得较多,其补偿范围宽,在-40~70℃之间,补偿精度可达到±0.2×106。其原理图如图1-34所示。利用热敏网络给变容二极管提供一个随晶体工作环境变化的反向偏压,通过变容二极管电容的变化来补偿晶体振荡器因温度而导致的频率漂移。广东电光调制射频放大器优势
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