放大器主要技术指标

1、放大器主要技术指标定义 1. 工作频率范围(F): 指放大器满足各项指标的工作频率范围。放大器实际的工作频率范围可能会大于 定义的工作频率范围。 2. 功率増益(G): 指放大器输出功率和输入功率的比值，单位常用“dB”表示。 3. 増益平坦度： 增益平坦度是指工作频带内功率增益的起伏，通常用最高增益与最低增益之差， 即G(dB)来表示。 4. 噪声系数： 任意微波、毫米波部件的噪声系数 Nf 定义如下： SinNinNNf out (1-1) SoutNinGout 式中，Nf 波部件噪声系数；G放大器功率增益；Sin, Nin 别是 微波放大器输入端的信号功率和噪声功率；Sout, Nou

2、t分别是微波放大器输 出端的信号功率和噪声功率。 从式(1-2)可以看出，噪声系数的物理含义是：信号通过放大器之后，由于放大 器产生噪声使信噪比变坏，信噪比下降的倍数就是噪声系数。通常噪声系数用分 贝数表示，此时 Nf(dB) lOlgNf (1-3) 现在我们应用等效在输入端的噪声电阻理论，电阻值取决于等效噪声温度，因此 改用等效噪声温度的表示方法。 当放大器和信源阻抗匹配时放大器输入端的噪声功率可表示为：Nin kTO fo 式中 k 为玻尔兹曼常数；TO 为绝对温度，通常取为 293K ； f 为带宽。将此式代 入(2-2)得: Nf Nout (1-4) kTO fG 这说明放大器输入

3、的噪声功率是信源阻抗在 TO 时产生的热噪声，放大器自身产 生的噪声也可看作一个温度为 Te的物体产生的热噪声，这里可以把 Te理解为放 大器的等效噪声温度。这时其输出端的噪声功率可表示为： Nout k Te TO fG (1-5) 将(2-15)代入(2-14)，得到 Nf Te TOT 1 e (1-6) TOTO 移项即得到放大器噪声温度 Te和噪声系数的关系 Te TONf 1 (1-7) 5.1 分贝压缩点输出功率(PldB): 放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性 增加。这种放大器称之为线性放大器，这两个功率之比就是功率增益 G。随着输 入功率的

4、继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增加而 线性增加，也就是说，其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降 到比线性增益低 ldB时的输出功率值定义为输出功率的 ldB 压缩点，用 PldB 表 示示意图如下： 6. 饱和输出功率： 当功率放大器的输入功率加大到某一值后，再加大输入功率并不会改变输出功率 的大小，该输出功率称为功率放大器的饱和输出功率。 7. 三阶交调系数： 尽管低噪声放大器处于接收系统的前级，基本上工作于弱信号状态，但高增益情 况下仍可能使放大器末级进入非线性区，从而使信号各频谱分量间产生交叉组合 频率，形成交叉干扰。考虑两个频率相差不多的信号加到

5、放大器中，由于放大器 增益的非线性，在众多的互调分量 mw2wl w2 和 1 nw2,m,n 0,1,2 . 中， 2W2 wl两个频率分量最接近主频率 wl 和W2,将落在通带内产生干扰，这两个 频率分量称为三阶交调分量。 设三阶交调分量功率为 P3,信号 wl 或 w2 功率为 P 则三阶交调系数定义为： 1, M3 10IogP3(dBc)Pl II 也!圧 II !|li!i!i! &功率效率和功率附加效率： 功率放大器的功率效率 P是功率放大器的射频输出功率与供给晶体管的 直流功率之比。表示了功率放大器把直流功率转换成射频功率的能力，定义为 射频输出功率 P 直流输入功率 通常，在

6、设计功率放大器时，希望用功率增益高的功率晶体管。为此，又给出了 另一种定义： add射频输岀功率-射频输入功率add直流输入功率称为功率放大器的功率附 加效率，它反映了直流功率转换成射频功率的能力，又反映了放大射频功率的 能力。很明显，用功率附加效率 add衡量功率放大器的功率效率是比较合理的。 9输入/输出驻波比(VSWR): 微波放大器通常设计或用于 50G 阻抗的微波系统中，输入/输出驻波表示放大器输 入端阻抗和输出端阻抗与系统要求阻抗(50Q)的匹配程度。用下式表示： I VSWR : 1 VSWR :输入输电压出驻波比 F ：反射系数 大功率管的输入阻抗和输出阻抗都很低，BJT 的输

7、入阻抗实部只有几个欧姆.与 50Q 系统失配得比较厉害。而 MESFTE的输入阻抗较高，与 50Q 系统失配得也 很大，失配严重时，会损坏功率管。 输入、输出驻波比变坏还会使系统的増益起伏和群迟延变坏，因此功率放大器的 输入、输出驻波比应该满足一定要求。在大容量数字通信系统中，功率放大器的 输入、输出驻波比取 1.2:1,而在一般系统中功率放大器的输入、输出驻波比可 以取到 2:1。它也是设计微波功率放大器时必须考虑的一项技术指标。 10.寄生杂波： 寄生杂波是系统中不需要的那些信号，是功率放大器放大过程中引起的一种信号 失真，它与输入信号不是谐波关系。这些寄生杂波绝大部分是在高驱动电平或输

8、入与输出严重失配时出现的。 无寄生杂波动态范围是信号的允许输入功率范围，在这个输入功率范围内，系统 中将不存在寄生杂波。无寄生杂波动态范围的最大功率主要取决于系统的增益、 三阶交调点和噪声电平;而最小功率主要取决于噪声系数和噪声带宽。 II 工作电压/电流： 指放大器工作时需要供给的电源电压和放大器工作时要求供给的电流值。 驻波比VSWR-传输换算法： 驻波比 回波 传输 电压发 功率 功率 损耗 损耗 射系数 反射比 传输比 1.00 00 000 00 0 100.0 1.01 46.1 000 00 0 100.0 1.02 40.1 000 01 0 100.0 1.03 36.6 0

9、01 01 0 100.0 1.04 34.2 002 02 0 100.0 1.05 32.3 003 02 1 99.9 1,0$ 30,7 004 03 1 99,9 1.07 29.4 005 03 1 99.9 1.08 28.3 006 04 1 99.9 1.09 27.3 008 04 2 99.9 1.10 26.4 010 05 2 99.8 1.11 25.7 012 05 3 99.7 1.12 24.9 014 06 3 99*7 1.13 24.3 016 06 4 99.6 1.14 23.7 019 07 4 99.6 1.15 23.1 021 07 5 99

10、.5 146 22.6 024 07 5 99.5 1.17 22.1 027 08 6 99.4 1.18 21.7 030 08 7 99.3 1.19 21.2 033 09 8 99.2 1.20 20.8 036 09 8 99.2 1.25 19.1 054 11 1.2 98.8 1.30 17.7 075 13 1.7 98.3 1.40 15.6 122 17 2.8 97.2 1.50 14.0 177 20 4.0 96.0 1.G0 12.7 238 23 S.3 94.7 1.70 11.7 302 26 6.7 93.3 1.80 10.9 370 29 8.2 9

11、1.8 1.90 10.2 440 31 9.6 90.4 2.00 9.50 512 33 11-1 88.9 3.00 6.00 1.24 50 25.0 7S.0 4.00 4.40 1.93 60 36.0 64.0 5.00 3.50 2.55 67 44.4 55.6 10.0 1.70 4.80 82 66.9 33.1 20.0 900 7.41 90 81.9 18.1 功率 dBm-Watts 换算表dBm Watts dBm Watts 0 l.OmW 26 400mW 1 1.3mW 27 500mW 2 1.6mW 28 640mW 3 2.0mW 29 800mW 4 2.5mW 30 l.OW 5 32mW 31 1.3W 6 4.0mW 32 l.&W 7 5.0mW 33 2.0W 8 6.0mW 34 2.5W 9 8.0mW 35 3.0W 10 lOmW 36 4.0W 11 13mW 37 5.0W 12 16mW 38 6.0W 13 20mW 39 8.0W 14 25mW