放大器設(shè)計(jì)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 00:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 耗 ， 則變換增益有最大值 輸入輸出匹配節(jié)需同時(shí)匹配 (1117a) (1117b) (1118) (1119a) (1119b) 解出 GS和 GL得 變量 B1,C1,B2,C2定義為 只有平方根內(nèi)的數(shù)為正時(shí) ， 式 (1120)才可能有解 ， 因?yàn)榇藭r(shí)這等效于 K1 (1120a) (1120b) (1121a) (1121b) (1121c) (1121d) 當(dāng) S12=0時(shí)， GS=(S11)*, GL=(S22)*,此時(shí)最大變換功率增益為 【 注記 】 源和負(fù)載與晶體管共軛匹配時(shí)， (1118)定義的變換功率增益方有最大值。 若晶體管是無條件穩(wěn)定的，則 GTmax還可表示為 若器件是條件穩(wěn)定的，則最大增益提供的結(jié)果不是很有意義，因?yàn)?K1時(shí)源和負(fù)載不能同時(shí)共軛匹配。此時(shí)可定義 最大穩(wěn)定增益 ，即 (1123)中 K=1時(shí)的最大變換功率增益 最大穩(wěn)定增益提供了一種用于比較在穩(wěn)定工作條件下各種器件增益的方便方法。 (1122) ?????? ??? 121221m a x KKSSGT(1123) 1221SSGm s g ?(1124) 【 例 2】 共軛匹配放大器設(shè)計(jì)：用單短截線設(shè)計(jì)一個(gè)在 大增益放大器，計(jì)算和畫出 3~5GHz內(nèi)輸入回?fù)軗p耗和增益的變化。GaAs FET有下列 S參量（ Z0=50ohm） 【 解 】 Step 1. 判斷管子的穩(wěn)定性 可見滿足無條件穩(wěn)定的。 Step 2. 求滿足最大增益時(shí)的 GS, GL以及最大總變換增益 有效增益系數(shù)為 則總變換增益為 Step 3. 由已求解出的 GS, GL結(jié)合 Smith圓圖求解輸入輸出匹配電路 圓圖求解過程見圖 ，晶體管放大器的電路設(shè)計(jì)和頻率響應(yīng)如圖 。圖 (a)示出了 RF電路圖，利用 CAD軟件包可以計(jì)算器頻率響應(yīng)，如圖 (b)所示，由圖知，在 4GHz處預(yù)期的增益是 ，有很好的回波損耗，增益下降 1dB的帶寬約為 %。 圖 例 2中用于輸入匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的 Smith圓圖 圖 例 2中放大器的電路設(shè)計(jì)和頻率響應(yīng) (a) RF電路 (b) 頻率響應(yīng) 2. 等增益圓和固定增益的設(shè)計(jì) 在許多實(shí)際情況中 ， 更可取的設(shè)計(jì)是使增益小于可獲得的最大增益 ， 以便擴(kuò)展帶寬或者獲得放大器增益的設(shè)定值 ， 也即為了降低總增益要故意引入失配 ， 這可通過設(shè)計(jì)所需增益的輸入輸出匹配節(jié)來完成 。 通過在 Smith圓圖上畫出等增益圓 ， 可使設(shè)計(jì)過程簡便 ， 等增益圓代表給定固定增益 (GS和 GL)值的 GS和 GL軌跡 。 此處我們的討論涉及 單向器件 的情況 。 對(duì)于單向器件 ， |S12|=0(或小到可以忽略 )， 這可極大簡化設(shè)計(jì)過程 。 將 |S12|近似為零引起的變換增益誤差由 GT/GTU給出 。 這個(gè)比值的界限可表示為 式中 U定義為 單向品質(zhì)因素 實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí) ， 若 U， 計(jì)算功率增益誤差不超過 1dB。 (1125) (1126) 單向情況下 GS和 GL由式 (117a)和 (117c)所示 GS=(S11)*, GL=(S22)*時(shí)，該增益是最大的，求出該最大值為 由此可定義歸一化增益系數(shù) gS和 gL為 且有 和 (1127a) (1127b) (1128a) (1128b) 10 ?? Sg 10 ?? Lg 對(duì)于固定的 gS和 gL值， (1128)代表在 GS和 GL時(shí)平面上的圓。 輸入節(jié)的圓心和半徑為 輸出節(jié)的圓心和半徑為 每個(gè)圓族的中心位于沿著 (S11)*和 (S22)*的輻角給出的直線上。 注意，當(dāng) gS(或 gL)=1時(shí) (最大增益 )，正向預(yù)期的那樣，半徑 RS(或 RL)=0，而圓心約化為 (S11)*和 (S22)*。 利用這些結(jié)構(gòu)便可畫出輸入節(jié)和輸出節(jié)的一系列等增益圓，沿著這些增益圓來選擇 GS和 GL以得到所需要的增益。選取的 GS和 GL不是唯一的，但 為了達(dá)到最小失配并得到最大帶寬，可選擇那些靠近 Smith圓圖中心的工作點(diǎn) 。 (1129a)
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