放大器設(shè)計(jì)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-04 00:20本頁(yè)面
【正文】 計(jì)算出總的噪聲系數(shù)為 圖 例 4無線接收機(jī)前端框圖 利用 ()可由總噪聲系數(shù)轉(zhuǎn)化為總系統(tǒng)的等效噪聲溫度 系統(tǒng)的總增益為 G=(10)()()=。 從而可求出輸出噪聲功率 對(duì) 20dB=100的輸出信噪比 (SNR)， 輸入信號(hào)功率有 對(duì)于 50ohm的系統(tǒng)特征阻抗 ， 這對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)電壓 對(duì)于如圖 ， 其二端口的可用輸出噪聲功率為 Nadd是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲功率 ， 而 G21是可用功率增益 網(wǎng)絡(luò)的可用增益不依賴于負(fù)載失配 GL。 由于網(wǎng)絡(luò)處在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下 ， 此時(shí) N2=kTB。 于是 則網(wǎng)絡(luò)等效的噪聲溫度為 網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)為 (1143) (1144) (1145) (1146) 圖 阻抗不匹配的無源二端口網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)處于溫度 T下 圖 在溫度 T下的有耗傳輸線，輸入端口處阻抗失配 對(duì)于源端不匹配的情況 ， 如圖 特征阻抗 Z0的有耗線散射矩陣為 于是從端口 2向源方向看去的反射系數(shù)為 于是可求出可用功率增益為 (1147) (1148) (1149) (1150) 于是失配有耗線的等效噪聲溫度為 【 討論 】 ?當(dāng) Gs=0時(shí) ， Te=(L1)T ?假如 L=1， 傳輸線為無耗的 ， 則 Te=0， 而不論源端是否失配； ?若線是有耗且失配的 ， 此時(shí) L1和 |Gs|0， 則 (1147)中給出的噪聲系數(shù)大于 Te=(L1)T， 因?yàn)樵炊俗杩沟氖鋾?huì)將從負(fù)載端反射回來的部分噪聲功率再次反射回負(fù)載 。 ?噪聲系數(shù)與負(fù)載無關(guān) ， 但與源阻失配有關(guān)； (1151) 在整個(gè)系統(tǒng)的噪聲特性上 ， 接收機(jī)的前端的第一級(jí)起著決定性的作用 ， 對(duì)于一個(gè)放大器通常不可能同時(shí)獲得 最小噪聲 和 最大增益 ，須進(jìn)行某種程度的兼顧 。 為了在噪聲系數(shù)和增益之間進(jìn)行有用的折中 ， 可利用 等增益圓 和 等噪聲系數(shù)圓 來完成 。 二端口放大器的噪聲系數(shù)定義為 式中 Ys=Gs+jBs表示呈現(xiàn)在晶體管處的源導(dǎo)納 Yopt表示得出最小噪聲系數(shù)的最佳源導(dǎo)納 Fmin表示當(dāng) Ys=Yopt時(shí)獲得的晶體管的最小噪聲系數(shù) RN表示晶體管的等效噪聲電阻 Gs表示源導(dǎo)納的實(shí)部 因?yàn)? (1152) (1153b) (1153a) Gs是在源反射系數(shù) ， Fmin， Gopt和 RN是特定晶體管的 噪聲參量 ，一般由生產(chǎn)廠商提供或者測(cè)量得到 。 利用 ()有 此外 ， 將 (1142)和 (1143)代入 (1140)中 該結(jié)果可定義出等噪聲系數(shù)圓 ， 定義噪聲系數(shù)參量 N為 (1154) (1155) (1156) (1157) 等噪聲系數(shù)圓可表示為 圓心和半徑分別為 【 例 5】 低噪聲放大器設(shè)計(jì)：一個(gè) GaAs FET偏置在最小噪聲系數(shù)下 ，在 4GHz（ Z0=50ohm） 時(shí)有下列 S參量和噪聲參量： 假設(shè)器件是單向的 ， 計(jì)算由這個(gè)假定引出的 GT的最大誤差 。 然后設(shè)計(jì)一個(gè)噪聲系數(shù)為 【 解 】 由式 (1126)可以計(jì)算單向品質(zhì)因數(shù) (1158) (1159a) (1159b) 然后由 (1125)知 用 dB表示 所以預(yù)計(jì)增益的誤差小于正負(fù) 。 接著 ， 利用 (1159)計(jì)算 2dB噪聲系數(shù)圓的中心和半徑 據(jù)此可畫出最小噪聲系數(shù)圓如圖 (a)所示 ， 最小噪聲系數(shù)產(chǎn)生在 Gs= Gopt=(i100186。)處 。 根據(jù) (1129)可計(jì)算幾個(gè)輸入節(jié)等增益圓的數(shù)據(jù) 等增益圓仍作于圖 (a)中 ， 由圖知 Gs=F=2dB噪聲系數(shù)圓相切 ， 且任何較高增益將導(dǎo)致更壞的噪聲系數(shù) 。從 Smith圓圖可得出最佳解 Gs=(i75186。) ， 可給出 Gs=F=。 對(duì)于輸出節(jié) ， 選擇可產(chǎn)生最大 GL的 GL=(S22)*=(60186。) ， 此時(shí) 晶體管自身增益是 總變換增益是 使用開路并聯(lián)短截線的放大器交流電路如圖 (b)所示 ， 此電路的計(jì)算機(jī)分析給出增益為 。 圖 例 5中晶體管放大器的電路設(shè)計(jì) (a)等增益和噪聲系數(shù)圓 (b) RF電路
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