《通信电路分析》PPT课件

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1、§1.5小信号微波晶体管放大器§1.5.1有源二口网络的S参数原因：物理含义确切，易测量测量：开路测阻抗参数Z短路测导纳参数Y匹配测散射参数S1FET的S参数有封装无封装封装外壳很重要：降低性能恶化，寄生参数小，散热、尺寸2由于：代入负载反射系数：解得§1.5.2微波晶体管放大器增益一、输入输出阻抗同法得S12S21有源器件二端口网络是非互易网络；对不同的工作频率和直流工作点，晶体管的S参数不同。自学p.183二、功率增益转换功率增益GTTransducerGain最大功率增益MAGMaximumAvailableGain最大稳定功率增益MSGM

2、aximumStableGain转换增益定义：负载吸收的功率PL与信源资用功率Pa之比Pa是指负载与信源共轭匹配时信源能给出的最大信号功率自学pp.19~214GT的基本概念:1.物理意义：插入放大器后负载实际得到的功率与无放大器时可能得到的最大功率比2.和S参数、输入、输出阻抗(S、L)有关3.双向共轭匹配：S=in*，L=out*--MAG(共轭匹配是实部相等，虚部抵消，无反射，传输功率最大)4.输入、输出都无反射匹配：S=L=0GT=

3、S21

4、2

5、的二次方程，等增益即GT为常数时的L在L复平面上是圆。圆心位置：圆半径：等增益圆的半径和圆心是：6等增益圆在史密斯圆中呈现等增益圆S=in*、L=out*时，是共轭匹配，增益最高，GT=MAGSin*，Lout*时，失配，增益下降7§1.5.3微波放大器稳定性微波管有内部反馈S12是反馈，S12、S21有相位移判断不稳定依据：输入或输出端是否等效有负阻一、稳定性判别圆8稳定性判别圆的建立输入端稳定性判别圆--分式线性变换无源负载：

6、L

7、<19稳定性判别圆位置输入端稳定性判别圆圆心位置向量判别圆的半径输出端稳定性判别圆圆心位

8、置向量判别圆的半径式中：

9、in

10、=1自学p.2210记住(a)(b)(e)阴影范围：不稳定区11多频率点稳定性判别圆12小结1.潜在不稳定原因：管内反馈S122.用判别圆确定造成不稳定的S、L的范围3.判别圆大小、位置取决于自身S参数4.稳定情况有六种可能性(书p.24)，需记住(a)绝对稳定(b),(e)潜在不稳定，设计放大器时选S、L稳定区13二、绝对稳定的充分必要条件绝对稳定的必要条件依据：化简得定义稳定性系数绝对稳定的充分必要条件自学pp.23~2514三、稳定性系数的性质1.K<1是潜在不稳定，有自激振荡的可能性2.信源反射波小

11、于信源入射波时不振荡：由图可知得到不自激振荡条件：153.信源阻抗对稳定性有影响不自激振荡条件：*信源阻抗50欧姆时，不会产生振荡*实际天线通常不是全匹配，尤其频带外失配较大*移动通信天线受环境影响大，源阻抗变化大基本规律：164.网络两端口串联或并联电抗时，总网络K不变K=Ka5.网络两端口串联或并联电阻时，总网络K增加，即稳定性改善6.网络两端口之间加电抗时(反馈)，总网络K改变串联负反馈可以在一定频带内加大K值，改善稳定性，是常用方法17§1.6放大器噪声参数§1.6.1有源网络噪声参数一般表示式噪声来源：BJT热噪声散粒噪声（发射极）（收集

12、极）(分配）闪烁(1/f)噪声最小噪声系数FET沟道热噪声栅感应噪声谷际散射与高场扩散噪声闪烁噪声最小噪声系数18噪声参数估算根据定义B=f网络输出端信源噪声电流均方值:网络输出端总噪声电流均方值:等效噪声电压源用等效噪声电阻Rn表示:19求最小值：令,求得算得—最小噪声系数—最佳的信源内导纳换算的非最佳源导纳时的噪声系数—最小噪声系数—等效噪声电阻—最佳的信源反射系数NF性质:Ys=Yopt时噪声最小Ys与Yopt偏离时，噪声与Rn有关自学pp.26~2720噪声参数(NFmin、

13、opt

14、、opt、Rn)的测量1.调整可调匹配器1和可

15、调匹配器2，先使NF达到最小，再使增益最大，即输出达到匹配，得NFmin2.调匹配器1不动，关噪声源，去掉被测微波管，用网络分析仪测反射系数得3.调偏，使NF略增加，测出S和NF，用下式算出Rn4.改变频率，重复以上各步。21§1.6.2等噪声系数圆和等增益圆根据移项自学pp.28~29等噪声系数圆心位置等噪声系数圆半径22MAG—最大增益（双向共轭匹配）特点：等噪声系数圆的圆心都在opt到原点的连线上。阻抗圆图上的等噪声系数圆和等增益圆阻抗圆图上的NFmin值对应的是信源阻抗Zopt值，要求Yopt值需将幅角加最佳噪声要求的S与最大增益要

16、求的S并不一致。如果要NF最佳，增益要下降，在NFmin处的增益用Ga表示(相关增益)23双向共轭匹配时，最大增益转换增