為應用選擇合適的射頻放大器指南
發布時間:2021-12-01 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】為具體應用選擇合適的射頻放大器時,應考慮增益、噪聲、帶寬和效率等特性。本文將評述最常用的射頻放大器,並說明增益、噪聲、帶寬、效率和各種功能特性如何影響不同應用的放大器選擇。
問題:
如何選擇合適的射頻放大器,不同射頻放大器之間有何區別?
答案:
為具體應用選擇合適的射頻放大器時,應考慮增益、噪聲、帶寬和效率等特性。
本文將評述最常用的射頻放大器,並說明增益、噪聲、帶寬、效率和各種功能特性如何影響不同應用的放大器選擇。
射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)有(you)多(duo)種(zhong)類(lei)型(xing)和(he)形(xing)式(shi),旨(zhi)在(zai)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)。然(ran)而(er),為(wei)目(mu)標(biao)應(ying)用(yong)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)時(shi),種(zhong)類(lei)如(ru)此(ci)繁(fan)多(duo)的(de)射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)使(shi)得(de)這(zhe)項(xiang)工(gong)作(zuo)變(bian)得(de)並(bing)不(bu)輕(qing)鬆(song)。雖(sui)然(ran)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)的(de)關(guan)鍵(jian)特(te)性(xing)都(dou)是(shi)其(qi)增(zeng)益(yi),但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)是(shi)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)器(qi)件(jian)所(suo)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)唯(wei)一(yi)參(can)數(shu),很(hen)多(duo)時(shi)候(hou)甚(shen)至(zhi)也(ye)不(bu)是(shi)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)參(can)數(shu)。
增益表明放大器可以為信號提供多大的提升,由輸出功率與輸入功率之比(以dB為單位)表示。它一般針對放大器的線性模式(即輸出功率的變化與輸入功率的相應變化呈線性關係)進行規定(參見圖1)。ruguojixutigaoshepinfangdaqideshuruxinhaodegonglvshuiping,qijianjiangkaishijinrufeixianxingmoshi,bingchanshengzasanpinlvfenliang。zhexieganraofenliangbaokuoxiebohejiaotiaochanwu(參見圖2中的HD2、HD3、IMD2和IMD3),代表了射頻放大器輸出端出現的交調失真(IMD)。射頻放大器處理不同輸入功率水平而不引入顯著失真的能力反映了其線性度性能,這可以用不同參數來表示(參見圖1),包括:
● 輸出1 dB壓縮點(OP1dB),其定義了係統增益降低1 dB時的輸出功率。
● 飽和輸出功率(PSAT),即當輸入功率變化不再改變輸出功率時的輸出功率。
● 2階交調點(IP2)和3階交調點(IP3),它們是輸入(IIP2、IIP3)和輸出(OIP2、OIP3)信號功率水平的假設點,在這些點上,相應雜散分量的功率將達到與基波分量相同的水平。
圖1.射頻放大器的輸出功率特性及其非線性參數
圖2.諧波和交調產物。
盡(jin)管(guan)增(zeng)益(yi)描(miao)述(shu)了(le)射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)的(de)關(guan)鍵(jian)功(gong)能(neng),但(dan)線(xian)性(xing)度(du)和(he)其(qi)他(ta)特(te)性(xing)在(zai)決(jue)定(ding)射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)選(xuan)擇(ze)方(fang)麵(mian)起(qi)著(zhe)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。事(shi)實(shi)上(shang),射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)類(lei)型(xing)的(de)選(xuan)擇(ze)總(zong)是(shi)涉(she)及(ji)不(bu)同(tong)設(she)計(ji)參(can)數(shu)之(zhi)間(jian)的(de)權(quan)衡(heng)。下(xia)麵(mian)是(shi)為(wei)目(mu)標(biao)用(yong)例(li)選(xuan)擇(ze)正(zheng)確(que)類(lei)型(xing)的(de)射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)的(de)簡(jian)短(duan)指(zhi)南(nan)。
低噪聲放大器
低噪聲放大器(LNA) 常chang常chang用yong於yu接jie收shou器qi應ying用yong中zhong,用yong於yu放fang大da與yu天tian線xian接jie口kou的de信xin號hao鏈lian前qian端duan的de微wei弱ruo信xin號hao。該gai類lei型xing射she頻pin放fang大da器qi經jing過guo優you化hua,在zai執zhi行xing此ci功gong能neng時shi向xiang信xin號hao引yin入ru的de噪zao聲sheng極ji小xiao。在zai信xin號hao鏈lian的de前qian麵mian幾ji級ji,噪zao聲sheng最zui小xiao化hua尤you為wei重zhong要yao,因yin為wei這zhe些xie級ji對dui整zheng個ge係xi統tong的de總zong噪zao聲sheng係xi數shu的de影ying響xiang最zui大da。
低相位噪聲放大器
低相位噪聲放大器 的(de)額(e)外(wai)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)極(ji)小(xiao),因(yin)而(er)它(ta)們(men)非(fei)常(chang)適(shi)合(he)需(xu)要(yao)高(gao)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)的(de)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)鏈(lian)。相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)是(shi)近(jin)載(zai)波(bo)噪(zao)聲(sheng),表(biao)現(xian)為(wei)抖(dou)動(dong),其(qi)特(te)征(zheng)是(shi)信(xin)號(hao)的(de)相(xiang)位(wei)在(zai)時(shi)域(yu)中(zhong)有(you)微(wei)小(xiao)波(bo)動(dong)。因(yin)此(ci),低(di)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)放(fang)大(da)器(qi)非(fei)常(chang)適(shi)合(he)與(yu)高(gao)速(su)時(shi)鍾(zhong)和(he)LO網絡中的高性能PLL頻率合成器結合使用。
功率放大器
功率放大器(PA) 針對功率處理性能進行了優化,適用於旨在提供高功率的應用,如發射器係統等。這些放大器通常具有高OP1dB或PSAT特性,並提供高效率,從而可以保持低散熱。
高線性度放大器
高線性度放大器 用於在很寬的輸入功率範圍內以極低的雜散水平提供高3jiejiaotiaodian。zhezhongleixingdeqijianshishiyongfushutiaozhixinhaodetongxinyingyongdechangjianxuanze,cileiyingyongyaoqiushepinfangdaqinenggouyijixiaodexinhaoshizhenchuligaobofengyinshu,congerbaochidiwumalv。
可變增益放大器
可變增益放大器(VGA) 用於需要通過靈活的增益調節來適應信號電平變化的應用。VGA通過提供可調增益來實現此功能,增益既可利用數字控製的VGA以數字方式逐步改變,也可利用模擬控製的VGA連續改變。此類放大器常常用於自動增益控製(AGC),以及用於補償其他元器件的溫度或特性變化所導致的增益漂移。
寬帶放大器
寬帶放大器 能在很寬的頻率範圍(通常涵蓋數個倍頻程)內提供中等增益,多重寬帶應用得益於此。這些放大器提供大增益帶寬積,其代價通常是效率和噪聲性能平庸。
增益模塊
其他通用射頻應用也可以依靠 增益模塊 ,後者代表了廣泛的射頻放大器類別,可以涵蓋各種頻率、帶寬、zengyiheshuchugonglvshuiping。zhexiefangdaqitongchangtigongpingtandezengyixiangyinghelianghaodehuibosunhao。qishejichangchangbaohanpipeihepianzhidianlu,yinerzhixujishaodewaibuyuanjianbiankejichengdaoxinhaolianzhong,gongzuodeyijianhua。
結論
benwengeichuleshepinfangdaqijiqiyingyongdejigelizi。raner,zhexieqijianzhongleizhongduo,suozhenduideyingyongshubushengshu,zhepianxiaowennanmianyousuoyilou。shepinfangdaqikeyicaiyongbutongdezuzhuanghegongyijishujinxingsheji,yitigongbutongdejichengtexing,zhichitedingdegongzuomoshi,bingshixianyouhuadexingnenglaimanzugezhongyingyongdexuyao——從通信和工業係統到測試測量設備及航空航天係統。
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