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。
shepinfangdaqiyouduozhongleixinghexingshi,zhizaimanzubutongdeyingyongchangjing。raner,weimubiaoyingyongxuanzeheshideshepinfangdaqishi,zhongleirucifanduodeshepinfangdaqishidezhexianggongzuobiandebingbuqingsong。suiranjihusuoyoushepinfangdaqideguanjiantexingdoushiqizengyi,danzhebingbushixuanzeheshideqijiansuoyaokaolvdeweiyicanshu,henduoshihoushenzhiyebushizuizhongyaodecanshu。
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)。如(ru)果(guo)繼(ji)續(xu)提(ti)高(gao)射(she)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)功(gong)率(lv)水(shui)平(ping),器(qi)件(jian)將(jiang)開(kai)始(shi)進(jin)入(ru)非(fei)線(xian)性(xing)模(mo)式(shi),並(bing)產(chan)生(sheng)雜(za)散(san)頻(pin)率(lv)分(fen)量(liang)。這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)分(fen)量(liang)包(bao)括(kuo)諧(xie)波(bo)和(he)交(jiao)調(tiao)產(chan)物(wu)(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) changchangyongyujieshouqiyingyongzhong,yongyufangdayutianxianjiekoudexinhaolianqianduandeweiruoxinhao。gaileixingshepinfangdaqijingguoyouhua,zaizhixingcigongnengshixiangxinhaoyinrudezaoshengjixiao。zaixinhaoliandeqianmianjiji,zaoshengzuixiaohuayouweizhongyao,yinweizhexiejiduizhenggexitongdezongzaoshengxishudeyingxiangzuida。
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heLO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3階jie交jiao調tiao點dian。這zhe種zhong類lei型xing的de器qi件jian是shi使shi用yong複fu數shu調tiao製zhi信xin號hao的de通tong信xin應ying用yong的de常chang見jian選xuan擇ze,此ci類lei應ying用yong要yao求qiu射she頻pin放fang大da器qi能neng夠gou以yi極ji小xiao的de信xin號hao失shi真zhen處chu理li高gao波bo峰feng因yin數shu,從cong而er保bao持chi低di誤wu碼ma率lv。
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、增zeng益yi和he輸shu出chu功gong率lv水shui平ping。這zhe些xie放fang大da器qi通tong常chang提ti供gong平ping坦tan的de增zeng益yi響xiang應ying和he良liang好hao的de回hui波bo損sun耗hao。其qi設she計ji常chang常chang包bao含han匹pi配pei和he偏pian置zhi電dian路lu,因yin而er隻zhi需xu極ji少shao的de外wai部bu元yuan件jian便bian可ke集ji成cheng到dao信xin號hao鏈lian中zhong,工gong作zuo得de以yi簡jian化hua。
結論
本ben文wen給gei出chu了le射she頻pin放fang大da器qi及ji其qi應ying用yong的de幾ji個ge例li子zi。然ran而er,這zhe些xie器qi件jian種zhong類lei眾zhong多duo,所suo針zhen對dui的de應ying用yong數shu不bu勝sheng數shu,這zhe篇pian小xiao文wen難nan免mian有you所suo遺yi漏lou。射she頻pin放fang大da器qi可ke以yi采cai用yong不bu同tong的de組zu裝zhuang和he工gong藝yi技ji術shu進jin行xing設she計ji,以yi提ti供gong不bu同tong的de集ji成cheng特te性xing,支zhi持chi特te定ding的de工gong作zuo模mo式shi,並bing實shi現xian優you化hua的de性xing能neng來lai滿man足zu各ge種zhong應ying用yong的de需xu要yao——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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