0 卖盘信息
BOM询价
您现在的位置: 首页 > 电子资讯 >业界动态 > 射频(RF)放大器的参数、分类和用途

射频(RF)放大器的参数、分类和用途

2016-08-29
类别:业界动态
eye 419
文章创建人 拍明

射频(RF)放大器可分为高增益放大器、低噪声放大器、中-高功率放大器。放大器电路的核心是微波晶体管。射频(RF)功率放大器(RF PA)是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器


分类及用途

射频(RF)功率放大器的工作频率很高,但相对频带较窄,射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。射频功率放大器可以按照电流导通角的不同,分为甲(A)、乙(B)、丙(C)三类工作状态。甲类放大器电流的导通角为360°,适用于小信号低功率放大,乙类放大器电流的导通角等于180°,丙类放大器电流的导通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作状态,丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。射频功率放大器大多工作于丙类,但丙类放大器的电流波形失真太大,只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然接近于正弦波形,失真很小。


技术参数

放大器的主要技术指标:

(1)频率范围:放大器的工作频率范围是选择器件和电路拓扑设计的前提。

(2)增益:是放大器的基本指标。按照增益可以确定放大器的级数和器件类型。G(db)=10log(Pout/Pin)=S21(dB)

(3)增益平坦度和回波损耗VSWR<2.0orS11,S22<-10dB

(4) 噪声系数:放大器的噪声系数是输入信号的信噪比 与输出信号的信噪比的比值,表示信号经过放大器后信号质量的变坏程度。NF(dB)=10log[(Si/Ni)/(So/No)]

工作频率范围(F):指放大器满足各级指标的工作频率范围。放大器实际的工作频率范围可能会大于定义的工作频率范围。


功率增益(G):指放大器输出功率和输入功率的比值,单位常用“dB”。


增益平坦度(ΔG):指在一定温度下,在整个工作频率范围内,放大器增益变化的范围。


噪声系数(NF):噪声系数是指输入端信噪比与放大器输出端信噪比的比值,单位常用“dB”。噪声系数由下式表示:NF=10lg(输入端信噪比/输出端信噪比) 在放大器的噪声系数比较低(例如NF<1)的情况下,通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。噪声系数与噪声温度的关系为:T=(NF-1)T0 或 NF=T/T0+1 T0-绝对温度(290K)


1分贝压缩点输出功率(P1dB):放大器有一个线性动态范围,在这个范围内,放大器的输出功率随输入功率线性增加。这种放大器称之为线性放大器,这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大,放大器进入非线性区,其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加,也就是说,其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点,用P1dB表示。典型情况下,当功率超过P1dB时,增益将迅速下降并达到一个最大的或完全饱和的输出功率,其值比P1dB大3-4dB。


三阶截点(IP3): 测量放大器的非线性特性,最简单的方法是测量1dB压缩点功率电平P1dB。另一个颇为流行的方法是利用两个相距5到10MHz的邻近信号,当频率为f1和f2的这两个信号加到一个放大器时,该放大器的输出不仅包含了这两个信号,而且也包含了频率为mf1+nf2的互调分量(IM),这里,称m+n为互调分量的阶数。在中等饱和电平时,通常起支配作用的是最接近基音频率的三阶分量因为三阶项直到畸变十分严重的点都起着支配作用,所以常用三阶截点(IP3)来表征互调畸变。三阶截点是描述放大器线性程度的一个重要指标。三阶截点功率的典型值比P1dB高10-12dB。IP3可以通过测量IM3得到,计算公式为:


IP3=PSCL+IM3/2; PSCL——单载波功率;


如三阶互调点已知,则基波与三阶互调抑制比与三阶互调点的杂散电平可由下式估计:


基波与三阶互调抑制比=2[IP3-(PIN+G)] 三阶互调杂散电平=3(PIN+G)-2IP3。


输入/输出驻波比(VSWR):微波放大器通常设计或用于50欧姆阻抗的微波系统中,输入/输出驻波表示放大器输入端阻抗和输出端阻抗与系统要求阻抗(50欧姆)的匹配程度。


用下式表示:


VSWR = (1+|Γ|)/(1-|Γ|);其中Γ= (Z-Z0)/(Z+Z0) 


VSWR:输入输电压出驻波比; Γ:反射系数; Z:放大器输入或输出端的实际阻抗; ZO:需要的系统阻抗。


工作电压/电流:指放大器工作时需要供给的电源电压和放大器工作时要求供给的电流值。


放大器增益窗的定义:在本产品手册中,放大器的增益定义采用增益窗的定义方法(不含窄带功率放大器)。增益窗的定义方法是根据放大器允许的最大增益(Gmax),放大器允许的最小增益(Gmin),放大器的增益波动(ΔG)等三个增益指标对放大器的增益允许的波动和变化范围作明确定义。


射频放大器的功率参数


现代的无线通信中,射频设备的使用相当普及,而射频放大器在设备中起粉至关重要的作用,放大器中有关功率参数的测t也引起相当的重视,而在实际的研发生产中对功率参数的理解和应用存在一定的误解,下面就一个放大器的特性来说明相关功率参数的含义和应用  。

在描述一个放大器时,基本的参数有增益和最大输出电平(功率)。为对增益有较为准确的描述,引人线性特性的参数来衡t,通常用ldB压缩点对应输人功率和线性垠小输人电平来表示,两者之差就是放大器的输人动态范围。对于ldB压缩点,在GSM直放站标准YD汀952一1998中是这样描述的:ldB压缩点输出功率是指放大器在增益下降ldB时,对应此时的输人功率,用图示方法表示是指当时的实际输出功率比理想的线形放大器对应的输出功率小ldB。

为进一步描述线性度.还有一个指标就是增益步长误差,表示的是当输人变化单位信号强度时输出是否也变化相同的大小。

一个实际的放大器,由于物理特性和噪声的影响,当输人电平太小时不能保持有线性状态.因此引人最小输出电平的概念.通常认为输出比噪声电平高3dB时对应的输人电平为最小输人电平。放大器的输出噪声功率为:P=kTBGF  。


ADI公司射频(RF)放大器


ADI公司的RF IC覆盖整个RF信号链,提供1000多款产品来满足各种RF系统设计需求。从业界领先的RF功能块到高度集成的多功能解决方案,我们的RF IC提供高性能并且简化了无线系统的设计。我们的RF IC配合我们世界领先的转换器,并且通过广泛的免费工具、在线支持社区和Circuits from the Lab®参考电路提供支持。

产品子分类

驱动放大器 RF/IF差分放大器 增益模块 低噪声放大器 功率放大器 RF放大器偏置控制器 宽带分布式放大器

模拟设计工具: ADIsimRF™

ADIsimRF是一款简单易用的RF信号链计算工具。 它能够计算级联增益、噪声系数、IP3、P1dB和功耗。级数最多可以达到20级。各级可以临时轻松插入、删除或禁用。

ADIsimRF


责任编辑:Davia

【免责声明】

1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。

2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。

3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。

4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。

拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。

标签: 射频放大器

相关资讯