射频通信电路第五章低噪放-用S参数设计放大器5-5(精).pptVIP

* 5.5 用 S 参数设计放大器 S参数设计方法是将晶体管看作是一个黑匣子,只知道它的端口参数,而从系统或网络的角度出发来设计放大器 5.5.1 S参数与功率传输（在图示的线性网络中，推导功率传输与S参数的关系） 以特性阻抗Z0为参考，各端口的阻抗和反射系数 可相互表示 信号源端 网络输入输出端 和 输出负载端 信号源电动势的有效值为VS 网络输入功率为 其中：V1网络输入端电压，Zin为输入阻抗 由 得 代入后得 同理，负载阻抗上得到的功率为 ZL上的入射 将 以及 代入即得 根据线性网络输入、输出端阻抗匹配情况，定义了 三种功率增益 1、功率增益（或工作功率增益，operating power gain） 定义：网络的输入输出端为任意阻抗值时，负载得到的实际功率与输入网络的实际功率之比 2、变换器功率增益（transducer power gain） 当放大器输入端与源共轭匹配： 　信号源输入放大器的功率最大（资用功率，available power）为 时 或 负载所得功率与该资用功率之比即为变换器功率增益，为 当网络的反向传输为0或很小，可以忽略时，即 时，网络为单向传输，此时 此时，网络的单向变换器功率增益为 3、资用功率增益（availabie power gain ） 当放大器输出端也达到共轭匹配： 时，也即 时，负载得到最大功率，为 因 可知 与 有关， 当 时，又有 资用功率增益定义为：网络输入、输出端均匹配时的增益，其值为 5.5.2 放大器的稳定性 典型放大器的结构(如图5.5.2，P.188.),划分为三大部分 输入网络----实现信号源与放大器(或线性模块)之间的阻抗变换 晶体管(或线性模块) 输出网络----实现放大器与负载之间的阻抗变换 设计放大器，首先要保证其工作稳定，其次才是达到指标 高频放大器，增益固然是其主要指标，但这只有在放大器稳定工作时，才有意义 调谐放大器中常采用降低放大器增益的方法来提高稳定性----失配法 什么样的系统是稳定的？ 从反射系数的角度，只有当反射系数的模小于1，即 系统才是稳定的。 对图5.5.2所示的放大器，共有4个反射系数，只有当这4个反射系数的模均小于1时，才是稳定的。 即须满足： 以及 可见，选定了晶体管，确定了工作频率和偏置后，晶体管的S参数值已定，影响放大器稳定性的因素就是输入网络的反射系数　　和输出网络的反射系数 讨论放大器的稳定性，是在一定的工作频率和偏置条件下进行的，当这些条件变化了，稳定性也会变化 放大器的稳定性有2种情况 无条件稳定 对于任何无源匹配网络，只要 晶体管就一定有 和 ----无条件稳定放大器 条件稳定 只能对某些条件下的 和 ，放大器才是稳定的 ----条件稳定放大器 本书仅讨论无条件稳定情况 *