RFCircuitdesign(Topic7)_放大器稳定性判定.ppt

放大器增益总结 ? Z L ? Z 0 ? S 21 (1 ? ? L ) P L ? ? L ? ? G ? ? Z ? Z 2 2 L 0 ? ? P in (1 ? ? L ) 1 ? S 22 ? L ? ? Z S ? Z 0 ? ? S ? 2 2 ? S 21 (1 ? ? s ) Z S ? Z 0 ? P avn ? ? G A ? ? ? 2 2 P avs 1 ? S 11 ? s 1 ? ? out ? ? in ? Z in ? Z 0 ? S 11 ? S 12 S 21 ? L ? ? Z ? Z 1 ? S ? ? ? in 0 22 L 2 2 2 ? ? S (1 ? ? )(1 ? ? ) P L Z out ? Z 0 S 12 S 21 ? S ? 21 s L G T ? ? ? ? ? S 22 ? 2 2 ? out Z out ? Z 0 1 ? S 11 ? S ? P in 1 ? ? s ? in 1 ? S 22 ? L ? ? ? 2 2 ? ? G TU ? S 21 ( 1 ? ? L )( 1 ? ? s ) 1 ? S 22 ? L ? 1 ? S 11 ? s 2 2 2 2 2 放大器的稳定性判定 ? 射频放大器内部通常存在着反馈量 S 12 ，而反馈系统必 然会引起稳定性问题。 ? 源反射系数、输入端口反射系数、输出端口反射系数 和负载反射系数这四个概念是理解双端口网络稳定性 的关键。 ? 这四个反射系数是各自独立的，由 S 参量确定。 ? 根据的 Γ 物理意义，如果 | Γ |1 ，则反射波幅度超过入 射波，这说明电路出现正反馈，从而导致不稳定现象。 ? 因此，可以通过反射系数 Γ 来判断放大器的稳定性。 稳定性判别圆 R 0 ? ? ê è ? ￥ ? ? ? ? μ ? S 12 S 11 FET ? in ? L ? ? ê 3 ? ￥ ? ? ? ? μ ? R 0 微波管有内部反馈 A C S 12 是反馈， S 12 、 S 21 有相位移 判断不稳定依据 ： 输入或输出端是否等效有负阻 ? in ? in b 1 ? ? 1 a 1 S 12 ? S 21 ? L ? in ? S 11 ? 1 ? S 22 ? L Z in ? Z 0 ? ? Z in ? Z 0 ( R in ? Z 0 ) ? X 2 ( R in ? Z 0 ) ? X 2 2 in 2 in 稳定性判别圆 ? 将放大器看作二端口网络，该网络由 S 参数 及外部端接条件 Γ L 、 Γ s 确定。 ? 稳定意味着反射系数的模小于 1 ，即： ? L ? 1 , ? s ? 1 式中 ? ? S 11 S 22 ? S 21 S 12 S 21 S 12 ? L S 11 ? ? L ? ? in ? S 11 ? ? ? 1 1 ? S 22 ? L 1 ? S 22 ? L ? out S 21 S 12 ? s S 22 ? ? s ? ? S 22 ? ? ? 1 1 ? S 11 ? s 1 ? S 11 ? s 稳定性判别圆 ? 由于 S 参数在晶体管以及工作频率给定时是 个定值，所以对稳定性有影响的参数是 Γ L 和 Γ s 。 ? 考察 | Γ in |1 的稳定性条件。将其中各参数分 R I R I 解为实部和虚部： S 11 ? S 11 ? jS 11 , S 22 ? S 22 ? jS 22 ? ? ? ? j ? , R I ? L ? ? L ? j ? L R I 代入 | Γ in |=1 ，整理可得圆方程： ( ? ? C ) ? ( ? ? C ) ? r R L R 2 out I L I 2 out 2 out 推导过程可参考 赵国湘、高葆新 编《微波有源电 路》 P199 稳定性判别圆 ? 上述圆方程可由以下参数确定： ? ? ? 圆心： C ? C R ? C I ? ( S 22 ? S 11 ? ) out out out S 22 ? ? 2 2 ? 半径： r out ? S 12 S 21 S 22 ? ? 2 2 ? 由 r out 和 C out 的表示式可见， S 参数确定后 r out 和 C out 在 Γ L 复平面上确定一个圆，称为稳定 性判别圆（简称稳定圆）。 放大器的稳定性判定 ? 以上讨论的是 Γ L 复平面上的 | Γ in |=1 圆，用同 样方法由 S 21 S 12 ? s S 22 ? ? s ? ? out ? S 22 ? 1 ? S 11 ? s ? 1 ? S 11 ? s ? 1 可得到在 Γ s 复平面上的稳定性判别圆： R R 2 I I 2 2 ( ? s ? C