高频信号放大器所应具备的特征

作者：时间：2011-02-04来源：网络收藏

放大电路可以说是模拟信号处理电路的基本单元，尤其对高频接收机与发射机而言。在接收机里，放大电路要将从天线所输入的µV单位的小信号加以放大，在发射机方面，功率放大电路也要将信号放大至以W为单位的信号级别。在本章中，将依次分析小信号高频放大器，宽频带放大器，功率放大器等3种不同类型的放大电路。2-1 在高频放大电路所要求的特性对於所使用的频带的功率增益要高在直流放大和低频放大电路中，增益(Gain)一般是指电压增益；而在高频率电路中，增益一般常用功率增益来表示。例如，在图2-1所示的电路中，由天线所输入的信号为-30dBm(0.00lmW)，当高频放大器的功率增益为25dB时，输出信号变成为-5dBm。

图2-1 高频电路的增益为功率增益(在高频放大器中，一般是以每级功率增益限制在20~30dB的程度来设计。如图若输入信号为-30dBm，增益为25dB时，放大後的信号成为-5dBm。)

产生的杂讯要很小S/N称为信噪比，常用于表示信号的品质，反映具体信号中有用信号和杂讯的比率。
如图2-2所示，由於放大器在放大信号的同时，内部本身也会产生杂讯，故信号在输出端较之输入端的S/N值要小，品质会变差。对於由於放大而造成信号S/N变化，可以用杂讯指数NF表示。理想放大器的NF为0dB。
图2-3所示的为改善NF的例子，在杂讯指数为8dB的接收机，连接前置放大器(pre-amplifier)的高频放大器。此时的前置放大器的NF为2dB，功率增益为25dB。因此，连接前置放大器後的NF可以用以下公式表示。

将数值代人此公式，可以得到连接前置放大器後的NF成为NF=10log[1.58+(6.3-1)/316]=2.03dB由此可以看出，加入前置放大器，可以改善全体的NF，而得到高增益，低杂讯的放大器。

图2-2放大器的杂讯指数NF(S/N为表示信号品质的值。在高频放大器中，由於放大器内部会产生杂讯，导致S/N恶化。利用杂讯指数NF，可以分析由於内部杂讯而使S/N降低的情况。内部没有杂讯的放大器称为理想放大器，其NF为0dB。)

图2-3 改善杂讯指数NF

截取点(IPterceptpoint)要高高频放大电路的输入信号有很多复杂成分，尤其是在高频放大电路的选择性在不很高时，更有可能输入多种成分的输入信号。因此，在高频放大电路中，由於多种成分的信号间会互相干扰而产生多余的信号。另外，由於放大电路的非直线部分也会产生高谐波，这些信号互调，也会产生多余的信号。由于以上情况的存在，所产生的信号成为对於接收机造成干扰的假像(SpuriOtIS)成分、高谐波成分等杂讯。在这里，把影响最严重的3次互调失真成分与信号进行比较，这以比较可以用截取点(Intercept Point)表示。图2-4所示的为截取点的方法。在图上的信号电平与3次相互调变失真的电平相等的点，称为截取点。由於实际的放大器电平已达饱和，因此用虚线所示的假想延长线来求出截取点。