3.2.1射频源
图3-2中,信号源电压为: (3.1)
对应于的入射功率波(即放大器的入射功率)为: (3.2)
放大器输入端口的实际输入功率为: (3.3)
当放大器的输入阻抗与信号源的内阻符合共轭匹配条件(也即)时,信号源到放大器之间有最大传输功率。在最大功率传输条件下,定义资用功率为:
(3.4)
3.2.2 转换功率增益
转换功率增益定量的描述了插入在信号源与负载之间的放大器增益。
(3.5)
其中:为负载反射系数,为源反射系数。引入输入、输出反射系数后
(3.6)
通常我们用单向化功率增益来近似,单向化功率增益忽略了放大器反馈效应的影响():
(3.7
3.2.3其他功率关系
负载端口匹配()条件下的资用功率增益定义是:
(3.8)
另外,功率增益的定义是负载吸收功率与放大器输入功率的比值:
(3.9)
3.3 稳定性判定
3.3.1稳定性判定圆
放大器电路必须满足的首要条件之一是其在工作频段内的稳定性。
我们将放大器视为一个两端口网络,该网络有S参量及外部终端条件和确定。稳定性意味着反射系数的模小于1。即:
, (3.10a)
(3.10b)
(3.10c)
其中,,由于S参量对于额定频率是固定值,所以对稳定性有影响的参数只有和。
考虑放大器的输出端口,需要建立适当的条件使等式(3.10b)成立。为此将: (3.11)
带入(3.10b)整理得输出端口稳定性判定圆的方程:
(3.12)
其中,圆半径为: (3.13)
圆心坐标为: (3.14) , 如图3-3(a)所示:
同样,考察放大器的输入端口,可得输入端口稳定性判定圆的方程:
(3.15)
其中,圆半径为: (3.16)
圆心坐标为: (3.17) 如图3-3(b)所示。
3.3.2绝对稳定
绝对稳定是指在选定的工作频率和偏置条件下,放大器在整个Smith圆图内始终处于稳定状态。绝对稳定的充分条件是:
(3.18)
例如考察一个晶体管的稳定区,其S参量的测量值为:,由上述公式可计算出
。由于,该晶体管有潜在的不稳定性。我们由附录B.1的M文件可得到图3-4如下:
图3-4中红色圆为输入稳定性判定圆,蓝色圆为输出稳定性判定圆。从图上可以看出两判定圆都落在了Smith圆图之内。由于和都小于1,即Smith圆图的原点就是稳定点,另外有,所以稳定性判定圆的内部是稳定区。
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一页 >>