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關于如何判斷射頻電路類型及指標

電子設計 ? 來源:互聯網 ? 作者:佚名 ? 2018-07-17 10:03 ? 次閱讀

1. 低噪聲放大器(LNA)

LNA 是一種特殊的放大器,主要用于射頻接收機前端,將天線接收的信號以小的噪聲和大的增益進行放大,對提高接收信號質量,降低噪聲干擾,提高接收靈敏度有著極其重要的意義,它的性能好壞關系到整個通信系統的質量。

低噪聲放大器的主要指標有:噪聲系數(NF)、增益(Gain)、輸入輸出阻抗匹配程度(S11、S22、輸入輸出回波損耗或輸入輸出 VSWR)、線性性能(三階交調點和 1dB壓縮點)、反向隔離(S12)等。由于 LNA位于鄰近天線的最前端,它的性能好壞會直接影響接收機接收信號的質量。為了保證經天線接收的信號能在接收機的最后一級得到恢復,LNA 需要在放大信號的同時產生盡可能低的噪聲和失真。因此,在生產測試中,我們主要關注LNA的增益和噪聲系數這兩個參數

2. 射頻功率放大器(PA)

射頻功率放大器用于發射機的末級,它將已調制的頻帶信號放大到所需要的功率值,送到天線中發射,保證在一定區域內的接收機可以收到滿意的信號電平,并且不干擾相鄰信道的通信。不同的應用場合對發射功率的大小要求不一,如移動通信基站的發射功率可達上百瓦,衛星通信的發射功率可達上千瓦,而便攜式無線通信設備卻只需幾十毫瓦到幾百毫瓦。

射頻功率放大器的主要指標有工作頻段、輸出功率、功率增益和增益平坦度、噪聲系數、輸入輸出駐波比、輸入輸出三階交調點、鄰道功率比、效率等。與低噪聲放大器相比,射頻功率放大器除了要滿足一定的增益、駐波比、帶寬,還要有高的輸出功率和轉換效率及小的非線性失真。

3. 射頻濾波器

射頻濾波器主要用于濾去不需要的信號保留有用信號,是具有選頻特性的二端口器件,它對通帶內頻率信號呈現匹配傳輸,對阻帶頻率信號失配而進行發射衰減,從而實現信號頻譜過濾功能。

根據不同的選頻特性,濾波器可以分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器,這是最基本的四種濾波器。圖1歸納了四種濾波器的衰減系數與歸一化角頻率的關系。根據不同的實現方法,濾波器可分為使用無源器件(如電感、電容和傳輸線)實現的無源濾波器和使用有源器件(如晶體管運算放大器)實現的有源濾波器。

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在分析測試濾波器時,應考慮的主要指標有:插入損耗(IL)、紋波系數、駐波比(VSWR)、帶寬(BW)、矩形系數(SF)、阻帶抑制和品質因數Q等。

4. 混頻器

混頻器(Mixer)是通信系統的重要組成部件,主要用于信號的頻率轉換,即將信號的頻率由一個值變換成另一個值。混頻器可分為有源混頻器和無源混頻器。無源混頻器常用二極管和工作在可變電阻區的場效應管(不加直流偏置)構成,增益小于1,線性范圍大,速度快;有源混頻器由場效應管(加直流偏置)和雙極型晶體管構成,增益大于1,可以降低混頻后各級噪聲對接收機總噪聲的影響。

如圖 2所示,混頻器是一個三端口電路,有兩個輸入端口,一個輸出端口。通常這三個端口一個是射頻(RF),一個是中頻(IF),一個是本地振蕩(LO)。其中 LO總是輸入, RF 和 IF 中任一個作為輸入后,則另一個為輸出。混頻器是通過內部的非線性乘法來獲得所需頻率分量的,它工作于非線性狀態會產生許多不想要的非線性頻率分量。混頻器有9個 S參數,但在實際應用或測試中,只關注 S11、S13、S21、S22、S23這 5個 S參數。

混頻器的主要指標有:增益、變頻損耗、NF、IIP3、輸入輸出阻抗和口間隔離等。

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