设计一个射频小信号放大器[1]要点
2.1 射频小信号放大器电路主要技术指标
项指标，是很重要的。
2.1.1 增益
增益是表示放大器对有用信号的放大能力，定义为放大器的输出 信号与输入信号的比值。对于选频放大器电路，通常用在中心频
率f0（或者0）上电压增益和功率增益两种方法表示：
式中，GP1 为放大器的功率增益；Pi为放大器的输入功 率；GP3 为放大器的3阶互调功率增益；Po1为基波功率； Po3为3阶互调功率。
图2.1.3 三阶互调截点IP3示意图
在以对数形式表示的坐标上，它们是两条直线，如 图2.1.3（b）所示，图中分别标出了IIP3和OIP3的值。
图2.1.3 三阶互调截点IP3示意图
2.1 射频小信号放大器电路 主要技术指标
在无线通信系统中，到达接收机的射频信号电平多在 微伏数量级。因此，需要将微弱的射频信号进行放大。 射频小信号放大器电路是无线通信接收机的重要组成 部分。
对于射频小信号放大器电路要求具有低的噪声系数， 足够的线性范围，合适的增益，输入/输出阻抗的匹配， 输入/输出之间良好的隔离。在移动通信设备中还要求 具有低的工作电源电压和低的功率消耗。
总是大于1。
在工程中，放大器的带宽范围往往被通信系统预先确 定。因此，对于满足带宽要求的选频放大电路来说，
可以采用S参数的方法来表示图2.1.1（b）的选择性。 S参数定义为：过渡带内的某特定频率条件下的增益 A(1 )与通频带内的最大增益A0的比值，即
S A(1) / A0 （2.1.4） 显然，S值越小的电路选择性越好。
在超外差式接收机中，由于射频小信号放大器和混频 器间一般接有抑制镜像干扰的滤波器，且第一中频的 数值较高，本振信号频率位于滤波器通带以外，因此 本振信号向天线的泄漏比较小。
第2章 射频小信号放大器电路
ABA52563是Agilent公司生产的宽带放大器电路芯片 ABA51563、ABA52563、ABA53563之一，工作频率 范围为DC～3.5GHz，增益为21.5dB，在整个工作频 率范围电压驻波比(VSWR)<2.0，输出P1dB为9.8dBm， 噪声系数为3.3dB，电源电压为5V，电流消耗为35mA。 ABA52563采用SOT-363/SC70封装，各引脚端功能如 下：引脚端Input为信号输入端，Output&Vcc为输出和 输出级电源电压引脚端，Vcc为前级放大器电源电压输 入端，GND1/2/3为地。
2)电作用转换成机械效应。在压电陶瓷片的极板上加 一电压u，则在陶瓷介质内建立起电场，在电场力的作 用下，陶瓷介质将发生极化并产生机械变形(伸长或收 缩)。当u的极性改变时，介质极化及机械变形的方向 也改变。 设u为某一频率的交流信号，则压电陶瓷片也按同一频 率伸缩，形成机械振动，u愈大，则振动愈强。压电陶 瓷片的机械振动有一个固有频率。如果所加电压u的频 率正好等于其固有频率，则很小的u就可使压电陶瓷片 发生很强的机械振动，即压电陶瓷片处于共振状态(谐 振状态)。
图2.33二端陶瓷元件的等效电路
图2.34二端陶瓷元件等效阻抗的频率特性
(3)三端陶瓷元件 三端陶瓷元件的结构与符号如图2.35所示，由两片陶 瓷片A和B用导电胶粘合起来，由粘合面 引出的端子作为公共端，而由另两面引出的端子分别 作为输入端和输出端。 输入信号u加在A片上，它将电能转换成机械能，并产 生机械振动。机械振动通过粘合面传到B片上，又将机 械能转换成电能，输出给外接负载RL。同样，当信号 频率与陶瓷片固有的机械振动频率相等时，形成共振。 共振状态可形成强的电流，提供最大的电流到外部电 路。在共振的条件下，输出和输入信号间可能是同相 位，也可能有180°的相位差，与A、B陶瓷片的粘合 面有关。
射频电路基础噪声与小信号放大器
电阻
电感
三极管
用于限制电流和调节电压。
用于产生磁场、滤波和调谐等功能。
用于信号放大和开关等。
在射频电路中，阻抗匹配是非常重要的，它能够减少信号的反射和损耗，提高信号传输效率。
阻抗匹配
滤波器设计
放大器设计
滤波器是射频电路中常用的元件，用于抑制不需要的频率成分，提高信号的纯度。
放大器是射频电路中的重要组成部分，用于放大微弱的信号，使其能够进行传输和处理。
动态范围扩展
小信号放大器可以扩展射频电路的动态范围，提高信号传输的稳定性。
03
02
01
根据实际应用需求，设计合适的匹配电路，以减小噪声对小信号放大器性能的影响。
匹配电路设计
通过优化小信号放大器的器件参数，可以进一步减小噪声对信号的影响。
优化器件参数
在系统级层面，综合考虑其他电路模块对噪声的影响，进行协同设计，以实现更好的性能。
设计要点
一个简单的小信号放大器电路由输入匹配网络、放大器和输出匹配网络组成，通过合理选择器件和优化电路参数，可以实现低噪声、高灵敏度和高线性度的放大效果。
实例
射频电路中的噪声与小信号放大器
04
降低输入噪声
小信号放大器通常具有较低的输入噪声，能够降低对信号的干扰。
噪声系数优化
通过优化小信号放大器的噪声系数，可以在一定程度上减小噪声对信号的影响。
噪声性能指标
包括等效输入噪声、噪声系数、信噪比等，用于评估电子设备或系统的性能。
主要包括热噪声、散弹噪声、闪烁噪声等。热噪声是由导体中电子的热运动产生的；散弹噪声是由电子发射的非均匀性引起的；闪烁噪声则与半导体表面的不完整性有关。
噪声来源
采用低噪声器件、优化电路设计、接地技术、屏蔽技术等手段可以有效降低电路中的噪声。此外，还可以通过滤波器滤除特定频率范围的噪声。
基于小信号s参数的mosfet射频功率放大器设计
基于小信号s参数的mosfet射频功率放大器设计文章标题：基于小信号s参数的MOSFET射频功率放大器设计一、引言在射频工程领域中，MOSFET射频功率放大器一直是一个重要的研究课题。
通过对其小信号S参数的分析和设计，可以实现高效、稳定的射频功率放大。
本文将就基于小信号S参数的MOSFET射频功率放大器设计进行深入探讨。
二、小信号S参数的理论基础和意义小信号S参数指的是对于非线性元件（如MOSFET）在工作点附近做小信号变动引起的电压和电流响应的参数。
通过对小信号S参数的分析，可以很好地描述电路的传输特性和稳定性。
对于MOSFET射频功率放大器来说，小信号S参数的分析是非常重要的，因为其工作频段往往在几百兆赫至几千兆赫，这就要求其具有良好的频率特性和稳定性。
基于小信号S参数的MOSFET射频功率放大器设计具有重要的理论意义和实际意义。
三、基于小信号S参数的MOSFET射频功率放大器设计方法1. MOSFET小信号S参数的测试和分析在设计MOSFET射频功率放大器之前，首先需要对MOSFET进行小信号S参数的测试和分析。
通过网络分析仪等测试设备，可以得到MOSFET在工作频段内的小信号S参数数据，包括S11、S12、S21和S22等参数。
可以利用这些参数数据进行进一步的分析和设计。
2. 利用小信号S参数进行稳定性分析在设计MOSFET射频功率放大器时，稳定性是一个非常重要的问题。
利用小信号S参数可以进行稳定性分析，通过判据条件来判断电路的稳定性，并进行合适的补偿和调整，以确保电路在整个工作频段内都能保持稳定的工作状态。
3. 频率特性的考虑MOSFET射频功率放大器需要具有良好的频率特性，即在整个工作频段内都能保持稳定的放大特性。
通过对小信号S参数的分析，可以优化电路的匹配网络和反馈网络，以实现更好的频率特性。
四、基于小信号S参数的MOSFET射频功率放大器设计实例分析以某款特定型号的MOSFET为例，根据其小信号S参数数据，我们进行了MOSFET射频功率放大器的设计。
射频功率放大器电路设计
本文主要对射频功率放大器电路设计进行介绍，主要介绍了射频功率放大器电路设计思路部分，以及部分设计线路图一、阻抗匹配设计大多数PA都内部集成了到50欧姆的阻抗匹配设计网络，不过也有一些高功率PA 将输出端匹配放在集成芯片外部，以减小芯片面积。
常用的匹配设计有微带线匹配设计、分立器件匹配设计网络等，在典型设计中有可能会将两者共同使用，以改善因为分立器件数值不连续带来的匹配设计不佳的问题。
PA阻抗匹配设计原理和射频中的阻抗匹配相同，都是共轭匹配设计，主要实现功率的最大传输。
常用工具可以使用Smith圆图来观察阻抗匹配设计变化，同时用ADS软件来完成仿真。
二、谐波抑制由本人微博《射频功率放大器 PA 的基本原理和信号分析》得知，谐波一般是由器件的非线性产生的倍频分量。
谐波抑制对于CE、FCC认证显得尤为重要。
由于谐波的频率较分散，所以一般采用无源滤波器来衰减谐波分量，达到抑制谐波的效果。
不仅PA，其它器件包括调制信号输出端都有可能产生谐波，为了避免PA对谐波进行放大，有必要在PA输入端即添加抑制电路。
上图所示无源滤波器常用于2.4G频段的芯片输出端位置，该滤波器为五阶低通滤波器，截止频率约为3GHz，对2倍频和3倍频的抑制分别达到45.8dB和72.8dB。
使用无源滤波器实现谐波抑制有以下优点：l 简单直接，成本有优势l 良好的性能并且易于仿真l 可以同时实现阻抗匹配设计三、系统设计优化系统设计优化主要从电源设计，匹配网络设计出发，实现PA性能的稳定改善。
3.1 电源设计功率放大器是功耗较大的器件，在快速开关的时候瞬间电流非常大，所以需要在主电源供电路径上加至少10uF的陶瓷电容，同时走线尽量宽，让电容放置走线上，充分利用电容储能效果。
PA供电电源一般有开关噪声和来自其它模块的耦合噪声，可以在PA靠近供电管脚处放置一些高频陶瓷电容。
有必要也可以加扼流电感或磁珠来抑制电源噪声。
从SE2576L的结构框图可以看出，该PA一共由三级放大组成，每一级都单独供电，前面两级作为小信号电压增大以及开关偏置电路，其工作电流较小，最后一级功率放大，其电流很大。
模拟电子技术基础知识射频放大器的设计与优化技巧要点
模拟电子技术基础知识射频放大器的设计与优化技巧要点射频放大器是在无线通信系统中广泛应用的重要组件之一。
它的设计与优化对整个系统的性能起着关键作用。
本文将重点介绍射频放大器的设计原理、设计流程以及一些优化技巧要点。
一、射频放大器的设计原理射频放大器主要功能是将输入的射频信号增大至一定的幅度，以达到信号传输的要求。
其设计原理基于放大器的线性工作区域和频率响应。
在射频放大器的设计过程中，首先要选择合适的放大器结构，如共基极放大器、共射极放大器等。
其次，要根据设计要求确定放大器的工作频率和增益，以及输入和输出的阻抗匹配。
最后，在设计中应考虑功率、线性度和噪声等因素，以满足整个系统的性能要求。
二、射频放大器的设计流程射频放大器的设计流程一般包括以下几个步骤：1. 确定设计要求：根据系统的要求确定放大器的工作频率范围、增益要求、输入输出阻抗等参数。
2. 选择放大器结构：根据设计要求选择适合的放大器结构，如共基极、共射极或共集极结构。
3. 阻抗匹配设计：根据输入输出阻抗要求，设计阻抗匹配网络以实现最大功率传输。
4. 线性度和功率设计：考虑放大器的线性工作区域，选取合适的偏置点，并采用合适的功率级数。
5. 电源抗干扰设计：在射频系统中，电源传输的干扰会对放大器性能产生影响，因此，合理设计电源滤波电路以减小电源对放大器的影响。
6. 进一步优化：根据实际测试结果和系统要求，对放大器进行进一步的优化和调整，提高整体性能。
三、射频放大器的优化技巧要点在射频放大器的设计过程中，以下几个优化技巧要点需要特别注意：1. 选择合适的器件：选择具有低噪声、高线性度和高增益的射频器件，以保证放大器的性能。
2. 使用适当的偏置：合理选择放大器的偏置电流和电压，以在确保线性度的前提下最大化增益。
3. 优化阻抗匹配：通过优化阻抗匹配网络，确保最大功率传输和最小反射损耗。
4. 降低噪声：尽可能降低射频放大器的噪声系数，以提高整个系统的信噪比。
射频小信号高增益放大器设计
最佳输入反射系数ΓSm=-0.7966-0.0332i
最佳输出反射系数ΓLm=0.7430+0.340i
最大转换增益GTmax=19.98dB。
实验总结：
通过这次实验，对射频放大器的相关理论知识有了较好的理解，比如，放大器的稳定条件的判断，放大器的匹配原则，如向前看，向后看，到底哪个更容易实现匹配，对操作的简单化，对史密斯圆图来匹配放大的知识有了了解，如其中的噪声圆，增益圆的相关关系，通过实验，把老师讲的知识理解的比以前通透。对HFFS软件来设计微带线天线有了了解。通过老师的实验讲解，对微带天线的原理，参数及设计方法有了初步的接触，由老师对其电场和磁场的动画演示，客观的理解微带天的工作原理。获益匪浅。
微带传输线适当变形也可以实现辐射，制成微带天线
在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片作为辐射元，就构成了微带天线。最简单的微带天线是在介质基片上贴加矩形导体薄片而形成的矩形微带天线
右图给出了矩形微带辐射元的示意图，其中介质基片的厚度为h，矩形贴片的长度为L，宽度为d，与宽度为W的导带相连接。
由于介质基片的厚度h远远小于工作波长，可以认为导体贴片与接地板之间的电场沿h方向没有变化。
放大器的线性工作范围。最小输入功率为接收灵敏度，最大输入功率是引起1 dB压缩的功率。
DR(dB)=P1dB(dBm)+174dBm/Hz-BW(dBHz)-NF(dB)-G(dB)
))放大器的功率附加效率
2.射频放大器的设计原理及匹配技术
放大器电路框图
高增益放大器的阻抗匹配技术
找到(GMS, GML)满足gain matching conditions: GMS=GIN* and GML=GOUT
小信号放大器设计
输出阻抗
放大器输出端对负载的阻抗， 影响信号的传输标，影响放大器的信噪比 性能。
02
小信号放大器基本原理
放大器组成及工作原理
中间级
放大输入信号，提 供足够的电压增益。
偏置电路
为各级提供合适的 静态工作点。
输入级
接收微弱信号，提 供适当的输入阻抗 以匹配信号源。
失真度
衡量放大器输出信号 波形的失真程度，影 响信号的保真度。
03
设计方法与步骤
需求分析
明确放大器的性能指 标，如增益、带宽、 噪声系数等。
分析应用场景，了解 对放大器的特殊需求， 如低功耗、高线性度 等。
确定输入信号的特性 和范围，如频率、幅 度等。
拓扑结构选择
根据性能指标选择合适的放大器 类型，如低噪声放大器、宽带放
低噪声
减小放大器自身产生的噪声对信号的 影响。
关键性能指标
增益
衡量放大器放大信号 的能力，通常用电压 放大倍数表示。
输入/输出阻抗
衡量放大器与信号源 或负载的匹配程度， 影响信号的传输效率。
带宽
衡量放大器对不同频 率信号的放大能力， 通常用频率响应曲线 表示。
噪声系数
衡量放大器自身产生 的噪声对信号的影响 程度，影响信号的信 噪比。
带响应（>1MHz）。
06
测试与评估方法
测试方案制定
明确测试目的
确定小信号放大器的性能指标，如增益、带宽、噪声系数等。
选择合适的测试信号
根据放大器特性和测试需求，选择适当的输入信号，如正弦波、方 波等。
制定测试步骤
包括测试前的准备工作、测试过程中的操作顺序和数据记录等。
测试环境搭建及仪器配置
测试环境选择
射频放大器电路设计
01
02
03
晶体管
选择合适的晶体管类型和 型号，考虑其增益、带宽、 功率容量等参数。
电阻、电容、电感
根据电路需求选择合适的 电阻、电容和电感，确保 电路性能稳定。
调谐网络
根据工作频率和带宽需求， 设计调谐网络以实现最佳 性能。
阻抗匹配
输入阻抗匹配
通过匹配网络将源阻抗与 放大器输入阻抗匹配，提 高信号传输效率。
共集放大器
总结词
共集放大器是一种常用的射频放大器电路设计，具有高输入阻抗、低输出阻抗和电流增 益的特点。
详细描述
共集放大器采用共集电极放大方式，将输入信号通过晶体管基极进行放大，并通过发射 极输出。由于其电流增益较高，适用于对电流变化敏感的信号处理，同时具有较好的输
入阻抗和低输出阻抗性能。
功率放大器
雷达系统用放大器设计
总结词
雷达系统用放大器设计主要关注高输出功率和稳定性 ，以确保雷达系统的探测距离和准确性。
详细描述
在雷达系统用放大器设计中，高输出功率和稳定性是 关键的设计指标。为了实现高输出功率，设计师通常 会选择大功率晶体管和适当的电路结构。同时，为了 提高稳定性，需要采取有效的散热措施和电路保护措 施，以防止放大器过热或损坏。此外，还需要对放大 器的相位噪声、谐波失真等进行优化，以确保雷达系 统的探测距离和准确性。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
输出阻抗匹配
将放大器输出阻抗与负载 阻抗匹配，确保最大功率 传输。
共轭匹配
采用共轭匹配方式，使信 号在传输过程中保持恒定 幅度和相位。
噪声与增益
噪声系数
分析电路中噪声的来源，如热噪 声、散弹噪声等，并采取措施降 低噪声系数。
高频小信号调谐放大器设计
高频小信号调谐放大器设计
一. 设计思路
1. 设计要求：要求中心频率11MHz ，增益20~30dB ，带宽0.5M 。
2. 设计原理：设计采用共射晶体管单调谐回路谐振放大器，小信号放大器的主要特点是晶体管的集电极负载不是纯电阻，而是由LC 组成的并联谐振回路。
二. 参数计算
1. 设置静态工作点
设计电路上取IC = 1.5mA ，Re=1K Ω，
由计算得Rb1 = 8.2 K Ω，Rb2=36.5 k Ω。
为了调整静态电流ICQ 。
Rb2用20 k Ω电位器与15 k Ω电阻串联。
2. 计算总电容
通过∑=LC f π21
得C 总= 55.5pf ，C = 48.5pf ，实际仿真时通过并联一个5~20pf 的可变电容实现。
3. 耦合电容和滤波电感
耦合电容取值在1000pf-0.01uf ，旁路电容取值在0.01-1uf ，滤波电容取值在220-330uh
4. 电感线圈用固定电感L1 = 300uh , L2 = 2.5uh 串联，部分接入中间抽头
三. 波形分析
1. 仿真电路图
2. 仿真输入波形图
3.输出的波形图
4.输出输入对比。
射频电路设计要点与设计方案(图文并茂)
射频电路设计要点与设计方案（图文并茂）目录1、射频电路中元器件封装的注意事项 (3)01.电路板的叠构 (4)02.阻抗控制 (5)03.射频元器件的摆放 (6)04.射频走线应该注意的问题 (7)05.过孔的放置 (8)2、射频电路电源设计注意事项 (9)3、射频PCB设计的EMC规范 (14)1）、层分布 (14)2）、接地 (15)3）、屏蔽 (16)4）、屏蔽材料和方法 (18)5）、屏蔽罩设计 (19)4、射频走线与地 (22)5、设计 (26)一、布局注意事项 (34)二、布线注意事项 (37)三、接地处理 (38)1、射频电路中元器件封装的注意事项成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节，这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划，并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。
而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。
近几年来，由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备，和移动电话的需求与成长，促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。
从过去到现在，RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样，一直是工程师们最难掌控的部份，甚至是梦魇。
若想要一次就设计成功，必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。
射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种黑色艺术。
但这只是一种以偏盖全的观点，RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。
不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时，如何对它们进行折衷处理。
重要的RF设计课题包括：阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波等。
在 WiFi 产品的开发过程中，射频电路的布线是极为关键的一个过程。
很多时候，我们可能在原理上已经设计的很完善，但是在实际的制板，上件过后发现很不理想，实际上这些都是布线做的不够完善的原因。
射频电路在布线中应该注意的问题：01.电路板的叠构在进行布线之前，我们首先要确定电路板的叠构，就像盖房子要先有房子的墙壁。
2.2 射频小信号放大器电路结构
在图2.2.7中，虚线K总（0=0的一条）是两个回路调 谐于同一频率f0的情况。可以看出，在f0附近，它要比 参差调谐（0=1）的尖锐。但在远离f0处，两者差不
多。
参差调谐的综合频率特性与广义参差失谐量0有关。 0愈小则愈尖， 0愈大则愈平。当 0大到一定程度时， 由于f 0处的失谐太严重，综合频率特性曲线可以出现 马鞍形双峰的形状（图2.2.7中 0 =2的一条）。
（2.2.4）
从对频率式 于 率 特（不性f0相同和2.2同频并.4的率联）信的谐可号信振见，号电，Z，路KAC与的Z最AZC特大是AC性成，不相正故同同比K的也。。。最Z对A大C于是。频频可率率见与的K谐的函振频数，
谐振时，
2
2
ZAC
R
rce
N1 N0
//
Q00
L
//
RL
N1 N2
放大器的频率特性如图2.2.8所示。适当选择每个回路
的有载品质因数QL和0，可以获得比较平坦的合成的
谐振曲线。
图2.2.8 三参差调谐放大器的频率特性
2.2.6 宽频带放大器
宽频带放大器既要有较大的电压增益，又要有很宽的频带，
所的以重常要用指电标压，增称益为增Au和益通带频宽带积B，W写的成乘G积·BW作=为Au衡ƒH量。其此性通能频 带频用率上ƒL一限般截很止低频或率为ƒH零表。示A，u是因电为压宽增频益带幅放值大。器增的益下带限宽截积止
越大的宽频带放大器的性能越好。 宽频带放大器既可以由晶体管和/或场效应管组成，也可
以由射频集成电路组成。集成宽频带放大器常采用单级或 多级差分电路形式。
在宽频带放大电路中，要提高上限截止频率，展宽通频带， 在集成宽频带放大器中广泛采用共射共基组合电路和负 反馈。
小信号放大器.ppt
2.1.1 串联谐振电路
串联谐振回路如图2-1所示，图中R是回路损耗电阻， 主要是电感L的铜线损耗。如果电路接入负载，则负载
R、L将成为串联回路中能量消耗的主要部分。V是外加
电压。串联谐振电路的信号源宜用电压源，因为恒压 源的内阻接近零。
在图2-1中，信号电压V的频率是变化的，感抗jωL和容 抗1/(jωC)也是变化的，随着工作频率f的变化，回路会
所示。
图2-4 并联回路的幅频特性
2.1.2 并联谐振电路
5．回路的通频带宽度BW 并联回路的通频带也是按3dB带宽定义的。这是指幅频特性 的幅度下降3dB（即由相对值1降至0.707）时，所对应的外 加信号频率上限值与下限值的差值关系。
根据式（2-19）及3dB通频带的定义，由α=0.707可求得
源电压V的Q倍。所以串联谐振回路也称为电压谐振回 路。若V=10 V，Q=50，则VL=VC=500 V。证明这一
点十分重要，这是选取L、C元件耐压条件的依据。
2.1.2 并联谐振电路
并联回路也由电感L、电容C、电阻R组成。这种回路的 应用非常广泛，如通信设备中的前级输入回路，各种 接收设备中高中频放大器的负载回路等都采用并联谐 振回路。图2-3是并联谐振回路的原理电路图。图中，
小信号放大器也称为小信号谐振放大器，在通 信电路中除对微弱的高频信号（中心频率在数 百kHz至上千MHz，频谱宽度在20kHz～20MHz 的范围）进行放大外，另一个重要的功能就是 选频。选频功能依靠选频网络（或称滤波器） 来实现，根据电路构成可分为分散选频和集中 选频两大类：前者为分立元件电路，选频网络 分散在各级放大器之中；后者由固体滤波器件 组成。在分散选频小信号谐振放大器中，根据 选频网络的不同又分为单调谐放大器、双调谐 放大器及参差调谐放大器3类。
小信号放大器设计
单向化最大增益设计
最大单向化功率增益：
如果|S11|<1、 |S22|<1，且输入、输出端口都匹配， 即有：
S , S s i n 1 1 L o u t 2 2
2
G S TU max 21 2 2 1 S 1 S 11 22
G
L m ax
2 2 2
C1
C1 C2
＝0.3∠-18o ＝0.12∠69o
( 1 ) ( 1 ) S21 S 2 1 M L M s 2 G G (k k 1) T m a x 2 T max ( 1 S ) ( 1 S ) S S 1 1 M S 2 2 M L 2 11 2 M L M S S12
双向最大增益设计
设实际信号源及负载阻抗都等于传输线特性 阻抗，Z Z Z 即 0 双共轭匹配要求输入网络使Γs’变换到Γs，输 出网络使ΓL’变换到ΓL，且同时满足以下联立 方程：
S L 0
S
L
S S S 21 12L 11 L S s in 11 1 S 1 S 22L 22L
根据上面求出的 ΓMS 和ΓML，最佳匹配条件可以 表示为：
S MS 11 1 S22 ML
S21 S 12 ML
S22 ML
S21 S 12 MS 1 S 11 MS
由此可见，忽略了输入、输出耦合效应的单向 化设计法是双共轭匹配设计法的一部分。
双向最大增益设计
晶体管是否为绝对稳定？ 最大增益对应的源反射系数和负载反射系数
射频小信号放大器的主要技术指标
射频小信号放大器的主要技术指标①中心频率中心频率就是调谐放大电路的工作频率，一般在几百kHz到几百MHz。
它是根据设备的整体指标确定的，是调谐放大器的主要指标，是设计放大电路时选择有源器件和计算谐振回路元件参数的依据。
②增益增益表示了放大电路对有用信号的放大能力，通常用在中心频率上的电压增益和功率增益来表示。
式中：V o、Vi分别为放大电路中心频率上输出、输入的电压有效值；Po、Pi分别为放大电路中心频率的输出、输入功率。
APo通常用dB表示。
③通频带为了保证频带信号无失真地通过放大电路,要求其增益频率响应特性必须有与信号带宽相适应的平坦宽度。
放大电路电压增益频率响应特性由最大值下降3dB时，对应的频率宽度为放大器的通频带，通常以BW表示。
④选择性选择性是指对通频带之外干扰信号的衰减能力，有两种表示方法：一种是用矩形系数来说明邻近波带选择性的好坏；另一种是用抑制比来说明对带外某一特定干扰频率信号的抑制能力，其定义为：其中，Ap(fo)是中心频率上的功率增益；Ap(fN)是某一特定干扰频率上的功率增益。
⑤工作稳定性工作稳定性是指当放大器电路的工作状态、元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要性能的稳定程度。
不稳定现象表现在增益变化、中心频率偏移、通频带偏移和谐振曲线变形等方面。
引起不稳定的原因主要是由于寄生反馈作用的结果。
为了消除或者减少不稳定现象，必须尽可能找出寄生反馈的路径，消除一切可能产生反馈的因素。
⑥噪声系数噪声系数是用来描述放大器本身产生噪声电平大小的一个参数。
放大器本身产生噪声电平的大小，对所传输信号，特别是对微弱信号的影响是极其不利的。
上述各个指标相互关联而又相互矛盾，需要根据实际情况确定其主次，进行合理设计。
小信号放大器基本设计
小信号放大器设计VSRb2ReRcRb1RLC1C2+VCCVo+-图1 首先画出此电路的微变等效电路VSRcRLRb1Rb2rbeReIbβIiIbIb1Ib2+Vbe +-Ic图2首先此电路的输入电阻由定义式：0|==Vo iii I V R ，0=Vo 也即输出短路。
由图所示： ))1(//(//)])1(//(//[2121e be b b i iie be b b i i i R r R R R I I R r R R I V R ββ++=⋅++==输入电阻：我们来看此电路的输出电阻定义式：∞===L R Vi tto I V R ,0| 输出电阻的定义：输入信号源短路，负载开路（即不接负载），再 在输出端外加激励电压源t V ，此时在输出端对应着一个输出电流t I 。
由于输入信号源短路，be r 没有电流流过，也即0=⋅b i β，此时的输出电阻为c o R R = 这一个首先记住，输入电阻，输出电阻对以后分析电路很重要，以后再提。
首先我们分析这一种共射电路电压放大倍数和什么因数有关。
ie be b b L c b i o V I R r R R R R i I V A ⋅++⋅==)])1(//(//[)//(21ββ。
由此关系失可知b b b i I I I I ++=21这三者电流之和，假设21,b b R R 的阻值如果取的足够大，则流过21,b b R R 的电流很少，这就意味着全部电流流进三极管，近似满足关系b i I I =那么原始就可写成：))1(()//())1(()//(e be L c b e be L c b i o V R r R R I R r R R I I V A ββββ++⋅=++⋅==只要将21,b b R R 取得足够大，V A 就会相对提高。
如果式中分母e R )1(β+去掉，则上式V A 的放大倍数会进一步提高，此时我们的想法还是 如果将e R 交流短路的话，此方案完全可行（只要电容取得 大点）VSRcRLRb1Rb2rbeIbβIiIbIb1Ib2+Vbe +-Icbc地Vi +-图3此时我们看到，在e R 并联这一电容的话，可以看到如下好处 b 的动态电阻只有be r 了，也即b 和地间的电阻相对之前大大减小②之前1b R 和2b R 是相对于e be R r )1(β++要取大一些，一般5－9倍（也即])1()[95(]min[2,1e be b b R r R R β++-≈。
射频小信号放大器电路设计-最全资料PPT
可4G调HIzIPL3N范A应围用为和电+2路～4的+的1印4d制B接板m。图地端开路，此时MGA72543的内部控制电路自 动从放大器模式转化到旁路状态，且器件电流几乎下 降到0。旁路状态的电流消耗通常是2A，最大为15A。 当设定为旁路模式时，输入和输出都由内部匹配到 50。
2.3 射频小信号放大器电路设计实例
MBC13720 是一个低噪声放大器（LNA）集成电路芯 片，可满足400MHz～2.4GHz频率范围内射频小信号放 大应用要求，工作电压为2.5～3.0V，输入、输出匹配 满足设计的灵活性要求。
MBC13720具有四种工作模式：低IP3、高IP3、旁路和 待机模式。低IP3模式和高IP3模式工作电流为5.0mA 和11mA，具有可完全关断器件的待机模式。最高的输 入互调截点IP3为10dBm（1.9GHz）和13dBm （2.4GHz）。最低的噪声系数为1.38dB（1.9GHz）和 1.55dB（2.4GHz）。
1、T2、T3为50的微带线。
(c) 2.4GHz LNA应用电路的印制板图
MGA72543是一个经济的，易使用的GaAs（砷化镓） MMIC（单片式微波集成电路）低噪声放大器（LNA）， 工作频率范围为0.1～6.0GHz，工作电压为2.7～4.2V。 噪声系数在2GHz时为1.4dB，在芯片上的旁路开关损
S21|2为15.4dB；噪声系数NF为1.3dB；输入回波损耗 |S11|2为13.7dB；输出回波损耗|S22|2为14.5dB；反向 隔离|S12|2为27.5dB；输入1dB压缩点IP1dB为16dBm；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
射
频
课
程
设
技
论
文
院系：电气信息工程学院
班级：电信2班
姓名：贾珂
学号：541101030211
1射频小信号放大器概述
射频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。
高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大，所谓小信号,一是信号幅度足够小,使得所有有源器件(晶体三极管,场效应管或IC)都可采用二端口Y参数或线性等效电路来模型化;二是放大器的输出信号与输入信号成线性比例关系.从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。
小信号放大器的分类：按元器件分为：晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器;
按频带分为：窄带放大器、宽带放大器;
按电路形式分为：单级放大器、多级放大器;
按负载性质分为：谐振放大器、非谐振放大器;.
小信号谐振放大器除具有放大功能外,还具有选频功能,即具有从众多信号中选择出有用信号,滤除无用的干扰信号的能力.从这个意义上讲,高频小信号谐振放大电路又可视为集放大,选频一体,由有源放大元件和无源选频网络所组成的高频电子电路.主要用途是做接收机的高频放大器和中频放大器.
其中射频小信号调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。
高频信号放大器理论非常简单，但实际制作却非常困难。
其中最容易出现的问题是自激振荡，同时频率选择和各级间阻抗匹配也很难实现。
本文以理论分析为依据，以实际制作为基础，用LC振荡电路为辅助，来消除高频放大器自激振荡和实现准确的频率选择；另加其它电路，实现放大器与前后级的阻抗匹配。
2电路的基本原理
图2-1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号单级单调谐回路谐振放大器。
它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此，晶体管的集电极负载为LC并联谐振回路。
在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器输出信号的频率或相位。
晶体管的静态工作点由电阻R b1、R b2及Re决定，其计算方法与低频单管放大器相同。
图2-1
高频小信号谐振放大器
3电路设计方案
高频小信号调谐放大器简述：
高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。
按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。
对高频小信号放大器的基本要求是：
(1)增益要高，即放大倍数要大。
(2)频率选择性要好，即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强，通常用Q 值来表示，其频率特性曲线如图-1所示，带宽BW=f2-f l=2△f0.7，品质因数Q=fo/2
△f0.7。
图3-1谐振放大器的频率特性曲线
(3)工作稳定可靠,即要求放大器的性能尽可能地不受温度,电源电压等外界因素变化的影响,内部噪声要小,特别是不产生自激,加入负反馈可以改善放大器的性能。
图3-2 反馈导纳对
(4)前后级之间的阻抗匹配,即把各级联接起来之后仍有较大的增益,同时,各级之间不能产生明显的相互干扰。
根据上面各个具体环节的考虑设计出如图3-3所示的总体改进电路图
图3-3 改进后的高频小信号谐振放大器
4重要电路分析及功能
高频小信号谐振放大器与低频放大器的电路基本相同（如图2-1所示）。
其中变压器T2的初级线圈为接收机前端选频网络的一部分，经次级线圈耦合后作为放大器的输入信号，输出端也采用变压器耦合方式来实现选频和输出阻抗匹配。
Cb与Ce为高频旁路电容，提供交流通路。
本放大器的高频等效电路如图
4-1所示：
图4-1 调谐放大器的高频等效电路
电路中并联振荡回路两端间的阻抗为
其中R是和电感串联的电阻，由于因此有：
则并联回路两端电压为：
所以，当时Vm有最大值，即回路谐振时输出电压最大。
实际制作中对基本电路的改进：
由于高频电路放大电路常常会自激振荡，也容易受各种因素的干扰，并且各级间很难实现阻抗匹配，所以要对基本电路进行适当的改进。
放大器内部电路的改进及理论依据：
如图4-2所示，增加R e1形成交流负反馈，用以改变放大倍数和改善输出波
形，由于电源内阻容易影响高频电路的工作，所以电源下端要接LCΠ型网络作
为电源去偶电路，以减少干扰，提高放大器的性能。
另外还要特别注意的是，高频电路很容易产生自激振荡，所以需要想办法消除，最常用的办法是在LC谐振回路中串联一小电阻或并联一大电阻，从而减小回路的Q值，消除自激振荡。
图4-2外加射极跟随的高频放大器
实际制作过程及谐振频率的快速确定：
高频放大器制作中最关键也是最难的就是选取恰当的电感和电容值，使电路谐振。
谐振时有ωC=1/ωL，通过计算可以确定LC的值，但实际电路与理论计算往往相差很大，甚至能相差十几倍到几十倍，这就需要一定的操作技巧。
以33MHz放大器为例，经计算得电感为4.7uH时选用5-25pF的可调电容完全可以达到谐振频率，但接好电路后很少能够调到30MHz。
多次实验表明，实际振荡频率一般小于计算得频率，这就要用其他办法来确定放大器的谐振频率。
一个比较好的办法就是借助LC振荡电路来实现谐振。
如图4-3所示，此电路为共基组态的“考毕兹”振荡器，原理不再赘述，下面说明如何利用本电路：可调电容Cx选用和放大器电路中同一规格的，电感Lx 是放大器中变压器接入谐振回路的电感值，由于本电路仅由Lx和Cx决定，但
在实际电路中电容对电路的谐振频率的影响远远没有电感明显，因而先选定电容（5-20pF可调），则频率为33MHz时，用一外径较大的磁芯（其中磁芯的Q值一定要高，否则高频损耗太大，放大器就不能放大），然后用漆包线手工绕制电感（若要大批量生产，可把绕好的做样品），绕适当的圈数后再用高频Q表测量其电感值大小，不断改变其圈数，使Lx基本达到要求（4Uh左右），然后把绕制好的电感作为Lx接入图4-2所示的电路中，再用示波器测量此电路的震荡频率，调节Cx，看震荡频率是否为33MHz，若不是，则相应的减少或增加变压器（即接入的电感）的圈数，直到其频率为所要求的为止，最后再按照要求的比例（常用3：1）来绕变压器的次级线圈。
图4-3共基组态的“考毕兹”振荡器
5 主要性能指标及测量方法
中心频率就是调谐放大电路的工作频率，一般在几百kHz到几百MHz。
它是根据设备的整体指标确定的，是调谐放大器的主要指标，是设计放大电路时选择有源器件和计算谐振回路元件参数的依据。
5.1.1电压增益
增益表示了放大电路对有用信号的放大能力，通常用在中心频率上的电压增
益和功率增益来表示。
电压增益
根据定义，
由上图得
从等效关系可知
则
放大器谐振时，对应的谐振频率为
则
通常，在电路计算时，电压增益用其模表示，则可表示为
5.1.2通频带
为了保证频带信号无失真地通过放大电路,要求其增益频率响应特性必须有与信号带宽相适应的平坦宽度。
放大电路电压增益频率响应特性由最大值下降3dB时，对应的频率宽度为放大器的通频带，通常以BW表示。
通频带的定义是时对应的为放大器的通频带。
根据定义得
则
5.1.3选择性
选择性是指对通频带之外干扰信号的衰减能力，有两种表示方法：一种是用矩形系数来说明邻近波带选择性的好坏；另一种是用抑制比来说明对带外某一特定干扰频率信号的抑制能力。
5.1.4工作稳定性
工作稳定性是指当放大器电路的工作状态、元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要性能的稳定程度。
不稳定现象表现在增益变化、中心频率偏移、通频带偏移和谐振曲线变形等方面。
引起不稳定的原因主要是由于寄生反馈作用的结果。
为了消除或者减少不稳定现象，必须尽可能找出寄生反馈的路径，消除一切可能产生反馈的因素。
5.1.5噪声系数
噪声系数是用来描述放大器本身产生噪声电平大小的一个参数。
放大器本身产生噪声电平的大小，对所传输信号，特别是对微弱信号的影响是极其不利的。
上述各个指标相互关联而又相互矛盾，需要根据实际情况确定其主次，进行合理设计。
5.1.6 谐振曲线
放大器的谐振曲线是表示放大器的相对应电压增益与输入信号频率的关系。
由上式可得
对谐振放大器来讲，通常讨论的f与f0相差不大，可认为f在f0附近变化，则
式中，，称为一般失谐。
令，称为广义失谐。
代入上式得
取模得
下面是谐振特性的两种表示形式：
图5-1放大器的谐振特性
通过次射频课程设计小信号谐振放大电路，更加熟悉了解了小信号谐振的工作原理，掌握了谐振电路主要性能指标的测量方法和主要参数的调整方法等。
更进一步的掌握用PROTEL绘制原理图和PCB图，在绘图过程中，注意元器件的摆放，尽量做到布线美观，节约材料，在制作实物时，掌握了腐蚀和焊接的技巧，锻炼了自己工程意识，动手能力，分析解决实际问题的能力，以及设计能力和创新的精神，提高了自己的综合素质．同时，熟练掌握了常用电工工具，常用电丁电子测试仪器，仪表的使用。
元件名称元件大小元件数量
电阻200KΩ一个
电阻60KΩ一个
电阻2KΩ一个
电阻1KΩ一个
电容10n F一个
电容1u F一个
电容33n F一个
瓷片电容48n F一个
电感线圈一个。