射频电路基础 第四章 噪声与小信号放大器
射频电子线路电子教案：2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器
最后在画出交流等效电路（如Y参数等效电路）的基础上，根据 定义计算放大电路的各参数，以此分析放大器的电路特性、技 术性能和频率响应等。
一级中放交流等效电路图
p2 p1
Is ys
L C
一级中放的y参数等效电路
yL /
1 p12 (Gp
Ap
p1 p2 y fe p12 yoe yLp
2
gie2 gie1
Va2b
p22
gie2
yLp
Gp
p1 y fe p12 yoe
jC
Vi yLp
1
j L
p2
p22
gie2
yie2
并联回路和输出都谐振时
Apo
p1 p2 y fe
2
p12 goe Gp p22 gie2
gie2 gie1
2
Avo
gie2 gie1
2
功率增益的各项
表达式的物理含义
Ap
p2 p2 12
2
y fe
g2 1 2
Ap
g
p1 p2 y fe
jC
1
jL
gie2 gie1
gie2 gie1
令
Pp
p2 1
g
oe
第四讲 最小噪声放大器设计
A
11
2.最小噪声放大器设计
小信号放大器电路设计
最大增益 放大器
固定增益 放大器
最小噪声 放大器
低噪声 放大器
宽带 放大器
教学内容： 最小噪声条件 通过案例设计输入输出阻抗匹配网络
•17
2.最小噪声放大器设计
小信号放大器电路设计
最大增益 放大器
固定增益 放大器
最小噪声 放大器
低噪声 放大器
宽带 放大器
教学内容： 最小噪声条件 通过案例设计输入输出阻抗匹配网络
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2.最小噪声放大器设计
小信号放大器电路设计
最大增益 放大器
固定增益 放大器
最小噪声 放大器
低噪声 放大器
宽带 放大器
教学内容： 最小噪声条件 通过案例设计输入输出阻抗匹配网络
•19
2.最小噪声放大器设计
小信号放大器电路设计
2
（教材218页8.121）
2 2
Z 0 1－ Γ s 1 + Γ opt
(
4 Rn Γ s－Γ opt
2
)
（教材219页8.127）
从上式可以看出，F≥Fmin，且当YS= Yopt 或S= opt时，F取最小值Fmin。
所以，最小噪声条件为：YS= Yopt 或S= opt
9
2.最小噪声放大器设计
《台湾中华大学视频课程套装》目录{DAE48F20-9942-4
《台湾中华大学视频课程套装》是台湾中华大学田庆诚教授和陈栋洲教授给给台湾知名电子企业员工培训讲课视频，授课的企业包括：明基电通、迅利电子、宇通全球等。 由于是给企业员工培训、且授课老师自己也有着多年的工程实践经验，所以视频讲课内容尽量摒弃繁琐的数学推导、抽象的概念，多从工程实践出发，以通俗易懂的语言和直观工程实例来向学员讲述微波射频电路和数字通信系统相关知识。是从事微波射频电路设计和通信系统设计相关工程技术人员不可多得的经典学习教程。 课程套装包括共5套课程视频课程，课程都是中文讲解，且每套视频课程我们都提供与之配套的课程讲义。这些课程分别为： TW01 射频电路基础 台湾中华大学田庆诚教授给某公司员工培训的课程视频，讲解了阻抗匹配、Smith圆图工具、S参数、矢量网络分析仪以及传输线效应等基础的射频应用知识，是射频初学者或入门者的最佳学习教程。教程共分6部分，12课时，主要内容为： 1. 阻抗匹配基础 (2课时) 2. Smith圆图 (2课时) 3. S参数和矢量网络分析仪 (3课时) 4. 阻抗匹配网络之一 (1课时) 5. 阻抗匹配网络之二 (2课时) 6. 传输线效应和高速电路PCB设计 (2课时) 注：该套课程第一讲开头由于受到干扰，开始20分钟左右会有比较大的噪声干扰，后面全部正常。 TW02 射频放大器设计 台湾中华大学田庆诚教授给宇通全球员工培训的视频讲课内容，因为讲课老师有着多年的工程实践经验，而且又是给企业员工培训，所以和大陆高校呆板的理论讲解不同，该视频课程尽量摒弃繁琐的数学推导，多结合工程实践，以通俗易懂的语言和直观的理解讲述了射频放大器的关键性能指标定义，低噪声放大器、功率放大器和宽带放大器的实际工程设计方法。是微波射频工程师不可多得的经典学习教程。教程共分10部分，43课时，主要内容为： 第0章： 射频放大器介绍 (3课时) 第1章： 有源器件的分析和S参数 (8课时) 第2章： 放大器的阻抗匹配技术 (9课时) 第3章： 放大器的功率增益 (5课时) 第4章： 放大器的稳定性 (4课时) 第5章： Smith圆图上的增益圆 (2课时) 第6章： 晶体管/场效应管的偏置电路设计 (4课时) 第7章： 小信号放大器设计实例 (4课时) 第8章： 低噪声放大器（LNA）设计 (2课时) 第9章： 宽带放大器设计 (2课时) TW03 高频信号传输特性与电路量测 台湾中华大学田庆诚教授给某台湾工研院材化所员工培训的课程视频，多结合工程实践，注重射频基础概念的讲解，通俗易懂，课程共20课时， 分9部分讲解，主要内容如下： 零、课程内容概述 一、高频/射频介绍
射频放大器电路设计
功率放大器是用于将信号进行功率放大的射频放大器电路设计，具有高输出功率和效率的特点。
详细描述
功率放大器主要用于发射机中，将信号进行功率放大后传输出去。为了提高效率，功率放大器通常采用晶体管或 集成电路等器件，并采用合适的偏置电路和散热措施。功率放大器的性能指标包括输出功率、效率、线性度等。
04
GPS接收机前端放大器设计
总结词
GPS接收机前端放大器设计主要关注信号的灵敏度和抗 干扰能力，以确保准确的定位和导航。
详细描述
在进行GPS接收机前端放大器设计时，需要充分考虑信 号的灵敏度和抗干扰能力。由于GPS信号非常微弱，因 此放大器需要有很高的灵敏度才能接收到信号。同时， 为了抵抗各种干扰信号的影响，设计师通常会采用滤波 、去耦等技术，并选择具有抗干扰能力的电路结构和材 料。
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射频放大器电路设计
contents
目录
• 射频放大器概述 • 射频放大器电路设计基础 • 常见射频放大器电路设计 • 射频放大器性能优化 • 射频放大器设计实例
01
射频放大器概述
定义与工作原理
定义
射频放大器是一种用于放大射频信号的电子器件，通常由晶体管或集成电路构 成。
工作原理
射频放大器通过利用晶体管或集成电路的放大作用，将输入的微弱射频信号放 大至所需的幅度和功率水平，以满足通信、雷达、无线电导航等方面的需求。
2023秋西电射频电路基础大作业答案
学习中心/函授站
姓名学号
1、大作业试题公布时间：2023 年11 月3 日；
2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计；
3、答案须用《西安电子科技大学网络与继续教育学院2023 秋期末考试答题纸》（个人专属答题纸）手写完成，要求字迹工整、卷面干净、整齐；
4、在线上传时间：2023 年11 月3 日至2023 年11 月13 日在线上传大作业答卷；
5、拍照要求完整、清晰，一张图片对应一张个人专属答题纸（A4 纸），正确上传。
2.5 分，共25 分）
1、根据载波受调参数不同，调制三种基本方式有、、。
2 、LC 并联振荡回路，当工作频率高于谐振频率，回路呈性。
3、石英晶体能成为电的谐振器，是利用了它所特有的效应。
4、丙类功放欲高效率大功率工作，宜选择状态。
5、实现频率变换应使有源器件工作于状态。
6、并联型石英晶体振荡器，晶体起作用。
7、利用功放实现集电极调幅，应工作状态。
8 、中频465kHz 的超外差式接收机，接收931kHz 信号时本振频率为为。
2 分，共20 分）
1、低频调制信号不适宜无线传输的原因主要是 B 。
A ．功率小
B ．干扰多
C ．不便于天线制作和信道复用
D ．电路复杂
2、石英晶体谐振器的特点，说法错误的是 D 。
A ．接入系数小
B ．品质因数高
C ．频率稳定性好
D ．并联谐振阻抗小
3 、AM 波的最大最小振幅分别为0.8V 、0.2V ，则调幅系数m a 为 C 。
A ．0.6
B ．0.4
C ．0.2
D ．0.1
4、调频波的信息寄载于 B 。
A ．幅度变化之中
B ．频率变化之中
射频专业课程
射频专业课程
射频专业课程是指在电子信息工程或通信工程等相关专业中所开设的一门专业课程。射频（Radio Frequency）是指在无线通信领域中，用于传输和接收无线电信号的频率范围。射频技术在现代通信领域中应用广泛，如手机通信、卫星通信、雷达、无线电广播等。射频专业课程的学习旨在培养学生对射频技术的理论知识和实际应用的掌握能力，使其能够在相关领域中从事研发、设计、调试和维护工作。
射频专业课程的内容包括以下几个方面：
1. 射频电路基础：学习射频电路的基本原理和设计方法，掌握射频电路中常用的元器件和电路拓扑结构，如滤波器、放大器、混频器等。通过实验，学生可以了解射频电路的特点和性能指标。
2. 射频信号传输：学习射频信号的传输特性和传输线理论，掌握射频信号的传输线路设计与优化方法。学生将学习射频传输线的特性阻抗匹配、传输线功率损耗控制等内容，了解射频信号在传输过程中的衰减和失真情况，并掌握相应的校正和补偿技术。
3. 射频天线设计：学习射频天线的基本原理、设计方法和性能评估指标。学生将学习天线的辐射特性、辐射功率分布和天线阵列设计等内容，通过实验和仿真，掌握射频天线的设计、调试和测试技术。
4. 射频系统设计与调试：学习射频系统的整体设计与调试方法，包括射频前端设计、射频信号调制与解调、射频功率放大器设计等。学生将学会使用射频测试仪器和工具，掌握射频系统的性能测试和故障排除技术。
5. 射频电磁兼容性：学习射频电磁兼容性的基本概念和评估方法，了解射频电磁干扰的成因和影响，掌握射频干扰抑制和屏蔽技术。学生将学习射频系统的电磁兼容性设计和测试，提高射频系统的抗干扰能力。
《射频电路基础》期末考试试题
《射频电路基础》期末考试试题
一、填空题（每空2.5分，共25分）
1．通常将携带有信息的电信号称为，未调制的高频振荡信号称为，通过调制后的高频振荡信号称为。
2．丙类谐振功率放大器根据集电极电流波形的不同，有三种工作状态，分别为状态、状态、状态；欲使功率放大器高效率地输出最大功率，应使放大器工作在状态。
3．放大器的噪声系数N F是指输入与输出端的的比值。
4．解调电路的作用是。
6．中频为f I＝465kHz的超外差接收机，当接收信号频率f c＝1200kHz，则其本振频率f L ＝。
二、单项选择题（每小题2分，共20分）
1．石英晶体谐振于f s时，相当于LC回路的。
A．串联谐振B．并联谐振C．自激D．失谐
2．并联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈________。
A．感性B．容性C．阻性D．容性或感性
3．调频波的信息寄载于________。
A．频率变化之中B．幅度变化之中
C．相位变化之中D．上述描述均不对
4．普通调幅波的最大振幅为1V，最小振幅为0.6V，则调幅系数m a为。
A．0.6 B．0.25 C．0.4 D．0.1
5．当收听频率为f s=931kHz的电台播音时，伴有音调约为1 kHz的啸叫声，请问此种干扰属于_______________。
A．干扰哨声B．互调干扰C．副波道干扰D．交调干扰6．改进型电容三点式振荡器的主要优点是。
A．容易起振B．振幅稳定C．频率稳定度较高D．减小谐波分量
7．高频小信号放大器主要工作于。
A．丙类B．乙类C．甲乙类D. 甲类
8．用调谐回路作负载，其作用不包括_______________。
射频(rf)器件基础知识培训
2020/1/25
Hale Waihona Puke Baidu
射频器件基础知识
9
射频电路基础 ——噪声
• 什么是噪声？ • 噪声与干扰 • 噪声因子与噪声系数
2020/1/25
射频器件基础知识
10
什么是噪声？
• 信号中所有的无用成分都称为噪声干扰 • 任何射频电子系统都是在噪声与干扰环境下工
作的，射频电子系统的任务之一是与噪声及干 扰作斗争，尽可能减小系统本身产生的噪声， 尽可能在传递信号、处理信号的过程中使信噪 比的恶化降到最小，这是设计射频电子系统首 要考虑的问题。
• LDMOS采用双扩散技术，在同一光刻窗口相继进行硼（B， 形成 P- 区）、磷（P，形成 N- 区）两次扩散，由两次杂质扩 散横向结深之差可以精确地决定沟道长度 L 。由于目前扩散 工艺很成熟，沟道长度L可以做得很小（1um以下）并且不受 光刻精度的限制
• 无BeO隔离层
• 一般地，衬底直接接地，不需BeO隔离，以降低热阻，达到最 好的散热效果，同时减低了封装成本。由于BeO为有毒物质， 不用BeO有利于保护环境
射频器件基础知识
36
射频大功率放大器 ——内部结构
单片集成
2020/1/25
射频器件基础知识
混合集成
37
射频大功率放大器(LDMOS) ——工作原理
• LDMOS剖面结构
射频电路设计理论与应用课件
03
射频电路核心组件设计
滤波器设计
频率选择
滤波器类型
滤波器是射频电路中用于频率选择的核心 组件，能够实现对特定频率信号的通过或 抑制。
常见的滤波器类型包括低通、高通、带通 和带阻滤波器，每种类型都有其特定的应 用场景和设计考虑。
设计参数
设计方法
滤波器设计需要考虑的关键参数包括中心 频率、通带带宽、阻带抑制等，这些参数 需要根据具体需求进行权衡和选择。
稳定工作。
04
射频电路应用技术
射频电路在无线通信中的应用
移动通信
射频电路在移动通信系统中起到关键的作用。它包括接收和发送信号的天线接 口、功率放大器、混频器等，实现信号的无线传输和接收。
无线局域网（WLAN）
射频电路在WLAN中用于实现无线信号的发送和接收。它包括射频收发器、滤 波器、振荡器等，确保数据的可靠传输。
射频电路设计案例分析与实践
案例一：基于ADS的射频滤波器设计
设计目标：利用ADS（Advanced Design System）软件 设计一款符合特定频率响应要求的射频滤波器。
2. 利用ADS的滤波器设计工具，输入滤波器参数，生成 初始电路图。
设计步骤
3. 对电路图进行仿真优化，如调整元件值，以满足频率 响应、带宽、带内波动等性能要求。
史密斯圆图与阻抗匹配
史密斯圆图基本原理
手机维修培训-第四章：手机功能电路分析
手机维修培训-第四章：手机功能电路分析
本章系统分析了手机射频部分、逻辑音频部分和电源部分常用的一些功能电路，灵活应用和掌握这些知识，是快速判断和分析故障的前提。因此，无论是初学者还是有一定基础的手机维修人员，理解和掌握本章内容都十分必要。
第一节射频接收功能电路分析
一、接收电路的基本组成
移动通信设备常采用超外差变频接收机。这是因为天线感应接收到的信号十分微弱，而鉴频器要求的输入信号电平较高而且稳定。放大器的总增益一般需在120dB以上。这么大的放大量，要用多级调谐放大器且要稳定，实际上是很难办得到的。另外高频选频放大器的通带宽度太宽，当频率改变时，多级放大器的所有调谐回路必须跟着改变，而且要做到统一调谐，这也是难以做到的。超外差接收机则没有这种问题，它将接收到的射频信号转换成固定的中频，其主要增益来自于稳定的中频放大器。
手机接收机有三种基本的框架结构：一种是超外差一次变频接收机，一种是超外差二次变频接收机，第三种是直接变频线性接收机。
超外差变频接收机的核心电路就是混频器，可以根据手机接收机电路中混频器的数量来确定该接收机的电路结构。
1.超外差一次变频接收机
接收机射频电路中只有一个混频电路的称作超外差一次变频接收机。超外差一次变频接收机的原理方框图如图4-1所示。它包括天线电路(ANT)、低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、中频放大器(IF Amplifier)和解调电路(Demodulator)等。摩托罗拉手机接收电路基本上都采用以上电路。
超外差一次变频接收机工作过程是：天线感应到的无线蜂窝信号(GSM900频段935,--960MHz 或DCSl800频段1805---1880MHz)不断变频，经天线电路和射频滤波器进入接收电路。接收到的信号首先由低噪声放大器进行放大，放大后的信号再经射频滤波器后，被送到混频器。在混频器中，射频信号与接收VCO信号进行混频，得到接收中频信号。中频信号经中频放大后，在中频处理模块内进行RXI／Q解调，解调所用的参考信号来自接收中频VCO。该信号首先在中频处理电路中被分频，然后与接收中频信号进行混频，得到67.707kHz的RXI／Q 信号。
射频电路基础噪声与小信号放大器
射频电路基础噪声与小信号放大器
汇报人：
xx年xx月xx日
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目录
•
引言•
射频电路基础
•
噪声在射频电路中的影响•小信号放大器在射频电路中的应用•噪声与小信号放大器的优化•实际应用案例分析•总结与展望
01引言
射频电路是无线通信系统的基础，如移动电话、卫星通信和无线局域网等。
无线通信系统
射频电路可以以极高的速度传输大量信息，是现代通信技术的重要支柱。
信息传输
射频电路的重要性
噪声
噪声是指存在于信号中的无规则的杂散信号，会对电路的性能产生不利影响。
小信号放大器
小信号放大器用于放大微弱的输入信号，提高信号的信噪比（SNR），从而增加系统的线性动态范围。
噪声与小信号放大器的作用
课程目标
本课程旨在介绍射频电路基础噪声与小信号放大器的基本概念、分析方法和实际应用。
内容概述
本课程将涵盖噪声的来源、分类和建模，以及小信号放大器的电路元件、设计原则和实际应用等。还将讨论线性与非线性分析方法以及噪声与失真等课题。
课程目标和内容概述
02射频电路基础
射频电路是一种用于传输、接收和处理射频信号的电子电路。射频信号是指频率范围在数十兆赫兹到数百吉赫兹之间的电磁波。
射频电路定义
射频电路具有高速、宽带和低噪声等特点，广泛应用于通信、雷达、遥控和无线接入等领域。
射频电路特点
射频电路定义与特点
射频电路的基本元件
用于衰减和匹配信号，以及吸收无用信号。
电阻
电容
电感
传输线
用于滤波、耦合和去耦，以及控制传输线的阻抗。
用于滤波、扼流和调谐，以及控制传输线的阻抗。
用于传输信号，通常由同轴线、带状线和微带线等构成。
通过调制和解调将信息加载到射频信号上，并在接收端进行
射频电路需要什么知识点
射频电路需要什么知识点
在设计和理解射频（Radio Frequency，RF）电路时，需要掌握一系列的知识点。本文将从基础知识到高级概念逐步介绍射频电路设计所需的知识点。
1.电路基础知识首先，要理解射频电路，需要掌握电路基础知识。这
包括电压、电流、电阻、电感和电容等基本概念。了解欧姆定律、基本电路分析方法和电路元件的特性对射频电路的设计至关重要。
2.信号与频谱分析了解信号与频谱分析是射频电路设计的关键。射频
信号是高频信号，需要掌握频谱分析的基本原理和方法。掌握傅里叶变换和频谱分析工具的使用能够帮助我们理解和分析射频信号的特性。
3.射频器件特性了解常用的射频器件特性对射频电路设计非常重要。
例如，掌握二极管和晶体管的特性，了解它们的非线性特性、频率响应和功率特性等。
4.射频放大器设计射频放大器是射频电路中的核心组件之一。掌握射
频放大器的设计原理、放大器级数和匹配网络设计的基本方法。
5.射频滤波器设计射频滤波器用于剔除不需要的频率分量，保留感兴
趣的射频信号。了解射频滤波器的基本原理、滤波器类型和设计方法对射频电路的性能至关重要。
6.射频混频器设计射频混频器用于将一个射频信号与一个局部振荡信
号相互作用，产生新的频率组合。了解射频混频器的工作原理、类型和设计方法是进行频率转换和调制的关键。
7.射频天线设计射频天线用于发送和接收无线电信号。了解射频天线
的基本原理、天线参数和天线设计方法对射频通信系统的性能至关重要。
8.射频布线与阻抗匹配在射频电路设计中，良好的布线和阻抗匹配能
够减少信号损耗和反射。掌握射频布线技巧和阻抗匹配方法对射频电路的性能具有重要影响。
射频电路基础
3、微波放大器
（1）微波放大器的主要指标
• 增益及增益平坦度（dB） • 工作频率及带宽（单位：Hz） • 输出功率（单位：dBm） • 直流输入功率（单位：V和A） • 输入输出反射系数（VSWR） • 噪声系数（dB）
2019/10/22
41
放大器设计要点
频率特性与匹配特性； 输出功率； 噪声系数：LNA
z12i1 z22i2
z11
u1 i1
i20
z12
u1 i2
i1 0
z21
u2 i1
i20
z22
u2 i2
i10
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22
Y参数
ii21
y11u1 y21u1
y12u2 y22u2
ii12yy1211 yy1222uu12
设发射机输出阻抗和天线输入阻抗为
ZT 150 j75 ZA 75 j15
采用LC匹配网络如图，匹配方法 是当接上ZT时，ZM＝ZA
ZMZT1 1jBCjXLZA
ZTRTjXT
1jR B C T R T j X TjX TjX LR AjX A ZARAjXA
BC9.2m SCBC/0.7p 3F XL7.6 9 LXL/6.1nH
2019/10/22
34
射频电路基础知识
情况类似,入射功率会分成两部分:端口吸收功率和反射功率.
▪ 定性的分析:当传输线阻抗与端口阻抗相差越大时反射功率越大,
端口吸收功率越小;反之当二者阻抗相差越小时,反射功率越小,端 口吸收功率越大.
▪ 考虑两种极限情况:输入端口阻抗为0或为无穷大时,端口完全无法
射频电路基础知识
RF Circuit Basic Knowledge
FCT Technician Training Material
实用文档
射频电路基础知识
1. 射频电路的应用和分类
(Application For RF Circuit)
2. 射频电路的基本理论和参数定义
(Basic Theory and Parameter Define)
域网(Wireless LAN),无线广播系统(电视和收音机)等;但也有其它方面 的应用: 如雷达探测系统用远距离探测试,微波炉利用微波功率来加热食 物.
Line ( Coaxial Cable )
Digital Radio
Satellite
实用文档
1.2 射频电路应用和分类(b)
▪ 在RF通信系统中按照通信终端间是否有射频电缆连接
Analog Information
Digital Information
射频基础知识
第一部分射频基本概念
第一章常用概念
一、特性阻抗
特征阻抗是微波传输线的固有特性，它等于模式电压与模式电流之比。对于TEM波传输线，特征阻抗又等于单位长度分布电抗与导纳之比。无耗传输线的特征阻抗为实数，有耗传输线的特征阻抗为复数。
在做射频PCB板设计时，一定要考虑匹配问题，考虑信号线的特征阻抗是否等于所连接前后级部件的阻抗。当不相等时则会产生反射，造成失真和功率损失。反射系数(此处指电压反射系数)可以由下式计算得出：
z1
二、驻波系数
驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标，它在数值上等于：
由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围是0~1，而驻波系数的取值范围是1~正无穷大。射频很多接口的驻波系数指标规定小于1.5。
三、信号的峰值功率
解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是如下面图形所示。峰值功率即是指以某种概率出现的尖峰的瞬态功率。通常概率取为0.1%。
四、功率的dB表示
射频信号的功率常用dBm、dBW表示，它与mW、W的换算关系如下：
dBm=10logmW
dBW=10logW
例如信号功率为x W，利用dBm表示时其大小为
五、噪声
噪声是指在信号处理过程中遇到的无法确切预测的干扰信号（各类点频干扰不是算噪声）。常见的噪声有来自外部的天电噪声，汽车的点火噪声，来自系统内部的热噪声，晶体管等在工作时产生的散粒噪声，信号与噪声的互调产物。
六、相位噪声
相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标，在时域表现为信号过零点的抖动。理想的单音信号，在频域应为一脉冲，而实际的单音总有一定的频谱宽度，如下页所示。一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程，因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声。相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处，单位带宽内的功率与总信号功率相比。
射频电路设计课程内容提要
知识要点
调制与解调，幅度调制，频率调制，相位调制，振幅 键控，频移键控，相移键控，多进制数字调制与解调， 调制解调电路设计。
教学建议
本章的重点是掌握调制与解调电路的一些基本概念， 调制器与解调器的结构和分析方法，基于单片调制与 解调器IC的调制与解调电路设计实例。建议学时数为 6～8学时。
第8章 单片射频收发器IC应用电路 设计 内容提要
本章介绍了单片射频收发器IC的基本拓扑结构和应用电 路实例，主要内容有：
单片射频发射机电路拓扑结构，包含发射机的技术要求、 间接调制发射机、直接调制发射机、偏移压控振荡器的 直接调制发射机、基于锁相环的直接调制压控振荡器发
射机、基于锁相环的输入基准调制发射机、基于N分频的
本章介绍了DDS（直接数字式频率合成器）基本原理 与结构，组合式频率合成器结构，频率合成器的主要 技术指标，DDS的调制特性，基于DDS（直接数字式 频率合成器）芯片的电路设计实例。
知识要点
直接数字式频率合成器（DDS），频率合成器，数/模 转换器（DAC），正弦查询表存储器（sin ROM），组 合式频率合成器，频率/相位/幅度编程。
内容提要
射频小信号放大器电路用来放大接收机的微伏数量级射频 信号，主要技术指标有增益、通频带、选择性、线性范围、 隔离度、稳定性和噪声系数。
电路分为窄频带放大器电路和宽频带放大器电路两大类。 射频小信号放大器电路通常由放大器件和选频网络组成， 不同的组合方法，可构成单调谐放大器、双调谐放大器、 参差调谐放大器和宽带放大器等电路形式。
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第四章 噪声与小信号放大器
4.1 噪声来源和特性 4.2 电路中元器件的噪声 4.3 功率信噪比和噪声系数 4.4 射频小信号放大器 4.5 射频小信号调谐放大器 4.6 S参数与放大器设计 4.7 宽频带小信号放大器 4.8 低噪声放大器 4.9 集成器件与应用电路举例 本章小结 思考题和习题
4.1.1 噪声来源
产生噪声的物理机理有很多， 最常见的是热噪声, 也称 为约翰逊噪声或奈奎斯特噪声。这可以通过简单测量一个开路 电阻上的电压来说明。 如图4.1.1所示， 测得的电压u（t）并 不为零。也就是说， 它的平均电压为零， 但瞬时电压不为零。 在温度高于绝对零度的情况下， 电子的布朗运动会产生随机 的瞬时电流， 这些电流会产生随机的瞬时电压， 从而产生噪 声功率。
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图4.1.1 开路电阻上的电压
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电子管、 半导体二极管、 晶体管或场效应管中噪声的产 生机理各不相同。 例如，对于电子管， 这些机理包括阴极电 子发射的随机次数（又称为散粒噪声）、 真空中的随机电子 速率、 阴极表面的非均匀发射和阳极的二次发射。 类似地， 对于二极管， 电子和空穴的随机发射产生噪声。 在晶体管中， 还存在着分配噪声， 也就是离开发射极的载流子在基极和集 电极间所产生的波动。
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图4.1.2 白噪声通过线性系统及等效噪声宽度
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4.2 电路中元器件的噪声
4.2.1 电阻的热噪声及等效电路
温度为T, 阻值为R的电阻的噪声其电流功率谱密度
SI=4kT
1 R
, 电压功率谱密度SU=SIR2=4kTR, 其中k=1.38×10－23
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4.1.2 噪声特性
在讨论噪声的特性时, 以电阻的热噪声为例， 下面的三个 指标是最主要的。
(1) 频谱。 由于电阻中电子的布朗运动产生随机的瞬时小 电流脉冲的持续时间极短， 因此它的频谱可以说在整个无线 电频段上是趋于无穷大的。
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(2) 功率谱密度。 由于电流脉冲的随机性, 其大小方向均 不确定, 不能用它们的电流谱密度叠加, 因此引入功率谱密度 S(f)的概念。 功率谱密度S(f)表示单位频带内的功率, 单位是 dBm/Hz(0 dBm表示1 mW功率)。 引入了功率谱， 就可以避免 叠加相位的不确定性。
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另外， 还存在1/f噪声（其中f表示频率）， 或称为闪烁噪 声， 这是由处于基极-发射极PN结的基极少数载流子的表面复 合而引起的。 很明显， 当频率接近直流时， 闪烁噪声将急剧 增加。 在场效应管中， 存在由沟道电阻产生的热噪声、 1/f噪 声和耦合到栅极的沟道噪声， 它们也会被晶体管的增益所放 大。 在齐纳二极管和碰撞雪崩渡越时间二极管等器件中， 发 生电子雪崩时的反向击穿也会产生噪声。
通常将
H ( f ) 2 df
BL
0
H 2( f0)
称为线性系统的等效噪声带宽， 如图4.1.2所示， 它是高度 为H2(f0)(系统在中心频率点f0的功率传输系统)， 宽度为BL的 矩形。 白噪声通过线性系统后的总噪声功率等于输入噪声功 率谱密度Si（f）与H2（f0）之积再乘以系统的等效噪声带宽 BL。 因此， 系统的等效噪声带宽越大， 输出噪声越大。
I
2 n
4kT
1 R
B
,
噪声电压均方值
U
2 n
4kTRB 。
当多个有噪电阻串联时,
每个有噪电阻用相应
的噪声电压源等效电路表示； 当多个有噪电阻并联时, 每个
有噪电阻用相应的噪声电流源等效电路表示, 如图4.2.2所示。
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图4.2.2 有噪电阻的串/ (a) 有噪电阻的并联等效； (b) 有噪电阻的串联等效
J/K是波尔兹曼常数。 可见， 电阻热噪声的功率谱密度与频率
无关, 因此是白噪声。
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计算一个有噪电阻R在频带宽度为B的线形网络内的噪声
时, 可以看做阻值为R的理想无噪电阻与一噪声电流源并联, 或
阻值为R的理想无噪电阻与一噪声电压源串联, 如图4.2.1所示。
其中，
噪声电流均方值
度So（f）=Si（f）|H（f）|2, 其中|H（f）|2是系统的功率传递函 数。 当白噪声通过线性系统后, 输出噪声均方值电压(或电流)
可表示为
U
2 n
0
Si
(
f
)
H
(
f
)
2
df
Si
H ( f ) 2 df
0
它是输入功率谱密度Siห้องสมุดไป่ตู้f）乘以功率传输函数在整个频段内的 积分值。
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I
2 n
f2
SI ( f )df
SI
f2
df
SI( f2
f1)
f1
f1
或
U
2 n
f2 f1
SU
(
f
)df
SU
f2 df
f1
SU( f2
f1)
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(3) 等效噪声带宽。 在功率谱密度为Si（f）的噪声通过电 压传递函数 H（f）的线性时不变系统后， 输出噪声功率谱密
以电流功率谱表示的噪声功率为
PI
f2 f1
SI
(
f
)df
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它是用电流量表示的功率谱密度在频带f2－f1内的积分值。 以 电压量表示的噪声功率为
PU
f2 f1
SU
(
f
)df
它是用电压量表示的功率谱密度在频带f2－f1内的积分值。 也可以用噪声电流均方值I2n和噪声电压均方值U2n示在频带 Δf=f2－f1内单位电阻上的噪声功率。
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与此相同， 若把电阻R的热噪声作为噪声源， 则当此噪 声源的负载与R相匹配时， 能输出最大噪声功率， 此功率可 称为该电阻热噪声源的资用噪声功率， 也称为额定噪声功率。 其值为
4kTRB PnA 4R kTB
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4.1 噪声来源和特性
通信发射机和接收机的灵敏度通常会受到噪声的限制。 广义上， 噪声的定义为： 除了所希望的信号之外的一切信号。 然而， 该定义没有区分人工噪声（如50 Hz电源线的交流噪声） 和来自于电路内部的难于消除的噪声。 本章要讨论的是后者。
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