淺談幾種常見(jiàn)的射頻電路類型及主要指標(biāo)
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2023-06-20 17:32:32
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(jī)前端,將天線接收的信號(hào)以小的噪聲和大的增益進(jìn)行放大,對(duì)提高接收信號(hào)質(zhì)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(guān)系到整個(gè)通信系統(tǒng)的質(zhì)量。
低噪聲放大器的主要指標(biāo)有:噪聲系數(shù)(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(diào)點(diǎn)和1dB壓縮點(diǎn))、反向隔離(S12)等。由于LNA位于鄰近天線的前端,它的性能好壞會(huì)直接影響接收機(jī)接收信號(hào)的質(zhì)量。為了保證經(jīng)天線接收的信號(hào)能在接收機(jī)的得到恢復(fù),LNA需要在放大信號(hào)的同時(shí)產(chǎn)生盡可能低的噪聲和失真。因此,在生產(chǎn)測(cè)試中,我們主要關(guān)注LNA的增益和噪聲系數(shù)這兩個(gè)參數(shù)。
2、射頻功率放大器(PA)
射頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí),它將已調(diào)制的頻帶信號(hào)放大到所需要的功率值,送到天線中發(fā)射,保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以收到滿意的信號(hào)電平,并且不干擾相鄰信道的通信。不同的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)發(fā)射功率的大小要求不一,如移動(dòng)通信基站的發(fā)射功率可達(dá)上百瓦,衛(wèi)星通信的發(fā)射功率可達(dá)上千瓦,而便攜式無(wú)線通信設(shè)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(biāo)有工作頻段、輸出功率、功率增益和增益平坦度、噪聲系數(shù)、輸入輸出駐波比、輸入輸出三階交調(diào)點(diǎn)、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(zhuǎn)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(hào)保留有用信號(hào),是具有選頻特性的二端口器件,它對(duì)通帶內(nèi)頻率信號(hào)呈現(xiàn)匹配傳輸,對(duì)阻帶頻率信號(hào)失配而進(jìn)行發(fā)射衰減,從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜過(guò)濾功能。
根據(jù)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,這是基本的四種濾波器。圖1歸納了四種濾波器的衰減系數(shù)與歸一化角頻率的關(guān)系。根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)方法,濾波器可分為使用無(wú)源器件(如電感、電容和傳輸線)實(shí)現(xiàn)的無(wú)源濾波器和使用有源器件(如晶體管和運(yùn)算放大器)實(shí)現(xiàn)的有源濾波器。
在分析測(cè)試濾波器時(shí),應(yīng)考慮的主要指標(biāo)有:插入損耗(IL)、紋波系數(shù)、駐波比(VSWR)、帶寬(BW)、矩形系數(shù)(SF)、阻帶抑制和品質(zhì)因數(shù)Q等。
4、混頻器
混頻器(Mixer)是通信系統(tǒng)的重要組成部件,主要用于信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換,即將信號(hào)的頻率由一個(gè)值變換成另一個(gè)值?;祛l器可分為有源混頻器和無(wú)源混頻器。無(wú)源混頻器常用二極管和工作在可變電阻區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管(不加直流偏置)構(gòu)成,增益小于1,線性范圍大,速度快;有源混頻器由場(chǎng)效應(yīng)管(加直流偏置)和雙極型晶體管構(gòu)成,增益大于1,可以降低混頻后各級(jí)噪聲對(duì)接收機(jī)總噪聲的影響。
如圖2所示,混頻器是一個(gè)三端口電路,有兩個(gè)輸入端口,一個(gè)輸出端口。通常這三個(gè)端口一個(gè)是射頻(RF),一個(gè)是中頻(IF),一個(gè)是本地振蕩(LO)。其中LO總是輸入,RF和IF中任一個(gè)作為輸入后,則另一個(gè)為輸出。混頻器是通過(guò)內(nèi)部的非線性乘法來(lái)獲得所需頻率分量的,它工作于非線性狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生許多不想要的非線性頻率分量?;祛l器有9個(gè)S參數(shù),但在實(shí)際應(yīng)用或測(cè)試中,只關(guān)注S11、S13、S21、S22、S23這5個(gè)S參數(shù)。
混頻器的主要指標(biāo)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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