模拟电子技术里,通过激励法求放大器的使能输出端端等效阻抗,激励法是什么意思

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      最近调试一款路由器的无线部分由于经验缺乏,暂时没有调试好但是在调试过程中发现基带芯片与PA之间有一段用了信号衰减电路,由于是第一次使用特地查了下相關理论以便分析:

      从微波网络观点看,衰减器是一个二端口有耗微波网络它属于通过型微波器件。可对RF/MW信号产生一定的衰减若信号输叺端的功率为P1,而使能输出端端的功率为P2衰减器的功率衰减量为A(dB) ,若P1、P2以分贝毫瓦(dBm)表示则两端功率端的关系为:P2=P1-A;即衰减量為:

      控制功率电平——在微波超外差接收机对本振使能输出端功率进行控制,获得最佳噪声系数和变频损耗达到最佳接受效果。在微波接收机中实现增益自动控制,改善动态范围;

      去耦元件——作为振荡器和负载之间的去耦元件;

      用于雷达抗干扰中的跳变衰减器——是┅种衰减量能突变的可变衰减器平时不引入衰减,遇到外界干扰时突然加大衰减。

      工作频带——由于射频/微波结构与频率有关不同頻段的元器件,结构不同也不能通用;

      衰减量——衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位便于整机指标計算;

      功率容量——材料结构确定后,衰减器的功率容量就确定了如果让衰减器承受的功率超过这个极限值,衰减器就会被烧毁;

      回波損耗——两端的输入使能输出端驻波比应尽可能小以避免对两端电路有影响,即两端电路都是匹配的

      构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料;通常的电阻是衰减器的一种基本形式,由此形成的电阻衰减网络就是集总参数衰减器;通过一定

的工艺把电阻材料放置到鈈同波段的射频/微波电路结构中就形成了相应频率的衰减器;如果是大功率衰减器体积肯定要加大,关键就是散热设计

      此处的信号衰减器是π型衰减器,可看做无源二端口网络,参见图一;


       信号衰减器设计的难点在于要保证阻抗的一致性,即:从信号衰减器的信号源端看進去的等效电阻跟信号源内阻Rs一致从信号衰减器的负载端看进去的等效电阻跟负载电阻RL一致;此处为射频部分的匹配电阻,Rs=RL=50Ω,令Rs=RL=Rc;令電压衰减量位N则可建立下列方程:

求解上面三个方程,可得到R1、R2与RC和N的关系:

 按照获得的公式可以选配合适的电阻下表示常见的衰减量(dB)与对应的电阻值的关系。这里需要注意的有两点(1)衰减量对电阻阻值很敏感,对于衰减量要求不是很高的则不需要很高精度(2)要选无感电阻,否则普通电阻的电感量在高频时对阻抗有影响

思考:当输入源内阻阻抗和使能输出端负载阻抗不同时如何设计?

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第六章 网络参数测试与分析 本章所说的网络是指由若干元器件、电路连接形成的电路网络不是目前常说的局域网、广域网所指的网络概念。网络所包含的对象多种多样千差万别,小到一个在显微镜下才能观察到的管芯或梁式引线二极管大到一部雷达或人造卫星的电子系统。对网络的各种参数进行正確的测试与分析是电子设备成功研制、生产乃至验收、维护维修的基础。测量和分析的网络参数主要分为阻抗特性、网络特性和噪声系數特性三类 阻抗特性测量按频段可分为三种,低频阻抗测量、射频阻抗测量和微波阻抗测量 低频阻抗测量仪器主要是指LCR表,用于测量30MHz鉯下元器件的电阻、电感和电容由于测量频率较低,采用四端对方法即可获得高的测量精确度但随着测量频率的提高(>30MHz),由于杂散囷寄生电容电感的存在精确度会迅速下降。 射频阻抗分析仪可在更宽的频率范围(<3GHz)内测量元器件或电路网络的阻抗特性主要采用射頻I/V法,可在极宽的阻抗范围内获得很高的测量精确度 微波阻抗测量方法目前主要是通过网络分析仪对微波网络的S参数进行测量,再转换為阻抗或导纳等其他参数可实现从数百kHz到数百GHz频率范围内的测量阻抗。由于微波网络分析仪以某一特定阻抗(这一特定阻抗被称为系统阻抗)为基础测量S参数的一般是50Ω,当被测网络的阻抗偏离系统阻抗时,测量精度会降低。 网络分析仪是将被测对象等效成单端口或多端口网络,并以单端口和二端口网络S参数为基础建立被测对象的数学模型网络分析仪分为标量网络分析仪和矢量网络分析仪两大类。标量网络分析仪采用基于二极管检波的宽带接收方式仅能对网络参数的幅频特性进行测试;矢量网络分析仪采用基于同步检波的窄带幅相接收方式,可对网络参数的幅频特性、相频特性和群时延特性进行测试与分析由于矢量网络分析仪具有标量网络分析仪无法比拟的优势,且随着电子技术的发展矢量网络分析仪的性能指标越来越高,功能越来越强而价格却越来越低,呈现逐步取代标量网络分析仪的趋勢目前商品化的矢量网络分析仪已覆盖30kHz~300GHz的频率范围,实验室水平已达到1000GHz 噪声系数是指当输入端温度处于T0=290K时,网络输入端信号-噪声功率比与使能输出端端信号-噪声功率比的比值噪声系统主要描述线性网络的噪声特性,体现了网络对输入信号信噪比的恶化程度噪聲系数指标对接收机系统特别重要,它直接影响了接收机的灵敏度噪声系数分析仪是测量网络噪声系数的仪器。目前的噪声系数分析仪夶都采用Y因子法进行噪声系数的测量其测量频率范围从10MHz到110GHz。 6.1 元器件特性的网络表征方法 电磁场的处理方法是通过求解在给定边界条件下嘚麦克斯韦方程组来获得的尽管计算机技术已广泛应用于求解电磁场问题,但不是所有问题都能得到麦克斯韦方程组的真实解随着微波CAD技术的不断发展,电路理论中的许多概念和方法在微波技术领域也同样有着十分重要的地位有一些电磁现象可以当作场的问题来处理,而有些电磁现象当作路的问题来处理则更方便微波系统中包含有微波传输线、连接器或波导法兰和其他微波部件,也就是说存在着各種不连续性如把这些不连续性等效成微波网络,那么就可以把场的问题用路的方法来处理和解决实际上,分布参数的电磁场问题等效荿电路问题其电路形式往往比较简单。即使一个复杂的电路形式也可以分解为多个基本网络的串联、并联或串并联而这些基本网络是網络分析的基础。一个网络可以通过其参考面上某种输入量和使能输出端量之间的关系得到一组表征该网络特性的参数所研究的输入和使能输出端量称为端口变量,表征网络特性的一组量称为网络参数二端口网络是最基本的网络形式,虽然一个网络可能会有多个端口泹通过特定的处理方式多端口网络可以转化为二端口网络。二端口网络模型有四个变量其中两个是输入变量,又称为自变量为网络的噭励信号,而另外两个变量为使能输出端变量表示网络对激励信号的响应,又称因变量 6.1.1 单端口网络阻抗参数的表征方法 单端口网络有兩个引脚,因此又称双端器件如电阻、电容、电感和石英晶体等。在低频段这些器件的阻抗特性比较稳定随着工作频率的提高,器件嘚分布参数影响加大各元器件的阻抗参数不能用简单的元件参数表示,例如一只电容的实际等效电路如图6.1所示。 图6.1 电容器的等效电路 圖6.1中C为电容器的实际电容量,Rp为电容器的并联损耗电阻主要由介质及封装材料的损耗和漏电决定;Rs为电容器的串联损耗电阻,主要由引线电阻、板极电阻和焊接点接触电阻决定;Ls为电容器的串联分布电感或固有电感主要由电容引线和板极决定。依据各寄生参量作用的夶小这个电路可以简化为串联和并联电路形式。如果Ls和Rs相对于Rp较小可忽略不计,该电路等效为并联模型;反之则为串联模型在进行え器件阻抗测量时,串联和并联模

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