放大器、混頻器和振蕩器的通用規(guī)范

本文介紹并定義了在混頻器、放大器和振蕩器的數(shù)據(jù)資料中用到的RF術(shù)語(yǔ)，包括增益、變頻增益、相位噪聲、三階截取點(diǎn)、P1dB、插入損耗、輸出功率、調(diào)諧增益和調(diào)諧范圍，另外還給出了圖形和圖像以闡明關(guān)鍵的概念。  

放大器和混頻器的通用規(guī)范

增益是無(wú)線(xiàn)組成部件(例如放大器或混頻器)中電壓或功率的增加。在數(shù)據(jù)資料中增益的規(guī)范幾乎都是以dB為單位給出的。這三個(gè)術(shù)語(yǔ)：增益、電壓增益和功率增益通常是可以互換的。因?yàn)楫?dāng)輸入和輸出阻抗相同時(shí)以dB為單位的電壓增益和功率增益的數(shù)值是相同的。例如，20dB增益等于10V/V的電壓增益，10V/V的電壓增益又等于100W/W的功率增益，這也是20dB。電壓增益和功率增益以線(xiàn)性尺度衡量是不同的，但是以dB為單位是相同的，因此這些術(shù)語(yǔ)可以互換而不會(huì)造成混亂。

變頻增益是混頻器或頻率變換器件的規(guī)范。它被稱(chēng)作變頻增益是因?yàn)檩斎牒洼敵龅念l率是不同的。輸入信號(hào)被混頻變換到更低或更高的頻率。

插入損耗或衰減也是一個(gè)增益的規(guī)范，只是輸出值比輸入值有所降低。也就是說(shuō)，輸出信號(hào)的幅度小于輸入信號(hào)。

輸出功率是可得到的驅(qū)動(dòng)一個(gè)一般為50Ω的負(fù)載的RF功率總量。通常以dBm表示。dBm是以dB表示的毫瓦的數(shù)量。例如，250mW等于10log10(250)= +24dBm。

這里有幾個(gè)以dBm表示功率的例子，假設(shè)阻抗為50Ω：

+30dBm = 1W = 7.1V_RMS

0dBm = 1mW = 0.225V_RMS

-100dBm = 0.1pW = 2.25?V_RMS

1dB壓縮點(diǎn)(P1dB) 是輸出功率的性能參數(shù)。壓縮點(diǎn)越高意味著輸出功率越高。P1dB是指與在很低的功率時(shí)相比增益減少1dB時(shí)的輸入(或輸出)功率點(diǎn)。參見(jiàn)圖2，增益隨輸入功率變化的曲線(xiàn)。注意當(dāng)輸入功率升高時(shí)增益是如何下降的。這是因?yàn)樵谄渥畲筝敵龉β蕰r(shí)器件達(dá)到飽和于是功率不能繼續(xù)上升。1dB壓縮點(diǎn)可以在輸入或輸出定義。例如，如果輸出P1dB規(guī)范是+20dBm，則這個(gè)元件的輸出功率約為+20dBm。減小輸出功率使之低于P1dB將減小失真。

三階截取點(diǎn)(IP3) 是表示線(xiàn)性度或失真性能的參數(shù)。IP3越高表示線(xiàn)性度越好和更少的失真。IP3通常用兩個(gè)輸入音頻測(cè)試。圖3所示為雙音頻IP3測(cè)試在頻域的情況。放大器的輸入是兩個(gè)正弦波(基波)，本例中一個(gè)在900MHz另一個(gè)在901MHz。放大器的輸出是兩個(gè)欲得到的有用信號(hào)。因?yàn)榉糯笃鞑皇抢硐刖€(xiàn)性的，它還產(chǎn)生了兩個(gè)三階互調(diào)(IM3)產(chǎn)物。IM3通常以dBm給出。這里顯示的IM3失真產(chǎn)物在頻率上距離有用信號(hào)非常的近因此不能用濾波器輕易地去除它們。為了減少三階失真產(chǎn)物，必需提高IP3規(guī)范。

三階互調(diào)產(chǎn)物是由放大器或混頻器的非線(xiàn)性特性造成的對(duì)兩個(gè)音頻輸入相互混頻(或調(diào)制)的結(jié)果。這兩個(gè)IM3產(chǎn)物是：

f_{IM3_1}= 2f1-f2, 例如900