基帶設計考慮因素

考慮一個(gè)如圖2所示的例子。電源提供的功率是5mW，也即+7dBm，負載功率為+21dBm。注意，Ro的值是無(wú)關(guān)緊要的，唯一重要的是，系統阻抗為某一始終如一的值。

圖2 50Ω放大器舉例

RF方法──就電壓和功率而言，它不總奏效
然而，當電源、網(wǎng)絡(luò )和負載之間接口上的阻抗不同于Ro時(shí)，這種用于計算級聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的電壓和功率增益的方法開(kāi)始失效。通常，RF工程師將通過(guò)在級聯(lián)分析中考慮阻抗失配或電壓駐波比(VSWR)的影響來(lái)對此加以補償。阻抗失配的概念用于處理在每個(gè)接口上將信號功率從電源傳輸至負載的方法。當負載阻抗不是源阻抗的復共軛時(shí)，負載吸取的功率將小于電源可提供的功率?？梢圆捎眠@種方式來(lái)對這些功率傳輸損耗進(jìn)行補償并計算從電源至最終負載的總功率增益。不過(guò)，網(wǎng)絡(luò )如今不再簡(jiǎn)單地“組合在一起”來(lái)產(chǎn)生總體效果了。

為了說(shuō)明這一點(diǎn)，以不同的端口阻抗值重新考慮圖2的例子，如圖3所示。

圖3 通用放大器舉例

電源功率和放大器功率增益沒(méi)有變化。不過(guò)，從電源到負載的實(shí)際功率增益與14dB相去甚遠。為了計算負載吸收的真實(shí)功率，從具體的電路模型參數開(kāi)始：PAVS=5mW；Rs=50Ω；Vrms=1VRMS；GA=5V/V；Rin=100Ω；Rout=200Ω；a=10.58V/V；RL=1000Ω。用公式(2)計算功率增益，得Gp=8.9dB。

與通過(guò)將電源功率與放大器增益的dB數相加得到的14dB相比，這個(gè)結果相差很大。這是因為端口阻抗不是固定在某個(gè)Ro值上。電源提供的功率與提供給放大器的實(shí)際功率是不同的。放大器的可用功率增益大于進(jìn)入負載的實(shí)際功率增益。這常常是采用諸如運算放大器等組件時(shí)的情況，而運算放大器完全由其電壓增益定義。它們的輸入阻抗與50Ω相去甚遠，輸出則經(jīng)常是低阻抗電壓源。

一般方法──噪聲
噪聲特性也可以由Thevenin等效和Z參數來(lái)模擬（見(jiàn)圖4）。

圖4 通用源、2端口和負載噪聲模型

電源模型只是電源電阻的等效噪聲電壓es與一個(gè)無(wú)噪聲電阻Rs的串聯(lián)。為了算出等效噪聲電壓，從這個(gè)電源的噪聲功率開(kāi)始。噪聲功率定義為電源電阻可以提供給匹配負載的功率。