第7章 放大器的稳定性、增益和噪声VIP专享VIP免费

第第77章章放大器的稳定性、放大器的稳定性、增益和噪声增益和噪声在放大器的设计中，需要考虑的因素很多，其中最重要的就是稳定性、增益和噪声。本章将对上述问题的特性作系统讨论，以便下一章集中讨论各类放大器的设计。放大器的稳定性7.1放大器的增益7.2输入、输出电压驻波比7.3放大器的噪声7.47.17.1放大器的稳定性放大器的稳定性设计射频放大器时，必须考虑电路的稳定性，这一点与低频电路的设计方法完全不同。由于反射波的存在，射频放大器在某些工作频率或终端条件下有产生振荡的倾向，不再发挥放大器的作用，因此必须分析射频放大器的稳定性。稳定性是指放大器抑制环境的变化（如信号频率、温度、源和负载等变化时），维持正常工作特性的能力。7.1.1稳定准则放大器的二端口网络如图71所示，在它的输入端接有一个内阻为ZS的源VS，在它的输出端接有负载ZL。图7.1接有源和负载的放大器二端口网络图中传输线上有反射波传输，源的反射系数为ΓS;负载的反射系数为ΓL；二端口网络输入端的反射系数为Γin；二端口网络输出端的反射系数为Γou。如果反射系数的模大于1，传输线上反射波的振幅将比入射波的振幅大，这将导致放大器不稳定。因此，放大器稳定意味着反射系数的模小于1，即7.1.2稳定性判别的图解法ΓL、ΓS和S参量对放大器的稳定性有影响，但由于S参量对于特定条件（频率、温度、外加信号的大小等）是固定值，所以对稳定性有影响的就只有ΓL和ΓS。下面在ΓL和ΓS的复平面上讨论稳定区域，用图解的方法给出结论。1.输出稳定判别圆ΓL复平面上输出稳定判别圆及史密斯圆图如图7.2所示，输出稳定判别圆将ΓL复平面划分为圆内和圆外两部分，从图中可见输出稳定判别圆决定了史密斯圆图内ΓL的稳定区域。下面讨论ΓL的稳定区域。（1）若(|S11|<1，则史密斯圆图中心点（ΓL=0点）在稳定区域内。分2种情况。①若输出稳定判别圆包含史密斯圆图中心点（如图7.2（a）所示），ΓL的稳定区域在输出稳定判别圆内。ΓL的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输出稳定判别圆内的区域，是图7.2（a）中的阴影区。②若输出稳定判别圆不包含史密斯圆图中心点（如图7.2（b）所示），ΓL的稳定区域在输出稳定判别圆外。ΓL的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输出稳定判别圆外的区域，是图7.2（b）中的阴影区。（2）若(|S11)|>1，则史密斯圆图中心点（ΓL=0点）在稳定区域外。分2种情况。①若输出稳定判别圆包含史密斯圆图中心点（如图7.2（c）所示），ΓL的稳定区域在输出稳定判别圆外。ΓL的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输出稳定判别圆外的区域，是图7.2（c）中的阴影区。②若输出稳定判别圆不包含史密斯圆图中心点（如图7.2（d）所示），ΓL的稳定区域在输出稳定判别圆内。ΓL的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输出稳定判别圆内的区域，是图7.2（d）中的阴影区。2.输入稳定判别圆（1）若|S22|<1，则史密斯圆图中心点在稳定区域内。分两种情况。①若输入稳定判别圆包含史密斯圆图中心点（如图7.3（a）所示），ΓS的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输入稳定判别圆内的区域，是图7.3（a）中的阴影区。②若输入稳定判别圆不包含史密斯圆图中心点（如图7.3（b）所示），ΓS的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输入稳定判别圆外的区域，是图7.3（b）中的阴影区。（2）若(|S22|>1，则史密斯圆图中心点在稳定区域外。分两种情况。①若输入稳定判别圆包含史密斯圆图中心点（如图7.3（c）所示），ΓS的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输入稳定判别圆外的区域，是图7.3（c）中的阴影区。②若输入稳定判别圆不包含史密斯圆图中心点（如图7.3（d）所示），ΓS的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输入稳定判别圆内的区域，是图7.3（d）中的阴影区。3.绝对稳定绝对稳定是稳定的一个特例，是指在频率等特定的条件下，放大器在ΓL和ΓS的整个史密斯圆图内都处于稳定状态。也就是说，ΓL和ΓS选择任何|ΓL|<1和|ΓS|<1的值，放大器都绝对稳定。若|S11|<1且|S22|<1，则满足下列条件之一的放大器是绝对稳定的。（1）输出稳定判别圆包含ΓL的史密斯圆图，输入稳定判别圆包含ΓS的史密斯圆图，如图7.4（a）所示。（2）输出稳定判别圆完全位...