平衡放大器地优点

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1、百度文库#平衡放大器的优点平衡放大器由于他的低噪声特性，被广泛用于微波波段的低噪声功率放大。他比单端放大器有更好的稳定性和输入输出回波损耗。表1是。图1图示了一个平衡放大器的结构。两个相似的（经过挑选的）单端放大器被并联，两个分支分别称之为 102a和102b。输入信号105通过一个90o混合功率分路器 100 均等地分配并馈入两个单端放大器的输入端。然后，每个放大器输出的放大信号由一个90o混合功率合路器103合成一个信号输出106。表1:平衡放大器和单端放大器的优点和缺点项目单端放大器平衡放大器输入输出回波损耗较好或者差很好较好的噪声特性和较好 的回波损耗之间的匹配 特性匹配很困难容易匹配

2、，且匹配特性不错温度变化对放大器整体 性能的影响差，且和采用的元件关系 很大很好长期稳定性困难容易兀件的离散性对放大器 整体性能的影响差好三阶截止点IP3优于6dB1dB压缩点输出功率P1dB优于6dB总功率耗散12117 dB的时候图4:使用NE334S01砷化镓场效应管的单端放大器的测试性能图5图示了由2个单端放大器组成的平衡放大器。在输入回波损耗为总噪声系数是0.42 dB。同时输出回波损耗也有较大的增强。30LEmmFreqiT-Tt-J -ws- -45I， 9.112 lD ?WrtR rJlD5Q-!T1-lBriFj GB|51I11-B- DSIS2-*- Dq1|* DB住

3、也|* DBM勺图5:使用两个由NE334S01砷化镓场效应管组成的单端放大器组合的平衡放大器的性能3.2刚性系数K由于每个分支放大器使用的固定负载接近 50欧姆或75欧姆。因此，平衡放大器性 能比较稳定，也就是说放大器的输入和输出实际负载对分支放大器的负载没有太大的影 响。相反，单端放大器的影响会影响实际的负载。尤其是负载为一个带通滤波器的时候，在某些频率范围会使放大器性能不稳定，带通滤波器在其通带内表现为一个50欧姆的负载，在其阻带内却表现为开路或短路。开路或短路是单端放大器不稳定的原因。图6说明了平衡放大器的刚性系数K。当在从50 MHz到10 GHz的全频谱内刚性系数 K都大于1,放大

4、器可以在这个范围内稳定工作。图7说明了单端放大器的刚性系数K，其刚性系数K在1 GHz到4.3 GHz范围内都小于1,在这个范围内单端放大器才能相对 稳定。另外，单端放大器在1 GHz到4.3 GHz范围内碰到特定的一些负载的时候可能会自激。图6:使用NE334S01场效应管的平衡放大器的刚性系数KFreqfMHzl图7:使用NE334S01场效应管的单端放大器的刚性系数 K3.3元器件的离散性和温度变化对放大器整体性能的影响所有的元器件包括场效应管和电路板都有一定的离散性。此外，每个元件的性能还随温度的变化而变化。 图8说明了平衡放大器的蒙特卡罗分析。当商业应用时温度的改变引起的元件值的变化

5、对增益S21、回波损耗S11和S22、隔离度S12和噪声系数 NF的变化影响不是太大，因为在平衡放大器的两个分支放大器的参数是同时改变的。离散性会被90。合路器和分路器所消除。图9说明了单端放大器在相同情况下的蒙特卡罗分析，尤其值得注意的是输出回波损耗的改变，同样通带的变化也是值得关注的。 DB5i I D0P22D0521DBS2|-r- DENF图&平衡放大器的蒙特卡罗分析H LLfJ0B lzdKalNrJnra二 SIR33003530403Freq (MHz口 E|NF|C9 6 7-6543-2SD4D30201 oD-1 O-2Q3JQk Dm IDtMSl2|V DHNf J图9:单端放大器在相同情况下的蒙特卡罗分析3.4其他的比较通过上面的讨论，我们可以认为平衡放大器比单端放大器在可靠性和冗余性方面有更多的优势。平衡放大器一个放大分支损坏后表现为放大器性能的下降，放大器的增益和噪声系数只降低 3dB，不至于使放大器停止工作。平衡放大器也有下列缺点：需要两个放大分支，元器件数量要加倍，还需要功率合路器和分路器使得 电路集成度降低 兀件多，成本也昂贵但是，平衡放大器由于它的高性能及广泛的适用性使得它在基础电信设备高端应用 方面是最佳选择。