原创 放大器的种类

有朋友希望分享一下书中的内容，我就从放大器开始，先介绍基本概念，再讨论测量方法。

系统放大器

系统放大器简单来讲就是用来放大系统信号的增益模块，它具有很好的反向隔离特性。系统放大器的噪声系数可以比低噪声放大器（LNA）高，因为他们主要用于信号通路中，其信号总是远远高于本底噪声的。通常来讲这些系统放大器位于LNA之后，并经过一些预滤波。有时也作为本振(LO)放大器用在变频器中对RF信号进行隔离，防止信号泄露出射频端口。系统放大器通常都是宽带放大器，具有良好的输入和输出匹配电路，模拟一个理想的增益模块。

这些放大器的主要指标有：增益（S21），输入和输出匹配（S11，S22），隔离（S12）。有时也把放大器的方向性定义为隔离度（单位为dB，正数）减去增益（单位为dB，或S12/S21）。它用来衡量放大器输入端负载的影响，或源阻抗对输出阻抗的影响[17]。在系统其他元器件匹配较差或不稳定时，方向性就变得比较重要了。由于这些放大器带宽很宽，因此它们的稳定性很重要，因为其负载可以是多种多样的。系统放大器的其他指标还包括增益的平坦度（增益与标称值的偏差），1 dB压缩点（增益下降1 dB时的功率），谐波失真和双音三阶互调（有时称为三阶交调）。

低噪声放大器

低噪声放大器通常位于通信系统的最前端，用来在不增加过多噪声的情况下对信号进行放大。其主要指标为噪声系数和增益。从系统角度讲，噪声参数非常重要，因为它代表了噪声系数随着源阻抗的变化。LNA通常用于小功率的环境下因此其1 dB压缩点并不是一个主要的指标，但在使用时失真仍然是一个制约因素，因此参考输入的截断点也是一个常见指标。低噪声放大器通常需要在（最低）噪声系数和（较好的）输入匹配之间进行折中。LNA提供最低噪声时的源阻抗未必等于系统阻抗，因此LNA设计的一个关键任务阻抗匹配。

 功率放大器

功率放大器的多数指标与系统放大器和低噪声放大器相同，但更强调功率处理。此外，放大器的效率也是功率放大器中最常见的指标之一，这意味着在测量时还必须考虑直流驱动电压和电流。由于功率放大器通常与射频激励脉冲一起使用，因此其脉冲特性，例如脉冲包络（包括脉冲的振幅和相位下垂），也是关键参数。

功率放大器往往被驱动到其非线性区域，所以常用的线性S参数不能用来表示匹配。基于此，经常用负载牵引系统来表征功率放大器。增益压缩和输出参考截取点也是功率放大器的常见指标。有些放大器（例如行波管放大器）的设计会使其输出功率在某点达到最大，然后随着驱动功率的增加而减少，这个最大功率点称为饱和点。在额定输出功率时的增益是压缩测量的另一种形式，它表示在固定功率点测量的增益，而不是找到增益下降1dB时的输入功率。

功率放大器的指标通常为其失真特性，包括IMD和谐波含量。对于调制驱动信号来说，其他相关的参数是相邻信道功率比（ACPR）和相邻信道功率电平（ACPL）。矢量幅度误差（EVM）是结合许多参数的一个综合值，会受到压缩，平坦度和互调失真（其中包括）的影响。