嗨,欢迎来到兆亿微波官方商城!
服务热线: 010-62975458  17600099251
购物车图片 购物车 ( )
全部商品分类

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降

2021/9/17 10:09:52
浏览次数: 28

    在许多现代分立式射频收发器中,满足频率范围内的增益滚降和增益平坦度要求是一个常见问题。理想情况下,RF 收发器的信号路径中的增益应该在感兴趣的频带内随频率变化而平坦。然而,RF 系列中的每个组件都有一个有限的带宽,这会导致整个系统增益响应随频率滚降。这在增益与频率的关系图中被视为负斜率。这种行为使得满足这些收发器的增益平坦度规范非常具有挑战性,尤其是在宽带宽上。


    考虑图 1 所示的简化接收器链。RF 系列由一个低噪声放大器 (LNA) 和两个增益模块(RF Amp #1 和 RF Amp #2)组成。三个放大器的有限带宽和负增益斜率将影响级联阵容的整体系统增益和带宽。为简单起见,该图假设所有三个放大器都具有相同的增益和带宽。在每一级,蓝色曲线表示放大器自身的增益响应。红色曲线显示 LNA 和第一个增益块的累积响应,而绿松石曲线显示所有三个放大器的累积响应。由于 RF 路径排列的复合增益滚降,每个 RF 模块都会导致频率范围内的增益误差。


正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降


    图 1:在接收器链中级联的三个放大器的负增益斜率对整体增益响应的影响。


    实际上,设计人员至少有两种技术来补偿增益滚降。一种方法是在信号链中使用固定均衡器,通过增加频率响应斜率与增益斜率大致相反的衰减来使增益响应平坦化。使用 MMIC 固定均衡器平坦化增益斜率中详细讨论了这种方法。另一种方法是使用在所需带宽上具有正增益斜率的放大器。


    本文将重点介绍正增益斜率放大器在管理增益随频率变化方面的优势。将讨论与均衡器方法相关的优缺点,并介绍 Mini-Circuits 目录中的示例。最后,将探讨正增益斜率放大器的应用。


    均衡器与放大器


    固定均衡器可以成为管理信号链中负增益斜率的非常有用的构建模块。由于它们具有多种精确的衰减斜率值,因此设计人员可以灵活地将正确的衰减斜率与其系统增益斜率相匹配,从而产生所需的组合响应。Mini-Circuits MMIC 均衡器的频率范围为 DC 至 6、20 和 45 GHz,采用 2x2mm QFN 或裸片格式,因此它们需要的电路板空间相对较小。


    但是均衡器有几个必须考虑的权衡。一种权衡是牺牲整体 RF 信号链增益以换取更宽可用带宽上的增益平坦度。在 RF 信号链中添加均衡器将牺牲 RF 接收器的噪声系数性能,并且当在 PA 附近使用时,将牺牲发射器输出功率。如果这些限制对给定系统的性能至关重要,则最好使用提供增益而不是衰减的增益平坦技术。


    正增益斜率放大器允许 RF 接收器在增益、噪声系数和动态范围方面保持 RF 链路预算性能,同时满足频率范围内的增益平坦度规范。在发射端,这种放大器避免了降低 PA 功率输出,同时又可以平衡系统频率响应。图 2 显示了宽带接收器的增益响应、正增益斜率放大器以及两者的组合响应的一般说明。请注意复合响应中的平坦化效果和整体增益的增加。Mini-Circuits 通过一组独特的具有正增益斜率的宽带 MMIC 放大器满足了对这种能力的需求。

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降

    图 2:利用正增益斜率放大器校正收发器增益平坦度误差的示例。


    Mini-Circuits 的正增益斜率放大器


    Mini-Circuits 目录中的正增益斜率放大器的一个示例是PMA-183LPN+。该放大器覆盖 6 至 18 GHz 频率范围,6 至 15 GHz 的斜率约为 +0.21 dB/GHz,15 至 18 GHz 的斜率约为 +0.55 dB/GHz。增益放大器增益响应如图 3 所示。该模型还提供了 1.2 dB 和 33 dB 方向性的出色噪声系数。它采用 3.5 x 2.5mm QFN 封装或裸片格式。

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降


    图 3:具有正增益斜率的 Mini-Circuits 的 PMA-183PLN+ 宽带 LNA 的增益响应。

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降

    该产品类别中的第二个放大器是AVA-183P+,它涵盖了从 0.5 到 18 GHz 的更宽带宽。该模型的增益斜率在 0.5 至 10 GHz 范围内约为 +0.13 dB/GHz,在 10 至 18 GHz 范围内约为 +0.15 dB/GHz。放大器增益响应如图 4 所示。

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降

    图 4:AVA-183P+ 简化原理图和焊盘描述

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降


    这两种产品均可用于 RF 信号路径系列,以补偿接收器和发射器随频率的增益滚降,并加宽信号链的整体带宽。


    具有正增益斜率的放大器的常见应用


    RF 收发器链的示例如图 5 所示。 LNA、混频器、IF 放大器和 PA 的有限带宽都会由于 RF 和 IF 信号路径的复合增益滚降而导致频率范围内的增益误差超频排列。由于市场上用于构建这些收发器的可用商用现货 (COTS) 组件的带宽限制,这尤其成为一个问题。

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降

    图 5:使用分立元件的典型 RF 收发器系列。


    在具有正斜率的 RF 阵容中使用放大器有助于加宽和平坦化 RF 信号链的增益响应,类似于图 2 中所示的效果。正斜率(蓝线)将与接收器响应(红线)结合并产生复合响应(绿线),其带宽和增益响应比接收器本身更高。


    收发器架构以外的其他应用也可以从 Mini-Circuits 的正增益斜率放大器产品中受益。其中一种应用是将长同轴电缆或 3 类或 5 类双绞线驱动到 50W 端接负载的放大器。长同轴电缆的带宽是有限的,并且电缆的频率响应向工作带宽的上部区域滚降。图 6 绘制了几种不同类型的同轴电缆随频率的衰减。Y 轴绘制了几种不同同轴电缆类型每 100 英尺的衰减(以 dB 为单位)与 X 轴上的频率的关系图。图 6 中不同同轴电缆类型的衰减斜率随着频率的增加而增加。

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降

    图 6:不同同轴电缆类型的衰减(以 dB 为单位)/100 英尺频率。


    正增益斜率放大器可用于补偿驱动长同轴电缆的带宽限制。正斜率放大器和长同轴电缆的组合可以产生宽带、平坦的增益响应。图 7 显示了此应用的示意图。

正增益斜率放大器补偿宽带系统中的增益滚降


    图 7:使用正增益斜率放大器补偿长同轴电缆运行影响的应用。


    结论


    负增益斜率是宽带收发器、电缆敷设和其他应用的常见和众所周知的特性。虽然设计人员有多种技术来补偿增益滚降,但具有正增益斜率的放大器具有一些明显的优势。


在线留言询价
推荐阅读
  • 点击次数: 2
    2026-06-23
    通过以太网接口,单片机能够实现远程数据传输和控制,提升系统的智能化和联网能力。然而,在设计以太网单片机接口时,需要综合考虑硬件和软件多个方面,确保系统的稳定性、效率和可靠性。那么,以太网单片机接口设计时需要注意哪些方面?一、硬件接口设计1. 选择合适的以太网物理层芯片(PHY)以太网接口通常包括MAC层和PHY层。单片机多内置MAC模块,需配合外部PHY芯片实现信号的物理传输。选择PHY芯片时,应关注其工作速率(10/100/1000Mbps)、支持的接口标准(RMII、MII)及兼容性。2. 合理设计信号线路以太网信号高速且对线材和布线规范要求较高。注意芯片和连接器之间的差分对线长应尽量短且匹配阻抗,避免信号反射和干扰。隔离变压器(Magnetics)应根据设计规范合理选型,保证信号质量和电气隔离。3. 电源和地线设计以太网PHY芯片及单片机对电源噪声较为敏感。设计时应采用低噪电源,增加滤波和去耦电容,减少干扰对信号的影响。地线布局应合理,避免数字地和模拟地混淆,确保信号完整性。4. 以太网接口连接器RJ45连接器质量直接影响连接稳定性和信号品质。选择带有内置磁性元件的连接器可简化设计,同时注意连接器的机械强度和防尘性能。二、软件协议栈设计1. 网络协议支持单片机通常资源有限,选择轻量级TCP/IP协议栈(如lwIP)非常关键。根据应用需求,决定支持的网络协议(TCP、UDP、ICMP等),确保协议栈资源占用合理,且功能稳定。2. 中断与缓冲机制以太网传输采用中断方式可提高响应速度,但需合理处理中断优先级和频率,避免系统负载过重。同时设计适当的接收与发送缓冲区,防止数据丢失和传输阻塞。3. 网络安全考虑接口设计应考虑基础安全机制,如数据校验、防止非法包、简单加密措施等,防止网络攻击及数据泄露。三、系统综合考虑1. 性能匹配依据单片机性能选择合适的以太网速度和协议复杂度,避...
  • 点击次数: 1
    2026-06-23
    在电子制作和电路实验过程中,洞洞板和面包板是两种极其常用的硬件平台。各自具有不同的结构和用途,适用于不同阶段的电路搭建和调试。下面就简单了解一下两者间的区别在哪吧!洞洞板洞洞板,又称为打孔板或者焊接板,是一种带有规律排列的预打孔的电路板。每个孔都可用于插入电子元件的引脚,孔之间不带有固定的导电连接,用户需要自行焊接电路元件和导线以完成所需电路。特点物理结构:硬质绝缘基板,上面均匀分布许多小孔,孔与孔之间无导电连接。制作方式:通过焊接电子元件及导线在孔中固定,形成永久连接。适用阶段:适用于电路设计验证后的打样和制作,以及小批量或手工电路制作。优点电路连接固定可靠,且耐用。方便制作结构相对简单的电路。可自定义布线灵活性高。缺点制作周期相对较长,需要焊接技能。修改电路不方便,焊点拆除较难。面包板面包板(Breadboard)是一种无需焊接、可快速插拔电子元件的实验平台。其内部通过金属条形成预先连接好的导电网络,用户只需插入元件脚和连接线,即可实现临时电路搭建和测试。特点物理结构:塑料板上有大量孔洞,内部有金属排线连接一定孔位来形成电气连接。制作方式:通过直接插拔电子元件实现电路搭建,无需焊接。适用阶段:电路设计初期,快速验证和调试电路方案。优点设计和调整电路非常方便,多次插拔不会损坏元件。不需要焊接,适合初学者使用。能快速搭建复杂或临时电路。缺点连接相对松散,容易接触不良。不适合长期使用或功率较大的电路。体积通常较大,不便于携带或小型化设计。
  • 点击次数: 2
    2026-06-23
    开发板集成了处理器、存储器、接口及各种外设,为用户提供了一个便捷的硬件实验环境。市面上的开发板种类繁多,适用于不同的应用和技术需求。那么,市面上常见的开发板都有哪些呢?一、Arduino系列开发板1. Arduino Uno简介:基于ATmega328P微控制器,拥有14个数字I/O口和6个模拟输入口。特点:入门级经典开发板,资源丰富,社区支持强大,适合初学者。应用:机器人、自动化控制、传感器接口开发。2. Arduino Mega 2560简介:基于ATmega2560芯片,拥有更多I/O口和内存。特点:更适合复杂项目,支持更多外设连接。应用:大型控制系统、多传感器融合。二、树莓派(Raspberry Pi)系列1. Raspberry Pi 4 Model B简介:搭载4核ARM Cortex-A72处理器,支持最高8GB内存。特点:功能强大,支持Linux系统,适合嵌入式Linux开发和多媒体应用。应用:家庭服务器、智能家居、机器视觉、教育平台。2. Raspberry Pi Zero简介:体积小巧,基于单核ARM处理器。特点:低成本、低功耗,适合简单嵌入式项目。应用:物联网终端、小型传感器设备。三、ESP系列开发板1. ESP8266 NodeMCU简介:集成Wi-Fi功能的低成本微控制器,基于ESP8266芯片。特点:支持无线联网,编程简单,价格低廉。应用:智能家居、无线传感网络。2. ESP32开发板简介:双核Xtensa处理器,集成Wi-Fi和蓝牙功能。特点:性能强大,功能丰富,适合复杂的无线通信项目。应用:物联网、智能穿戴、无线音视频传输。四、STM32系列开发板1. STM32F103C8T6(“蓝色药丸”)简介:基于ARM Cortex-M3内核,主频72MHz,资源丰富。特点:价格实惠,广泛应用于培训和入门级开发。应用:工业控制、机器人、传感器数据采集...
  • 点击次数: 2
    2026-06-23
    EEPROM是一种广泛应用的非易失性存储器。它能够在断电后仍保持数据不丢失,且支持灵活的电气擦除和重写操作。其主要特点是:数据可电气方式擦除与重写:不同于传统ROM需要物理手段擦除。细粒度擦写单元:通常以字节为单位进行擦写,灵活性高。数据持久性好:即使断电,存储的数据依然保持。EEPROM常用于保存需要频繁更新但不能丢失的数据,如设备配置参数、校准数据等。EEPROM存储数据的原理EEPROM的数据存储基于浮动栅极晶体管技术。其核心在于一个额外的浮动栅极被绝缘层包围,能捕获和存储电子,从而实现对存储位的电气控制。1. 浮动栅极结构每个EEPROM存储单元包含一个浮动栅极和一个控制栅极:浮动栅极:被厚厚的绝缘氧化层包裹,电荷困在其中不会轻易泄漏。控制栅极:位于浮动栅极上方,用于控制浮动栅极的电荷状态。2. 存储数据的电荷机制EEPROM通过向浮动栅极注入或移除电子来代表数据的"0"或"1"状态:写入(编程)数据:利用隧穿效应(Fowler-Nordheim隧穿)将电子注入浮动栅极,改变其电荷状态,使存储单元保持特定的电压阈值,代表逻辑“0”或“1”。擦除数据:施加反向电压,使电子离开浮动栅极,恢复到初始状态。由于电子被困在绝缘层内,即使电源断开,也不会轻易丢失信息,实现非易失性。EEPROM的读、写、擦除过程1. 读取数据读取时,控制电路通过检测浮动栅极状态对应的阈值电压,判断存储单元的逻辑状态。此过程无需改变浮动栅极电荷,属于非破坏性读出。2. 写入(编程)数据写入时,电路对选中单元施加写电压,促使电子通过氧化层“隧穿”进入浮动栅极,改变晶体管阈值,实现数据写入。3. 擦除数据擦除操作可针对单个字节或整个储存区域,施加合适的电压与极性,使浮动栅极中电子释放,恢复原始状态。EEPROM通过浮动栅极晶体管技术,实现了电子电荷的捕获和释放,...
  • 点击次数: 1
    2026-06-23
    单片机(简称MCU)作为嵌入式系统的核心控制器,其地址范围指的是其内部或外部存储器(包括程序存储器和数据存储器)所能访问的地址空间的起始地址到结束地址的区间。通过这个地址范围,单片机能够定位并访问特定的存储单元。单片机通常包含两类主要存储器:程序存储器(代码存储器):用于存储固化的程序代码,通常是只读存储器(ROM、Flash)。数据存储器:用于程序运行时临时存放数据,通常是随机存取存储器(RAM)。地址范围与容量的关系单片机的地址范围决定了它可以访问的最大存储单元数目,而存储器容量则是以字节(Byte)为单位的存储大小。两者之间的关系如下:容量 = 地址范围大小 × 每个地址单元的存储大小通常每个地址单元存储1字节数据,容量单位与地址范围大小相同。例如,8位地址总线可访问2^8 = 256个地址,若每地址1字节,则容量为256字节。那么,如何计算单片机的地址范围及容量?1. 根据地址线数计算地址范围单片机的地址范围主要由其地址线数量决定。计算公式为:地址范围大小 = 2^n其中,n为地址线数量。n根地址线可组合形成2^n个不同地址。地址范围通常以地址的最高值和最低值表示,范围从0开始到2^n − 1。2. 根据存储器结构计算容量容量计算时还需要知道每个地址对应存储的字节数。大多数情况下,单片机的存储器是字节寻址,即每个地址对应1字节容量。因此:容量(字节) = 2^n × 每地址字节数若存在多字节组织(例如16位字长),则需要乘以字长对应的字节数。3. 区分程序存储器和数据存储器地址范围现代单片机通常采用哈佛结构,程序存储器和数据存储器分别拥有独立的地址空间和地址线。它们的地址范围和容量计算需分别考虑。例如:程序存储器地址线为m根,则程序存储器容量为2^m字节或指令数。数据存储器地址线为k根,则数据存储容量为2^k字节。举例说明以一款常见的单片机为例:...
热门分类
关于我们

───  公众号二维码  ───

兆亿微波商城微信公众号

兆亿微波商城www.rfz1.com是一个家一站式电子元器件采购平台,致力于为广大客户提供高质量、高性能的电子元器件产品。产品覆盖功放器件、射频开关、滤波器、混频器、功分器、耦合器、衰减器、电源芯片、电路板及射频电缆等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、BOM配单及提供产品配套资料等,为客户提供一站式供应链采购服务。 

  • 品质 • 正品行货 购物无忧
  • 低价 • 普惠实价 帮您省钱
  • 速达 • 专业配送 按时按需
Copyright ©2020 - 2021 兆亿微波科技有限公司
X
1

QQ设置

    1
3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

5

电话号码管理

电话 电话 电话
010-62975458
    1
6

二维码管理

    1
返回顶部
展开