限幅放大器的“极限”

在许多应用中，放大器的作用在于在不牺牲效率、不失真、不增加噪声系数的情况下，提高信号强度。然而，对于大多数接收机系统等应用而言，实现最大的信号功率输出并非其目标。接收机电路通常对输入功率高度敏感，并且当其持续经受超出说明书所列标称量的信号能量时，可能会失去其灵敏度或发生损坏，因此势必需要在某一频率范围内对最大信号功率量进行限制。限幅放大器正是针对此类需求而设计。

许多放大器的最大输出功率受限于输入信号、增益、设计特征、偏压及可用功率，而限幅放大器电路的输出端本身即具有严格的最大功率限制。因此，在给定的频率范围内，无论输入如何，限幅放大器的最大输出信号能量均为一项固定的预设值。此外，与其他放大器相同的是，限幅放大器的主要参数也包括动态范围、增益及增益平坦度。

限幅放大器常用于需要高信号保真度的应用，例如敏感雷达接收机、射频/光转换器中的光纤收发器等，因此线性度、噪声及附加相位噪声性能也是其需要考量的参数。此外，对于光纤、微波回程及5G毫米波信道等，这类使用高吞吐量数据信号的应用而言，在保持信号质量的同时，因接收机电路高度敏感且易受干扰影响，对其输入功率进行限制这一点也至关重要。限幅放大器的另一些常见应用领域包括敏感雷达接收机、有源相控阵雷达（AESA）收发（TR）模块，以及电子战（EW）这类关键通信接收机需承受来自附近友方发射机、敌方干扰等高信号能量的情形。

限幅放大器的另一项重要优势为，其可为接收机电路提供稳定的输入功率。这一优势可用于消除输入信号中的调制分量，因而限幅放大器也可用作比较部件。这些特性使得限幅放大器成为瞬时测频（IFM）接收机、测向、数字射频存储器（DRFM）以及各种信号情报用途的关键一环。

限幅放大器可通过多种方式实现。某些最为简单的输出限幅放大器采用钳位网络。简单钳位网络由双肖特基二极管电路和限流电阻器组成，而复杂钳位网络由多个晶体管、二极管及电阻器组成，以实现更高的精度及更快的恢复速度。其他类型的限幅放大器采用从输入端逐步“收紧”至输出端的多个前后增益级。由于很多应用，尤其电子战应用希望限幅放大器能够覆盖多个倍频程，因此无论对于何种限幅放大器的设计，宽带功率限制功能均为一项挑战。其他设计时必须考量的因素包括功率限制稳定性、频率均衡/稳定性、热量管理/热量补偿、谐波及动态范围。此外，由于限幅放大器常用于极端温度环境及恶劣环境中，因此其通常采用带耐用连接器且工作温度范围较宽的全密封封装。

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