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射频放大器的简介
在射频信号链中,通常需要在输入、输出或通过信号时提供信号调节。最需要的信号调节方法之一是信号能量放大,这是射频放大器的关键功能。信号放大涉及增加信号的幅度,这可能意味着电压、电流或功率幅度,具体取决于放大器的类型。通常情况下,放大器的增益参考功率的物理概念,并以分贝/瓦或dB为单位。
功率是能量随时间的物理转变,或焦耳每秒(瓦特)。对于许多消费者无线应用来说,一瓦的射频功率相对较高,而科学和国防应用则使用千瓦的射频功率。在非高功率信号链中,常见的射频功率的单位为瓦、毫瓦和微瓦。分贝是两种度量之间的比较量。因此,每瓦分贝相当于对数刻度,其中0dB是1瓦的功率,其中从0dB起+/-3dB大致相当于功率的两倍(正)或一半(负)。
这一概念对于理解射频放大器非常重要,因为射频放大器的关键参数是增益,以dB为单位。增益是指将射频放大器输入端注入的信号与输出端输出的信号所产生的输入功率电平与输出功率电平的比较。例如,增益为15 dB的射频放大器将使信号功率增加15 dB,约为原始信号功率的2x2x2x2=32倍。
射频放大器有很多局限性,不同类型放大器用于不同应用,每种放大器都具有为特定应用和性能设计的属性。射频放大器的一个关键因素是,只要在放大器的工作频率范围内,放大器就会增加输入端所有信号的功率,包括放大噪声和干扰。因此,许多放大器在输入和/或输出端都配有滤波器,以尽量减少放大器输入或输出端的外部干扰。射频放大器还将其自身内部产生的噪声添加到信号中,这被称为附加噪声。此外,射频放大器是非线性器件,特别是在放大器接近饱和的情况下,也会给信号注入一些失真。