中心論題：

• 簡要介紹放大器
• 放大器的基本拓撲和參數

解決方案：

• 運放射頻放大器有良好的散射參數
  ，輸入和輸出VSWR較小
• 運放隔離效果很好
• CFB運放的正向增益不受增益/帶寬積限製
  ，有較高的增益
• 運放射頻放大器的增益平坦度、-1dB壓縮點、互調製截距和噪聲都要比分立晶體管放大器略勝一籌

傳chuan統tong射she頻pin放fang大da器qi使shi用yong分fen立li晶jing體ti管guan有you源yuan器qi件jian
，主zhu要yao原yuan因yin是shi器qi件jian價jia格ge低di廉lian。而er隨sui著zhe運yun放fang性xing能neng的de提ti高gao和he批pi量liang應ying用yong的de推tui動dong，射she頻pin放fang大da器qi采cai用yong運yun放fang已yi成cheng大da勢shi所suo趨qu。相xiang對dui於yu分fen立li晶jing體ti管guan
，高gao速su運yun放fang確que實shi有you其qi長chang處chu：首先
，前者構成的放大器，其增益和帶寬與晶體管的偏流和工作點關係很大，調整起來相對困難；而運放的增益是不受偏置影響的。其次，運放還能減少工作溫度範圍內的參數漂移
，使工作更可靠和穩定。
　　
眾所周知
，運放又可分為電壓反饋式(VFB)和電流反饋式(CFB)兩種。在實際應用中，大量使用的是VFB運放，但在射頻放大器應用中，CFB運放具有更出色的性能。VFB運放的增益一帶寬積是恒定的
，增益受到帶寬的限製；CFB運放在接近最高頻率處仍有較高的增益。例如
，VFB運放THS4001開環帶寬(-3dB)為270MHz，增益為100(20dB)時可用帶寬僅為10MHz；而CFB運放THS3001開環帶寬(-3dB)為420MHz，增益100時可用帶寬可達150MHz。
　　
當然
，射頻設計者還要了解CFB運放的一些特點：放大器用運放的內部構造有所不同，但構成放大器的基本拓撲沒有改變；CFB運放數據表推薦的反饋電阻RF值應嚴格遵守，增益應用RG來調整；反饋環中不能有電容存在。
　　
放大器的基本拓撲和參數
CFB運yun放fang射she頻pin放fang大da器qi的de基ji本ben拓tuo撲pu仍reng是shi反fan饋kui放fang大da器qi結jie構gou，有you同tong相xiang放fang大da器qi和he反fan相xiang放fang大da器qi兩liang種zhong形xing式shi。另ling一yi方fang麵mian，對dui射she頻pin電dian路lu而er言yan，要yao特te別bie關guan注zhu輸shu入ru端duan與yu輸shu出chu端duan的de阻zu抗kang匹pi配pei問wen題ti，係xi統tong常chang用yong50Ω電纜連接，由於運放的輸入阻抗高
，因而輸入端並接一個50Ω電阻；在輸出端，運放輸出阻抗低，故而串接了一個50Ω電阻。這樣，同相放大器就如圖1所示。

射頻電路性能通常用4個散射(S)參數來表征。術語“散射”隱含著損耗的意思。反射，即散射參數S11與S12會減少有用的信號，反向傳輸S12從負載處返回輸出功率，隻有正傳輸S21是有用的散射參數。設計射頻電路就是要減少S11、S22與S12而提高S21。射頻放大器小信號交流參數可從S參數推得，兩者的關係見表1，這些指標是頻率依賴的。

輸入與輸出電壓駐波比(VSWR)是個比值，因而是一個無單位量
，它是輸入
、輸出阻抗與源阻抗

、負載阻抗匹配的度量，為了避免反射應盡可能地匹配。VSWR定義為：VSWR=Z(I/O)/ZS或ZS/Z(I/O)
　　
理想的VSWR等於1：1
，然而典型的VSWR在工作頻率範圍內不會好於1.5：1。運放的輸入、輸出阻抗是設計者選擇的外部元件確定的
，因此運放的數據表並未對VSWR作出規定。回波損耗—該值與VSWR的關係為：
　　
回波損耗 =20log(VSWR+1)/(VSWR-1)=10log(s11)2(輸入)=10log(S22)2(輸出)
　　
由於輸出阻抗在射頻處不是與ZL完全匹配的
，它隨環增益減少而逐漸增大，因而RO並聯了一個電容進行補償。
　　
正向傳輸S21是由輸入電阻RG和反饋電阻RF確定的


，對同相型運放S21表示為：S21=AL=1/2(1+RF/RG)
　　
注意，輸出端增加了一個串聯電阻，電壓分壓使增益降低了一半。對射頻放大，常用功率增益來表示：

PO(dBm)=10log(絕對功率/0.001W)

dBm=dBV+13(50Ω終端電阻)
　　
反向傳輸S12表示輸入與輸出的隔離度，CFB射頻運放的隔離度相當不錯，尤其是同相型放大器，它的反饋連接在反相端，使隔離更佳。
　　
相位線性度—設計者常常關心RF電路的相位響應
，CFB放大器的相位線性度比VFB型放大器好
，如：
　　
VFB THS4001的差分相移為0.15°
　　
CFB THS3001的差分相移為0.02°
　　
頻率響應平坦度——CFB放大器可通過微調電阻(見圖1倒相端串聯的電阻)來調整頻響的平坦度而不會影響正向增益。再加上微調電阻後，RF和RG值要相應地減少，但它們的比值保持不變，因而增益也保持不變。
　　
-1dB壓縮點—-1dB壓縮點定義為：在固定頻率下，放大器實際功率比預期值少1dB，換句話說，放大器增益比低功率下降低了1dB。-1dB壓ya縮suo點dian是shi射she頻pin設she計ji者zhe對dui電dian壓ya軌gui值zhi的de一yi種zhong表biao述shu。射she頻pin設she計ji者zhe更geng關guan注zhu增zeng益yi的de最zui大da化hua
，輕qing微wei的de嵌qian位wei是shi允yun許xu的de
，隻zhi要yao產chan生sheng的de諧xie波bo在zai相xiang關guan法fa規gui的de範fan圍wei內nei，於yu是shi確que定ding了le-1dB壓縮點。
　　
標準交流耦合RF放大器在工作頻率範圍內顯示出相對恒定的-1dB壓縮點。在低頻下
，增加固定頻率的功率最終會將輸出驅動至軌值
，即VOM指標；在高頻下

，運放會受到轉換速率的限製，由於輸出使用了匹配電阻，轉換速率也降低了一半。
雙頻三次諧波互調製截距——在RF帶寬內，當兩個空間相近的信號被放大時就會產生和頻與差頻，這些信號是互調製諧波，主要問題是這些諧波幅度的增長是基頻的3倍。理論上，一個係統初始基頻信號在0dBm水平，互調製諧波在-60dBm，當基頻幅度增加時，諧波以3倍於基頻的速度增長
，最終在+30dBm處相交。典型的RF電路不會調整至+30dBm，因而3次互調製截距是理論上的，互調製截距越大越好。
　　
噪聲值—當運放作為有源器件時，RF噪聲值與運放噪聲是一回事。熱噪聲有一定影響，但RF電路使用的電阻通常較小，它們的噪聲可忽略不計。運放RF電路的噪聲與增益和帶寬有關。例如，使用一個運放
，應用於10.7MHz中放，信號電平0dBV，增益為1
，噪聲譜密度如圖2所示。此外，帶寬越窄

，噪聲越低，見表2。

結語
如果價格可以接受的話，運放，特別是CFB運放非常適合射頻設計。運放高頻放大器的偏置與增益和終端無關
，調整方便，工作穩定
、可靠。此外，運放射頻放大器有良好的散射參數，由於終端效應和匹配可獨立控製，因而輸入和輸出VSWR較小；運放由成百個晶體管組成，隔離效果很好；CFB運放的正向增益不受增益/帶寬積限製，有較高的增益。運放射頻放大器的增益平坦度
、-1dB壓縮點
、互調製截距和噪聲都要比分立晶體管放大器略勝一籌。