運(yùn)放式射頻放大器(07-100)

　　傳統(tǒng)射頻放大器使用分立晶體管有源器件，主要原因是器件價(jià)格低廉。而隨著運(yùn)放性能的提高和批量應(yīng)用的推動(dòng)，射頻放大器采用運(yùn)放已成大勢所趨。相對(duì)于分立晶體管，高速運(yùn)放確實(shí)有其長處：首先，前者構(gòu)成的放大器，其增益和帶寬與晶體管的偏流和工作點(diǎn)關(guān)系很大，調(diào)整起來相對(duì)困難；而運(yùn)放的增益是不受偏置影響的。其次，運(yùn)放還能減少工作溫度范圍內(nèi)的參數(shù)漂移，使工作更可靠和穩(wěn)定。

　　眾所周知，運(yùn)放又可分為電壓反饋式(VFB)和電流反饋式(CFB)兩種。在實(shí)際應(yīng)用中，大量使用的是VFB運(yùn)放，但在射頻放大器應(yīng)用中，CFB運(yùn)放具有更出色的性能。VFB運(yùn)放的增益一帶寬積是恒定的，增益受到帶寬的限制；CFB運(yùn)放在接近最高頻率處仍有較高的增益。例如，VFB運(yùn)放THS4001開環(huán)帶寬(-3dB)為270MHz，增益為100(20dB)時(shí)可用帶寬僅為10MHz；而CFB運(yùn)放THS3001開環(huán)帶寬(-3dB)為420MHz，增益100時(shí)可用帶寬可達(dá)150MHz。

　　當(dāng)然，射頻設(shè)計(jì)者還要了解CFB運(yùn)放的一些特點(diǎn)：

　　·放大器用運(yùn)放的內(nèi)部構(gòu)造有所不同，但構(gòu)成放大器的基本拓?fù)錄]有改變。
　　·CFB運(yùn)放數(shù)據(jù)表推薦的反饋電阻RF值應(yīng)嚴(yán)格遵守，增益應(yīng)用RG來調(diào)整。
　　·反饋環(huán)中不能有電容存在。

　　放大器的基本拓?fù)浜蛥?shù)

　　CFB運(yùn)放射頻放大器的基本拓?fù)淙允欠答伔糯笃鹘Y(jié)構(gòu)，有同相放大器和反相放大器兩種形式。另一方面，對(duì)射頻電路而言，要特別關(guān)注輸入端與輸出端的阻抗匹配問題，系統(tǒng)常用50Ω電纜連接，由于運(yùn)放的輸入阻抗高，因而輸入端并接一個(gè)50Ω電阻；在輸出端，運(yùn)放輸出阻抗低，故而串接了一個(gè)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(gè)散射(S)參數(shù)來表征。術(shù)語“散射”隱含著損耗的意思。反射，即散射參數(shù)S11與S12會(huì)減少有用的信號(hào)，反向傳輸S12從負(fù)載處返回輸出功率，只有正傳輸S21是有用的散射參數(shù)。設(shè)計(jì)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(hào)交流參數(shù)可從S參數(shù)推得，兩者的關(guān)系見表1，這些指標(biāo)是頻率依賴的。