放大器设计步骤解析
时间：10-02
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1、首先估计所设计放大器需要达到的增益，输入输出VSWR，一般业界都将VSWR做到2.0以下，除非是功率放大器的输出VSWR，可以不考虑这个限制。
2、选择适当的晶体管，确定晶体管的工作状态，在当前设计的偏压条件下，计算晶体管的S参数，MSG等，确定在设计的频段内，MSG略大于所要设计的放大器增益的值，一般设计的增益值会比MSG小2dB左右，以避免引起振荡，并方便做匹配。
3、将晶体管的稳定系数K值全部提升至1以上，而并不是只要保证工作频段K值大于1，带外的频段受到干扰也可能引起振荡，但在工作频段K值最好只能略大于1，一般去1.05，1.1左右，K值越大，设计的放大器最大增益将变小，而在带外频段，K值尽量大，K值随频率曲线最好呈现一个U字型。
4、如果是设计驱动放大器，一般设计成输入输出都共轭匹配，这里很多人在设计中常采用下面不太高效的做法：输出先接上50欧姆，再设计输入匹配网络，然后设计输出匹配网络，由于输出电路已不是50欧姆，需要再调整输入匹配网络，同样的，输入匹配网络变了以后，需要再一次调整输出匹配网络，来回需要调谐很多次，才有可能达到指标。其实输入输出匹配网络设计成共轭匹配时有一个唯一解，用公式或ADS等软件一算并可以计算出gama_S和gama_L。公式可以参考《微波工程》第472页。ADS中有直接计算的控件，位于S参数控制面板下的SmGamma1和SmGamma2。得到这两个值后，只要将50欧姆阻抗匹配到这两个值。
5、如果是设计LNA，一般是设计输出共轭匹配，而输入需要考虑降低噪声系数，需要引入一些失配。到底引入多大的失配，即gama_S如何选取，需要画出晶体管的等噪声系数圆和Ga的等增益圆。该两个圆均可以通过ADS中S参数控制面板下面的NsCircle和GaCircle控件来完成。通过折中考虑噪声系数和增益，决定gama_S的值。另外gama_S的选择也要考虑是否方便做匹配，Q值是否过高（影响匹配带宽），元件值的敏感度（gama_S附近等高线的疏密），是否远离稳定圆等因素。
6、得到gama_S后，带入公式求出gama_out，而gama_L为gama_out的共轭（输出共轭匹配），得到gama_L后，验证gama_L是否远离稳定圆，然后通过gama_L算出gama_in，最后的得出VSWR1，验证VSWR1是否满足要求（业界一般规定2.0以下），如果不满足，则回到步骤4重新选择gama_S。
7、如果是设计PA，一般是设计输入共轭匹配，输出引入失配，使其输出功率能够达到较大水平。到底引入多大的失配，即gama_L如何选取，需要画出晶体管的输出等功率梯度曲线，晶体管效率曲线（PAE），Gp等增益圆，同时折中考虑输出功率，效率和增益等因素，选取gama_L。等功率梯度曲线可以通过LoadPull方式得到。同时gama_L的选择也要考虑第5点的后面几点因素。
8、得到gama_L后，带入公式求出gama_in，则gama_S为gama_in的共轭（输入共轭匹配），得到gama_S后，验证gama_S是否远离稳定圆，然后通过gama_S算出gama_out，最后的得出VSWR2，验证VSWR2是否满足要求（不过对于功放的输出VSWR，业界并没有严格定义，一般可以放宽标准，已达到所要的输出功率），如果不满足，则回到步骤7重新选择gama_L。
2、选择适当的晶体管，确定晶体管的工作状态，在当前设计的偏压条件下，计算晶体管的S参数，MSG等，确定在设计的频段内，MSG略大于所要设计的放大器增益的值，一般设计的增益值会比MSG小2dB左右，以避免引起振荡，并方便做匹配。
3、将晶体管的稳定系数K值全部提升至1以上，而并不是只要保证工作频段K值大于1，带外的频段受到干扰也可能引起振荡，但在工作频段K值最好只能略大于1，一般去1.05，1.1左右，K值越大，设计的放大器最大增益将变小，而在带外频段，K值尽量大，K值随频率曲线最好呈现一个U字型。
4、如果是设计驱动放大器，一般设计成输入输出都共轭匹配，这里很多人在设计中常采用下面不太高效的做法：输出先接上50欧姆，再设计输入匹配网络，然后设计输出匹配网络，由于输出电路已不是50欧姆，需要再调整输入匹配网络，同样的，输入匹配网络变了以后，需要再一次调整输出匹配网络，来回需要调谐很多次，才有可能达到指标。其实输入输出匹配网络设计成共轭匹配时有一个唯一解，用公式或ADS等软件一算并可以计算出gama_S和gama_L。公式可以参考《微波工程》第472页。ADS中有直接计算的控件，位于S参数控制面板下的SmGamma1和SmGamma2。得到这两个值后，只要将50欧姆阻抗匹配到这两个值。
5、如果是设计LNA，一般是设计输出共轭匹配，而输入需要考虑降低噪声系数，需要引入一些失配。到底引入多大的失配，即gama_S如何选取，需要画出晶体管的等噪声系数圆和Ga的等增益圆。该两个圆均可以通过ADS中S参数控制面板下面的NsCircle和GaCircle控件来完成。通过折中考虑噪声系数和增益，决定gama_S的值。另外gama_S的选择也要考虑是否方便做匹配，Q值是否过高（影响匹配带宽），元件值的敏感度（gama_S附近等高线的疏密），是否远离稳定圆等因素。
6、得到gama_S后，带入公式求出gama_out，而gama_L为gama_out的共轭（输出共轭匹配），得到gama_L后，验证gama_L是否远离稳定圆，然后通过gama_L算出gama_in，最后的得出VSWR1，验证VSWR1是否满足要求（业界一般规定2.0以下），如果不满足，则回到步骤4重新选择gama_S。
7、如果是设计PA，一般是设计输入共轭匹配，输出引入失配，使其输出功率能够达到较大水平。到底引入多大的失配，即gama_L如何选取，需要画出晶体管的输出等功率梯度曲线，晶体管效率曲线（PAE），Gp等增益圆，同时折中考虑输出功率，效率和增益等因素，选取gama_L。等功率梯度曲线可以通过LoadPull方式得到。同时gama_L的选择也要考虑第5点的后面几点因素。
8、得到gama_L后，带入公式求出gama_in，则gama_S为gama_in的共轭（输入共轭匹配），得到gama_S后，验证gama_S是否远离稳定圆，然后通过gama_S算出gama_out，最后的得出VSWR2，验证VSWR2是否满足要求（不过对于功放的输出VSWR，业界并没有严格定义，一般可以放宽标准，已达到所要的输出功率），如果不满足，则回到步骤7重新选择gama_L。
NICE！高人啊！
哈哈！这些都要学啊！支持老大
恩，挺好，不得不顶
不错，很实用，谢谢老大分享！
谢谢分享了！好好学习下！
这样的文章真是太好了，解了自学过程中的很多疑惑！再次感谢！同时希望小编能多发布这样类型的文章！
很好，很好的文章，做了N年放大器，这篇文章让我依然觉得好
请问小编SmGamma1是输入阻抗还是输入阻抗的共轭阻抗呢?找了好久一直不明白！谢谢了！
文章太好了，顶
支持原创，感谢小编
非常好，谢谢小编
放大器的K与最大增益真的有这个关系吗?
K值越大，设计的放大器最大增益将变小
哈哈！这些都要学啊！支持老大
非常好，谢谢小编
感谢小编
十分感谢～～～～～～～～～～～
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实践出真知啊， 多谢
不太明白，还需要学习
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