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请教关于功率增益-电压增益

时间:12-12 整理:3721RD 点击:
看教材上都说在源和负载都匹配的情况下,功率增益=电压增益
而实际上,电路仿真时,不可能完全共轭匹配,那么为什么S21还是等于power gain呢?
这个概念一直很糊涂,请大神帮助,谢谢

S21就是功率增益呀!

首先你得区分负载线匹配和共轭匹配......

您的意思是共轭匹配的话,S21就是功率增益,而负载线匹配是功率增益要比S21更小?  如
果是的话,那么,在一般仿真时,也没有完全共轭匹配时,为什么S21的值跟pss仿真得到的
power gain值也是相等的?如果不是,请您指教。。。
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      1.是不是可以这么理解,用cadence仿真时,SP & pss仿真,都是基于port的,当输
入输出port阻抗设为相同时,不管这个值是多少,也不管电路是否与这个阻抗值“共轭”匹
配,最后S21跟pss中的power gain都是相等的,这样理解对吗?
      2.如果上述没有问题,那么仿真时看S21是不是参考意义就不大了,而更精确地应该
看voltage gain,因为这个东西骗不了人,输入电压/输出电压
      3.如果上述有问题,继续请求指教。。。
  

第一条你说的基本是对的,cadence的仿真中,源和负载都是(负载线)匹配的,此时的s21(的平方)就是转移功率增益Gt,跟共轭匹配完全没有关系;
第二条,你提到的电压增益恐怕不是跟Gt对应,而是跟实际功率增益G对应。这时确实跟输入界面匹配与否有关了。
建议你再去复习一下几种功率增益的定义。

因为这里的S21是不严格意义的S21,即Pout/Pin,所以就是Power Gain,教科书上的定义是不太常用的严格意义的定义

对的,您讲的我基本上都能理解,还有一点就是你说的“cadence中,源和负载都是(负载线)匹配”,这句话到底什么意思啊,不太明白。。。

在spectre中,源端的50欧姆port,意味着此端口的Zs=Z0=50 Ohm;负载端的50欧姆port,意味着ZL=Z0=50 Ohm。所以必然Γs=ΓL=0(从理论上讲,不同端口的Z0完全可以不相同)。所以你翻书上关于转移功率增益Gt的公式就知道,一旦满足这个条件,Gt=|s21|^2。
举个例子,对于一个固定的二端口网络,你改变port的阻抗,会发现Y/Z参数是不变的,因为这是二端口网络的固有属性,与负载无关;但是你看S参数会发现会不同,因为S参数相对于Y/Z参数不同的地方在于其涉及到了归一化阻抗Z0。
另外个人建议端口的port只设实部电阻,不要设虚部电抗(除非你把它纯当负载不把它当成port),否则你看这个端口的散射参数都是不对的。。。因为(无损)传输线的特征阻抗Z0是正实数,所以我印象中spectre会把port的实部算成Z0,而把虚部算成负载的一部分。有兴趣你可以自己做个仿真验证一下。

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