微波低噪声放大器的主要技术指标、作用及方案设计
随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高。功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，而这也同时对系统的接收灵敏度提出了更高的要求。
1微波低噪声放大器的作用
一般情况下，一个接收系统的接收灵敏度可由以下计算公式来表示：
由上式可见，在各种特定（带宽BW、解调S／N已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机噪声系数的关键部件则是处于接收机 前端的低噪声放大器。
图1所示是接收机射频前端的原理框图。由图1可见，低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以，低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。
2微波低噪声放大器的主要技术指标
2.1噪声系数
噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即：
对单级放大器而言，其噪声系数的计算为：
其中Fmin为晶体管 噪声系数，是由放大器的管子本身决定的，Γopt、Rn和Γs分别为获得Fmin时的 源反射系数、晶体管等效噪声电阻以及晶体管输入端的源反射系数。
对多级放大器。其噪声系数的计算应为：
其中NFn为第n级放大器的噪声系数，Gn为第n级放大器的增益。
对噪声系数要求较高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，故常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为：
其中Te为放大器的噪声温度，T0=2900K，NF为放大器的噪声系数。
2.2放大器增益
放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率之比：
G=Pout／Pin（7）
通常提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态范围。所以，一般来说，低噪声放大器的增益确定应与系统的整机噪声系数、接收机动态范围等结合起来考虑。
2.3反射系数
由式（3）可知，当Γs=Γopt时，放大器的噪声系数 ，NF=NFmin，但此时从功率传输的角度来看，输入端会失配，所以，放大器的功率增益会降低，但有些时候，为了获得 噪声，适当的牺牲一些增益也是低噪声放大器设计中经常采用的一种办法。
另外，低噪声放大器的输入输出驻波比、动态范围、工作频率、工作带宽及带内增益平坦度等指标也很重要，设计时也需加以考虑。
3电路仿真设计
本电路设计要求的频率范围为1.95～2.05GHz，噪声系数：为Nf应小于2dB，带内增益为G大于10dB，输入，输出阻抗为50Ω。现以上述指标来进行电路晶体管的选择以及ADS仿真。
3.1晶体管的选择
根据放大器的性能要求，本设计选用HP公司的AT-41511作为 器件来进行设计。由于在ADS软件中包含有这种型号晶体管的器件模型，因此，在设计和仿真过程中可以直接使用，而不必再自己建造器件模型。
3.2ADS仿真综合指标的实现
仿真时，可将噪声系数、放大器增益、稳定系数全部加入优化目标中进行优化，并通过对带内放大器增益的限制来满足增益平坦度指标， 终达到各个指标要求。反复调整优化方法并优化目标中的权重（Weight），也可以对输入匹配网络进行优化。但是，对部分电路指标的优化也可能导致其它某些指标的恶化，此时可以根据需要增加一些优化变量。
图2所示是经过 随机优化的S参数图。
仿真结果表明，该电路基本上已经达到了比较好的性能，且具有良好的输入输出匹配，较高的增益和稳定系数，同时噪声系数也比较好。
3.3封装模型仿真设计
进行完sp模型设计以后，还需要将sp模型替换为封装模型来做进一步设计。具体需要进行的工作如下：
（1）将sp模型替换为封装模型；
（2）选择直流工作点并添加偏置电压；
（3）进行馈电电路的设计（电阻分压、扇形线、高阻线等的使用）；
（4）替换为封装模型后各项参数可能会有所变化，如不满足技术指标，还可以对封装模型的原理图再进行仿真优化。
设计封装模型时。可用图3所示的电路来对器件的I-V特性进行仿真，以选择其直流工作点。
在设计偏置电路时，为了防止交流信号对直流电源的影响，可在电源与馈电点之间添加1／4波长的高阻线以遏制交流信号。如果电路中有终端短路的微带线，为了避免直流短路，还应在接地端插入隔直电容。
4结束语
从仿真设计的过程可以看到，使用Agilent公司的ADS软件进行射频电路设计、仿真和优化是非常方便的。它含有丰富原理图模型库、多种仿真分析方式和一系列使用简便而功能强大的设计工具。这都可使复杂的射频电路设计工作变得简便快捷，省去了大量人工计算设计的过程，提高了设计工作效率。本文给出的微波低噪声放大器的设计还是比较成功的，基本达到了指标要求。
功率放大器的技术指标： 1） 输出功率：1额定输出功率：是指在一定的谐波失真系数和一定频率范围下所测的功率放大器的输出功率。 2最大输出功率：是指在一定的负载上，功率放大器在规定的谐波失真系数时，采用1000Hz 的正弦波检测信号所得到的连续最大的输出功率。业余条件下，功率放大器的额定输出功率可以通过下式进行换算： 额定输出功率＝最大输出功率×0.8 额定输出功率＝峰值功率×0.5 2） 放大增益：也为放大倍数，放大器的电压增益是指输出电压和输入电压之比，电流增益是指输出电流和输入电流之比，功率增益是指输出功率与输入功率之比。 3） 频率响应：反应了功率放大器对各种频率信号放大的情况。品质较高的功率放大器能够重放频率较宽的信号。一般的放大器频率响应均应在20Hz～20KHz 4） 信噪比：是指信号电平与噪声电平的比率，用S/N表示。S为信号电平，Ｎ为噪声电平。信噪比越高噪声越低。 5） 失真：是指放大器的输入信号与输出信号在几何形态上发生了变化。 其主要有：1谐波失真：由于放大器的非线性而产生的，会使声音走调。 2互调失真：是由各个频率信号之间相互调制而产生的，会使声音尖刺、混浊。 3相位失真：是由于放大器对于不同频率产生的相移不均而产生的。 4瞬态失真：会使声音变抖动、不清晰。 5交越失真：会使重放声产生间歇感。 6） 动态范围：是指放大器的最高输出电压与无信号时的噪声之比。其表示了功率放大器的重放声的动态范围和对微弱信号的表现能力。其会受输出功率的影响。 7） 瞬态响应：是指放大器对脉冲信号（瞬时大信号）的跟随能力。从声音的重放角度来看，瞬态响应较好，重放时就会干净、利落。否则会含糊不清。一般用转换速率SR来表示。转换速率是指在单位时间内信号电压的变化量，其单位是V/μs 。一般前置放大器的SR能够达到5V/μs就可以满足前置放大器的要求。一般功率放大器的SR能够达到50V/μs就可以达到高保真瞬态的要求。 8） 阻尼系数：是表示功率放大器的内阻的指标，它与扬声器的阻抗成正比，通常阻尼系数越大，扬声器的失真就越小。
目录 引言 (1) 1放大器种类概述 (1) 1.1功率放大器 (1) 1.2运算放大器 (3) 2对各类不同的放大器性能和特点进行分析与比较 (4) 2.1功率放大器的技术指标 (4) 2.2运算放大器的技术指标 (7) 结束语 (8) 参考文献 (8) 错误！未定义书签。
各类放大器技术指标的分析与比较 摘要：放大器是能把输入信号的幅值或功率放大的电路，在通讯、广播、音响等系统中有着广泛的应用。本文主要介绍了功率放大器和运算放大器的工作原理和分类，并在此基础上对它们的技术指标进行了详细的分析与比较，总结了各类放大器的优缺点，为选择放大器提供了更多的参考和依据。通过对各类放大器的分析与比较，能够提高分析问题的能力，对实践具有重要的指导意义。 关键词：放大器；功率放大器；运算放大器；效率；输出功率 引言 放大器是广泛使用于各种电子系统中的一种电路。随着半导体器件及集成技术的迅猛发展，放大器的种类增多，其性能也大幅提高。就音频放大器的类别而言，已不仅限于传统的A类（甲类）和AB类（甲乙类），而出现了更多类别的放大器如D类、T类放大器等。同时集成运放发展迅速，新类型、高性能的运放层出不穷。在种类繁多，功能各异的众多放大器中进行选择使用，就必需对各类放大器的性能指标有个清晰的认识。本文通过对常见的各类音频功率放大器及运放技术指标的分析比较，总结了其各自的优缺点，对实际选用放大器具有参考意义。 1放大器种类概述 1.1功率放大器 功率放大器，简称为“功放”。现实生活中我们会遇到很多情况下主机的额定输出功率不能满足带动整个音响系统的任务，这时就需要在主机和播放设备之间加功率放大器来补充所需的功率缺口，这样功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，所以音响系统能否提供良好的音质输出与功率放大器的性能有着重要的关系[1]。 功率放大器是利用场效应管的电压控制作用或三极管的电流控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流这个原理来实现放大的。同时，因为声音是不同振幅和频率的波，即交流电流信号，而三极管工作在放大区域时集电极电流总是基极电流的α倍，α是三极管的交流电流放大倍数，利用这个原理，若将小信号从基极输入，则在集电极会流出基极电流α倍的电流，再用隔直电容将这个信号隔离出来，就可以得到原来电压或电流α倍的放大信号，这种现象就称
低噪声放大器设计指南 1．低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求，我们知道，系统接收灵敏度的计算公式如下： S = -174+ NF+10㏒BW+S/N (1) min 由上式可见，在各种特定（带宽、解调S/N 已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。 低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。 2． 低噪声放大器的主要技术指标： 2．1 噪声系数NF 噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即： out out in in N S N S NF //= 对单级放大器而言，其噪声系数的计算为： 222min |1)||1(||4opt s opt s n R NF NF Γ?Γ?Γ?Γ+= 其中 F min 为晶体管最小噪声系数，是由放大器的管子本身决定的， Γopt 、Rn 和Γs分 别为获得 F min 时的最佳源反射系数、 晶体管等效噪声电阻、以及晶体管输入端的源反射系数。 对多级放大器而言，其噪声系数的计算为： NF=NF 1+(NF -1)/G 1+(NF -1)/G 1G +…… （4） 232其中NF n 为第n级放大器的噪声系数，G n 为第n级放大器的增益。 在某些噪声系数要求非常高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，常常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为： T e = T 0 ( NF – 1 ) （5） 其中T e 为放大器的噪声温度，T 0 =2900 K，NF为放大器的噪声系数。 NF(dB) = 10LgNF （6） 2． 2 放大器增益G： 放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值： G=P out / P in （7） 从式（4）中可见，提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态范围。 所以，一般来说低噪声放大器的增益确定应与系统的整机噪声系数、接收机动态范围等结合起来考虑。
单片分布微波放大器的设计 分布式放大器能提供很宽的频率范围和较高的增益。有一段时间，其设计通常采用传输线作为输入和输出匹配电路。Bill Packard(惠普公司的创始人之一)早在1948年就在其论文中提出了基于分布式设计的真空管放大器电路。随着砷化镓(GaAs)微波微波单片集成电路的发展成熟，为了提高效率、输出功率、减小噪声系数，人们提出了很多种放大器电路类型，但是分布式放大器仍然是宽带电路(如光通信电路)的主流设计。理解砷化镓微波单片集成电路GaAs MMIC分布式放大器的设计，对很多宽带电路的应用都会有很大的帮助。 约翰·霍普金斯大学从198?年开始就开设了MMIC设计课程，并在让学生在TriQuint公司的产线上流片。一款由Craig Moore(从198?年到2003年，他一直担任该课程的助教)设计的分布式放大器作为该课程一个经典的设计例子。该设计甚至经历了低温环境实验，在液氮的低温下表现出更低的噪声系数。该放大器采用TriQuint公司的0.5μm GaAs MESFET工艺，其增益比基于0.5μm GaAs伪高电子迁移率晶体管PHEMT的新电路略低，2006年的新课程中则采用了新版本的0.5μm GaAs PHEMT分布放大器和一些其他电路作为例子。本文将介绍宽带放大器的设计方法以及仿真和实测的结果。 图1：采用微带传输线的分布式放大器电路结构图。 分布式放大器使用宽带传输线给一组有源器件注入输入信号(如图1)，同时另一条并行的传输线用于收集各个有源器件的输出信号，并将其叠加。每一级提供相当的增益，但是增益分布在一个很宽的频率范围内。和级联设计相比，总增益是各级增益之和，而不是各级增益的乘积。但使用集总参数元件来近似分布式传输线时(如图2)，集总参数传输线的到地并联电容，被晶体管的寄生电容代替。集总参数元件的等效传输线作为一个低通滤波器使用，其截止频率和晶体管的寄生电容成反比。因此晶体管的尺寸直接决定了电路的工作频率上限。设计总要综合考虑的各种参数包括：放大器的级数、有源器件的尺寸、器件的工艺类型(如果有多种类型)以及每一级的直流偏置。更多的级数意味着更大的增益-带宽积，但是也会引入更大的功耗。一旦晶体管的尺寸确定，就可以使用仿真软件来优化增益、反射系数、输出功率和噪声系数等各项参数。 图2：采用集总参数元件的分布式放大器电路结构图(其中CGS和CDS分别表示栅电容和漏极电容)。 由于分布式放大器的应用场合很多，对各项性能指标的要求很灵活，宽带增益是其中最重要的一项指标。在Craig Moore这个设计例子中，采用了增强型PHEMT器件，因为增强型器件只需要一组正电压供电。为了能提供和198?年TriQuint半导体公司采用的 0.5μm GaAs MESFET工艺的电路相同的性能，该设计采用了0.5μm GaAs PHEMT工艺，并且使用3级晶体管放大拓扑。为了适应电池供电的应用，选用3.3V电压。当然为了满足不同的客户需求，工作电压和电流可以方便的在较大范围内调节。在1.5V和14mA的供电下，仿真结果显示：仅损失了2dB增益，并且栅电压在1.5V到5.0V，漏极电流在14~35mA之间变化时，性能的变化也很小。为达到最佳增益、匹配性能，采用安捷伦?司的计算机辅助工程软件ADS 进行线性仿真，确定合适的电感值、PHEMT尺寸。 图3：PHEMT分布式放大器的匹配、增益、噪声系数和稳定因子的仿真结果。 通过理想的仿真计算，该设计选用了6×30μm的增强型PHEMT器件，Craig Moore 的198?年的设计中在MESFET管的漏极增加了一些额外的匹配元件，以保证有效输出电容和栅极输入容抗相同。此时输入和输出的集总参数传输线将是对称的，其相位延迟也相同。文章还比较了这种输入输出传输线对称的匹配方案和另一种漏级电容独立优化的方案(漏极电
功率放大器技术指标概述 工作频率范围Operating Frequency 放大器满足或优于指标参数时的工作频率范围。 输出功率Output Power： 放大器的输出功率有两种表示方式：饱和功率和1dB压缩点输出功率。前者是输出的最大功率，后者则是指增益下降1dB时的输出功率，前者一般大于后者。对脉冲放大器有峰值功率和平均功率之分，前者表示有信号时的输出功率，后者则是按时间平均后的功率，两者之间的关系与信号的占空比有关。 增益Gain 功放输入输出功率的比值。 增益平坦度Gain flatness 表示放大器在工作频段内功率增益的波动。 噪声指数Noise Figure 指的是功放输出端和输入端信噪比的比值。
输入输出三阶截取点IIP3，OIP3 反映放大器的线性特性的指标。具体指三阶谐波与输入端基波电平相同时对应的输入/输出功率电平。此指标与输入电平的大小和放大器的增益无任何关系。 电压驻波比VSWR 放大器通常设计或用于50Ω阻抗的微波系统中,输入/输出驻波表示放大器输入端阻抗和输出端阻抗与系统要求阻抗(50Ω)的匹配程度。用下式表示：VSWR = （1+|Γ|）/（1-|Γ|） 其中Γ=（Z-Z0）/（Z+Z0） VSWR：输入输电压出驻波比 Γ：反射系数 Z：放大器输入或输出端的实际阻抗 Z0：需要的系统阻抗
效率Efficiency 指输入电流×输入电压＝总功率 效率＝实际输出射频功率/总功率×100％ 临道功率比ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) 用来衡量主信道的功率泄漏到相邻信道的多少，和放大器的线性、信号的调制等多因素有关。主要应用在象CDMA这样的宽频谱信号的研究上。 脉冲波的上升沿时间和下降沿时间Rise Time and Fall Time 上升沿时间：从脉冲波上升沿10％上升到90％所经历的时间； 下降沿时间：从脉冲波下降沿90％下降到10％所经历的时间； 脉冲宽度：两个脉冲幅值的50%的时间点之间所跨越的时间。 占空比Duty Cycle 在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间(脉冲宽度pulse width)与脉冲总周期(Pulse cycle)的比值。
低噪声前置放大器设计方法 一、研究的目的与意义 随着科研和生产的发展，越来越需要测量微弱信号。这些微弱信号常常埋在噪声中，特别是各种物理量(非电量)是通过传感器变换为等效电压信号而进行量测的，这种测昆需要恢复及记录其变化，甚至在生产流程当中还要进行过程控制。因此，要求设计检测仪器必须具育高灵敏度、能抑制噪声，使信噪比改善的良好性能，以满足检测出埋在噪声中的微弱信号的需要。木文着重讨论对信号提取后如何设计前置放大器问题。随着传感器应用的日益广泛，为能检测到由传感器转换来的微弱电信号，要求放大器具有极低的噪声。低噪声放大器对提高传感器测量弱信号的能力、测量范围和灵敏度都是极其重要的，也是很有必要的。本文论述的低噪声放大器除噪声低、频带宽这些特点外，还具有较强的输出能力，特别适于声传感器，当然也适于其它需要低噪声放大器的场合。要求放大器有较强的负载能力这一特点是由声传感器本身的特点以及测量范围的要求而决定的。实际要求当频率低于2MHZ时，输出电压幅值应达到7V(18V电源)，负载为500时的输出电流应大于70InA。 二、处理前置放大器的噪声 由传感器变换为等效电压信号，其中可能包括部分噪声(无用信号)。所以，在讨论前置放大器设计前，简单回顾一下放大器的噪声问题。 测量中噪声出现是一个所不希望的扰动和杂乱的随机信号，它是被测信号的自然背景和限制仪器性能的一个极其重要的因素。 由传感器测出非电量转换为电量信号是极其微弱的量。例如：核磁共振、顺磁共振的共振信号是以微伏级计的信号源等。对类似这种信号进行放大和传递过程中影响最大的是热噪声和器件内部固有噪声，这些正是要克服的对象。 所谓热噪声是由于电荷的无规则运动和导体中电子密度和热涨落而产生的一种噪声。由于传感器存在内阻，在达到热平衡情况下，其噪声电压与带宽具有正比关系。即当前置放大器的带宽增加时，所引起的噪声电压随之增加。因此，
低噪声放大器设计 摘要：微弱信号检测就是利用近代电子学和信号处理方法从噪声中提取有用信号，其关键在于抑制噪声。恢复、增加和提取有用信号。与普通放大器相比，低噪声放大器应具有低得多的噪声系数。欲使放大器获得良好的低噪声特性，除使用好的低噪声器件外，还要有周密的设计。本文将从低噪声放大器在通讯系统中的作用，低噪声放大器的主要技术指标以及低噪声放大器的设计方法来论述低噪声放大器，以获得最佳噪声性能的低噪声放大器。重点介绍了低噪声放大器的设计方法。 关键词：低噪声，微弱信号检测，噪声系数，放大器 0．引言 随着现代科学研究和技术的发展，人们越来越需要从强噪声中检测出有用的微弱信号，于是逐渐形成了微弱信号检测这门新兴的科学技术学科，其应用范围遍及光学、电学、磁学、声学、力学、医学、材料等领域。微弱信号检测技术是利用电子学、信息论、计算机及物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点与相关性，检测被噪声淹没的微弱有用信号，或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比，从而提取有用信号。微弱信号检测所针对的检测对象，是用常规和传统方法不能检测到的微弱量。对它的研究是发展高新技术，探索及发现新的自然规则的重要手段，对推动相关领域的发展具有重要的应用价值。目前，微弱信号检测的原理、方法和设备已经成为很多领域中进行现代科学技术研究不可缺少的手段。显然，对微弱信号检测理论的研究，探索新的微弱信号检测方法，研制新的微弱信号检测设备是目前检测技术领域的一大热点。 1．低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的
目录 摘要 (i) Abstract (iii) 第一章绪论 (1) 1.1 研究背景和意义 (1) 1.2 研究现状 (3) 1.2.1 理论研究 (3) 1.2.2 实验研究 (6) 1.2.3 仿真分析 (9) 1.3 研究思路和论文结构 (10) 1.3.1 研究思路 (10) 1.3.2 论文结构 (11) 第二章低噪声放大器的工作原理及半导体器件仿真的物理模型 (12) 2.1 低噪声放大器的工作原理 (12) 2.1.1 BJT的工作原理 (13) 2.1.2 PHEMT的工作原理 (14) 2.2 半导体器件仿真的物理模型 (16) 2.2.1 BJT仿真的物理模型 (16) 2.2.2 PHEMT仿真的物理模型 (20) 2.3 本章小结 (21) 第三章微波脉冲作用低噪声放大器效应机理的仿真研究 (22) 3.1 频率对半导体器件热效应影响的理论分析 (22) 3.1.1 理论模型 (22) 3.1.2 数值计算 (24) 3.2 微波脉冲作用BJT的物理机制 (27) 3.2.1 BJT的器件结构 (27) 3.2.2 BJT非线性效应的物理机制 (29) 3.2.3 BJT损伤效应的物理机制 (30) 3.3 微波脉冲作用PHEMT的物理机制 (35) 3.3.1 PHEMT的器件结构 (35) 3.3.2 PHEMT非线性效应的物理机制 (37)
3.3.3 PHEMT损伤效应的物理机制 (39) 3.4 本章小结 (44) 第四章微波脉冲作用低噪声放大器效应规律的实验研究 (46) 4.1 实验系统 (46) 4.1.1 实验对象 (46) 4.1.2 实验平台 (51) 4.1.3 实验规范 (53) 4.2 低噪声放大器非线性效应测试 (54) 4.2.1 BJT型低噪声放大器的非线性效应 (54) 4.2.2 PHEMT型低噪声放大器的非线性效应 (57) 4.3 低噪声放大器损伤效应及其规律 (60) 4.3.1 脉宽对低噪声放大器损伤功率的影响规律 (60) 4.3.2 器件偏压对低噪声放大器损伤功率的影响 (62) 4.3.3 频率对低噪声放大器损伤功率的影响规律 (63) 4.3.4 脉冲个数对低噪声放大器损伤功率的影响规律 (64) 4.3.5 典型波形分析 (65) 4.4 本章小结 (67) 第五章半导体器件失效分析 (69) 5.1 电特性分析 (69) 5.1.1 BJT的电特性分析 (69) 5.1.2 PHEMT的电特性分析 (72) 5.2 微观损伤形貌分析 (74) 5.2.1 BJT的微观损伤形貌分析 (75) 5.2.2 PHEMT的微观损伤形貌分析 (78) 5.3 GaAs PHEMT MMIC的微观损伤形貌分析 (80) 5.3.1 HMC516的微观损伤形貌分析 (80) 5.3.2 AMMC5618的微观损伤形貌分析 (86) 5.4 本章小结 (87) 第六章结论与展望 (89) 6.1 主要工作与结论 (89) 6.2 主要创新点 (91) 6.3 今后工作展望 (92) 致谢 (94)
微波线性功率放大器设计研究 摘要随着4G无线通信和军事领域新标准新技术的迅速发展，对于作为微波通信系统、雷达、电子对抗、宽带频率调制发射机、数字电视发射机等系统核心部件的功率放大器来说，它不仅仅是将信号放大到足够的功率电平，以实现信号的发射、远距离传输和可靠接收，而且对带宽、输出功率、线性度、效率和可靠性方面都提出了更高的要求。功率放大器的好坏成为制约系统发展的瓶颈。因此对于微波功率放大器的研究和设计有着重要的意义。 关键词微波；线性功率放大器；设计 前言 在宽带通信系统中，如多载波调制OFDM、长期演进系统LTE，都是非恒包络调制信号，信号的峰均比很高，回退放大器会大大降低工作效率，有必要采取有源线性化技术，射频预失真技术顺势而生，它只需在射频通路增加很少的射频元器件，就可达到提高功放输出功率、降低系统功耗、节约系统成本的效果。 1 原理 美国Scintera公司推出的射频数字预失真（RF DPD）产品RFPALSC18xx 系列，为数字预失真提出了新的解决方案。RFPAL工作午射频频率上，只涉及到射频通路的信号输入和输出，比较方便和功放集成，它具有较高的集成度，电路设计简单。其最新产品SC 1894，工作频率168MHz至3800MHz，输入信号带宽25kHz至75MHz，它利用功放输出信号和输入信号计算功放非线性参数，具有自适应调节功能，与工作在SW至60 W平均输出功率的A/AB类或Doherty 放大器一起使用，最高能達到28dB。的临波道抑制和38dB的三阶交调系数改善。它采用QFN管脚封装，支持外部时钟输入，低功耗设计，最大功耗仅为990mW。SC1894所采用的射频预失真技术可补偿调幅至调幅（AM～AM）和调幅至调相（AM-PM）失真、互调失真和功放记忆效应，采用反馈信息补偿由于温差和功放老化造成的信号失真。图1a）是SC1894管脚封装及典型外围电路，b）是基于SCI894实现射频预失真的原理框图。 射频信号经过输入定向耦合器耦合出输入信号RFin，经过巴伦匹配和阻抗变换进入芯片，功放输出信号进过反馈定向耦合器和阻抗匹配后进入芯片RFFB 管脚，SC1894通过处理这两个信号对功放进行建模和预失真处理，并输出预失真处理信号，通过定向耦合器叠加至输入信号端，最后输出预失真以后的信号。 当频率高于3800MHz时，我们采用变频模式的射频预失真电路，如图2所示，输入信号从中频通过定向耦合器进入SC1894的RFIN端口，功放输出信号经过定向耦合器，下变频至3800MHz以内的中频频率，送入芯片RFFB端口，进行自适应预失真处理，输出信号RFOUT通过反向定向耦合器进入发射通路[1]。
音响技术基础知识 A Vtechnology 艺术团体经常进行巡回演出，音响器材尤其是功率放大器要经过火车、汽车运输，各种地形复杂的道路会带来振动，所以要求功率放大器结构非常结实、抗振特性良好、设计科学、加工工艺精细。在不同城市、乡镇进行的文艺演出还会遇到各种意想不到的复杂情况，如演出剧场或现场的电网电压不稳定，或临时演出由于观众较多，需要加大额定输出功率提高现场演出的响度以满足室外演出的需要等。因此要求功率放大器有适应多种功能的能力，除要求功能全外，更主要的还要有很高水平的音色质量表现，如对美声演唱要求有很宽的频带(频率通带)才能把美声歌曲优美的泛音表现出来，从而丰富声乐音色的艺术表现，而对于音乐中各种乐器的个性色彩的表现又要求功放有极低的本底噪声，即有很高的信噪比和极低的失真度，才能将各种不同乐器的乐音细节明朗地表现出来。这就要求功率放大器有很高水平的技术参数来做保证。 1 技术参数 1.1 功率放大器的额定功率 额定功率指在规定的总谐波条件下功率放大器长期承受额定负载阻抗上的输出功率，是适用的功率。 最大输出功率是在不考虑失真的情况下，给功率放大器输入足够大的信号电平，将音量开至最大时，功率放大器所能输出的最大功率。这是短时间使用的功率。 峰值功率是指功率放大器在处理音乐信号时能够在瞬间输出的最大功率。峰值功率反映功率放大器处理音乐信号的能力，是一个参考功率。 提高功率放大器输出功率的方法有两种方法。一种是降低负载阻抗。输出电压不变的情况下将8 Ω改变成4 Ω，理论上输出功率会增加2倍，但因功率放大器内部直流电源容量和晶体管耗数功率的限制，实际上可提高功率为1.6倍。另一种采用桥式跨接法，双通道立体声可选用桥接方式进行跨接使用。 双通道立体声桥接后理论上是每声道的4倍功率，实际上的输出功率约为3倍。这种模式可选用但并不提倡。电路电桥要求每个双声道放大器的技术指标完全相同，保持0点电位始终保持0电位。如某个电位有点偏离，某个电路稍有点不平衡，一只功率放大器就会驱动另一只功率放大器，两只功率放大器就会产生相位差和电平差，使输出波形产生严重的失真。当不平衡状态严重时，由于相互“倒灌”可导致功率放大器的损坏。所以临时现场扩声的应急时可采用桥式接法，室内固定专业音响系统均不选用。 1.2 频率响应范围 频率响应是指功放对音频信号的各个频率分量的放大能力，他表明功放在通频带宽度内各个频率分量的不均匀程度特性等。 理想的频率特性曲线是平直的，即功放的输出电平在各个频率都比较平直，说明功放对各个频率分量的放大能力是均匀的。如功放的频率特性曲线有波峰波谷，说明功放对某频率放大能力过强(形成波峰)，对某频率的放大能力过弱(形成波谷)。如果功放的频率特性有较大的波峰和波谷，放音的音色就会变差，所以一般波峰波谷的存在不准许超过3 dB，严格的指标是±2 dB。 人耳听觉的频率范围是20 Hz~20 kHz，如果频响范围达到这个标准则为高水平。 为完美地表现乐音的表现力，充分地表现出高频泛音的频率空间，要求功放有足够频带的宽度，以表现音色的个性，对频带的上限要有适度的扩张频带，20 kHz以上也要有一定的空间。 对频带的下限扩张可保证次低音的重放。如果功放频带不够宽，则音色会变得干涩、生硬，以致于当一些音色相近的乐器同时演奏时，代表他们各自音色特点的泛音被削波损失，从而造成辨别不出到底是哪种乐器发出的声音。 1.3 阻尼系数 大口径的低音扬声器，因为音圈运动的惯性而不能与音频的驱动信号同步，纸盆的余振使扬声器重放声音混浊不清。尤其是400 Hz以下的频率影响最大。 功放技术参数的分析李鸿宾
微波低噪声放大器的主要技术指标、作用及方案设计 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高。功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，而这也同时对系统的接收灵敏度提出了更高的要求。 1微波低噪声放大器的作用 一般情况下，一个接收系统的接收灵敏度可由以下计算公式来表示： 由上式可见，在各种特定（带宽BW、解调S／N已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机噪声系数的关键部件则是处于接收机 前端的低噪声放大器。 图1所示是接收机射频前端的原理框图。由图1可见，低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以，低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。
2微波低噪声放大器的主要技术指标 2.1噪声系数 噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即： 对单级放大器而言，其噪声系数的计算为： 其中Fmin为晶体管 噪声系数，是由放大器的管子本身决定的，Γopt、Rn和Γs分别为获得Fmin时的 源反射系数、晶体管等效噪声电阻以及晶体管输入端的源反射系数。 对多级放大器。其噪声系数的计算应为： 其中NFn为第n级放大器的噪声系数，Gn为第n级放大器的增益。 对噪声系数要求较高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，故常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为： 其中Te为放大器的噪声温度，T0=2900K，NF为放大器的噪声系数。 2.2放大器增益 放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率之比： G=Pout／Pin（7）
功放技术参数的测 一．常用测试仪器 信号源：GOOD WILL INSTRUMENT公司（固伟）GFG-8015G 宁波中策电子有限公司X010A 毫伏表：GOOD WILL INSTRUMENT公司（固伟）GFG-417B 宁波中策电子有限公司DF2173B 示波器：IWATSU ELECTRIC公司（日本）SS-7802A 失真仪：宁波中策电子有限公司DF4121A 二．频率响应的测量 术语：增益限制的有效频率范围 是指在振幅允许的范围内功放系统能够重放的频率范围，以及在此范围内信号的变化量，称为频率响应。 在该频率范围内，实际频响与所要求的频响的偏差不得超过规定限度。 1.将各仪器按上图所示方法连接（可不使用示波器），功放输出端接入一额定负载。 2.由函数发生器输入1KHz正弦信号，调节电位器，从毫伏表读取电压值，使功放输出为 额定输出电压。 并以此为电压参考点。
3.缓慢调节信号源上的频率旋钮，从功放规定的频率下限至频率上限，其输出电压变化范 围不得超过±3dB。 4.若连接示波器，看观测输出电压波形。 三．失真度的测量 理想的放大器应该是把输入的信号放大后，毫无改变的还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较，往往产生了不同程度的畸变，这个畸变就是失真。用百分比表示，其数值越小越好。 1.将各仪器按上图所示方法连接，功放输出端接入额定负载。 2.由函数发生器输入1KHz正弦信号，调节电位器，使功放输出为额定电压。 3.对失真仪进行相对电平（0 dB）校准。 4.测量失真度，读出并记录此测量值。 5.可使用示波器监测输出波形是否异常。 四．输入灵敏度的测量 输入灵敏度：功放在额定负载上，输出额定电压时的输入激励电压称为输入灵敏度。
正确选择低噪声放大器(LNA) 该应用笔记检验了影响放大器噪声的关键参数，说明不同放大器设计(双极型、JFET输入或CMOS输入设计)对噪声的影响。本文还阐述了如何选择一款适合低频模拟应用(如数据转换器缓冲、应变仪信号放大和麦克风前置放大器)的低噪声放大器。基于CMOS输入放大器，MAX4475，举例说明多数低频模拟应用中这种新型CMOS放大器的设计优势。 目前，有关低噪声放大器的讨论常常关注于RF/无线应用，但实际应用中，噪声对于低频模拟产品(如数据转换器缓冲、应变仪信号放大和麦克风前置放大器)也有很大影响，是一项重要的考虑因素。为了选择一款合适的放大器，设计工程师必须首先了解放大器是否拥有低噪声特性和相关的噪声参数。另外，还要了解不同类型放大器(双极型、JFET输入或CMOS输入)的噪声参数差异。 噪声参数 尽管影响放大器噪声性能的参数有很多，但最重要的两个参数是：电压噪声和电流噪声。电压噪声是指在没有它噪声干扰的情况下，放大器输入短路时出现在输入端的电压波动。电流噪声是指在没有其它噪声干扰的情况下，放大器输入开路时出现在输入端的电流波动。 描述放大器噪声的典型指标是噪声密度，也称作点噪声。电压噪声密度单位为nV/√Hz，电流噪声密度通常表示为pA/√Hz。在低噪声放大器数据资料中可以找到这些参数，而且，一般给出两种频率下的数值：
一个是低于200Hz的闪烁噪声；另一个是在1kHz通带内的噪声。简单起见，这些测量值以放大器输入端为参考，不需要考虑放大器增益。图1所示为电压噪声密度与频率的对应关系曲线。噪声曲线与两个主要的噪声成份有关：闪烁噪声和散粒噪声。闪烁噪声是所有线性器件固有的随机噪声，也称作1/f 噪声，因为噪声振幅与频率成反比。闪烁噪声通常是频率低于200Hz时的主要噪声源，如图1所示。1/f角频率是指噪声大小基本相同、不受频率变化影响的起始频率。散粒噪声是流过正向偏置pn结的电流波动所造成的白噪声，也出现在该频段。值得注意的是：电压噪声的1/f角频率与电流噪声的1/f角频率可能会不同。 图1. 电压噪声密度与频率的关系曲线，主要受两种噪声源的影响：闪烁噪声和散粒噪声。闪烁噪声或1/f噪声与频率成反比，是频率低于200Hz时的主要噪声源。放大器电路的总噪声取决于放大器本身、外部电路阻抗、增益、电路带宽和环境温度等参数。电路的外部电阻
低噪声放大器 一种位于放大链路输入端，针对给定的增益要求，引入尽可能小的内部噪声，并在输出端获得最大可能的信噪比而设计的放大器。 低噪声放大器，噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。 低噪声放大器low noise amplifier噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放 低噪声放大器 大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。理想放大器的噪声系数F＝1（0分贝），其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管；微波低 低噪声放大器 噪声放大器则采用变容二极管参量放大器，常温参放的噪声温度Te 可低于几十度(绝对温度)，致冷参量放大器可达20K以下，砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于 2 分贝。放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。在工作频率和信源内阻均给定的情况下，噪声系数也和晶体管直流工作点有关。为了兼顾低噪声和高增益的要求，常采用共发射极一共基极级联的低噪声放大电路。 应用 噪声放大器(LNA)主要面向移动通信基础设施基站应用，例如收发器无线通信卡、塔顶放大器(TMA)、组合器、中继器以及远端/数字无线宽带头端设备等应用设计，并为低噪声指数(NF, Noise Figure)立下了新标竿。目前无线通信基础设施产业正面临必须在拥挤的频谱内提供最佳信号质量和覆盖度的挑战，接收器灵敏度是基站接收路径设计中最关键的要求之一，合适的LNA选择， 低噪声放大器 特别是第一级LNA可以大幅度改善基站接收器的灵敏度表现，低噪声指数也是关键的设计目标，Avago提供了1900MHz下0.48dB同级产品最佳的噪声指数。另一个关键设计为线性度，它影响了接收器分辨紧密接近信号和假信号分别的能力，三阶截点OIP3可以用来定义线性度，在1900MHz和5V/51mA的典型工作条件下，Avago特有的GaAs
微波通信 课程设计说明书 微波低噪声放大器的设计 起止日期：年月日至年月日 学生 班级 学号 成绩 指导教师(签字) 年月日
目录 一、设计原理 (1) 二、设计设备 (4) 三、设计步骤 (4) 四、设计结果及分析 (5) 五、软件仿真 (7) 六、总结体会 (13)
微波放大器的设计 一、设计原理 一个射频晶体放大器电路可分为三大部分：二端口有源电路、输入匹配电路及输出匹配电路，如图1所示。一般而言，二端口有源电路采用共射极（或共源极）三极管（BJT 、FET ）电路，此外，还包括直流偏压电路。而输入匹配电路及输出匹配电路大多采用无源电路，即利用电容、电感或传输线来设计电路。一般放大器电路，根据输入信号功率不同可以分为小信号放大器、低噪声放大器及功率放大器三类。而小信号放大器依增益参数及设计要求，可分成最大增益及固定增益两类。而就S 参数设计而言，则可有单向设计及双边设计两种。本单元仅就小信号放大器来说明射频放大器之基本理论及设计方法。 1.单边放大器设计（Unilateral Amplifier Design ） 所谓单边设计即是忽略有源器件S 参数中的S 12，即是S 12=0。此时可得： ΓIN = S 11 及 ΓOUT = S 22 则放大器之单边转换增益(Unilateral Transducer Gain,G TU )为： L O S TU G G G G = 其中 2 2222 21 2 1121111L L L O S S S S G S G S G Γ-Γ-= =Γ-Γ-= 假若电路又符合下列匹配条件： ΓS = S 11* 及 ΓL = S 22* 则可得到此放大器电路之最大单边转换增益(Maximum Unilaterla ΓL = ΓOUT * 图1 放大器电路方框图 L L S S S S S Γ-Γ+ =22211211'11 1S S S S S S S Γ-Γ+ =11211222'22 1 S IN 11ΓL ΓOUT = S ’22 R S L
低噪声前置放大器电路设计步骤及相关注意事项 时间：2009-10-14 来源：作者：点击：281 低噪声前置放大器电路设计步骤及相关注意事项 前置放大器是指置于信源与放大器级之间的电路或电子设备，例如置于光盘播放机与高级音响系统功率放大器之间的音频前置放大器。前置放大器是专为接收来自信源的微弱电压信号而设计的，已接收的信号先以较小的增益放大，有时甚至在传送到功率放大器级之前便先行加以调节或修正，如音频前置放大器可先将信号加以均衡及进行音调控制。无论为家庭音响系统还是PDA设计前置放大器，都要面对一个十分头疼的问题，即究竟应该采用哪些元件才恰当？ 元件选择原则 由于运算放大器集成电路体积小巧、性能卓越，因此目前许多前置放大器都采用这类运算放大器芯片。我们为音响系统设计前置放大器电路时，必须清楚知道如何为运算放大器选定适当的技术规格。在设计过程中，系统设计工程师经常会面临以下问题。 是否有必要采用高精度的运算放大器？ 输入信号电平振幅可能会超过运算放大器的错误容限，这并非运算放大器所能接受。若输入信号或共模电压太微弱，设计师应该采用补偿电压(Vos)极低而共模抑制比(CMRR)极高的高精度运算放大器。是否采用高精度运算放大器取决于系统设计需要达到多少倍的放大增益，增益越大，便越需要采用较高准确度的运算放大器。 运算放大器需要什么样的供电电压？ 这个问题要看输入信号的动态电压范围、系统整体供电电压大小以及输出要求才可决定，但不同电源的不同电源抑制比(PSRR)会影响运算放大器的准确性，其中以采用电池供电的系统所受影响最大。此外，功耗大小也与内部电路的静态电流及供电电压有直接的关系。 输出电压是否需要满摆幅？ 低供电电压设计通常都需要满摆幅的输出，以便充分利用整个动态电压范围，以扩大输出信号摆幅。至于满摆幅输入的问题，运算放大器电路的配置会有自己的解决办法。由于前置放大器一般都采用反相或非反相放大器配置，因此输入无需满摆幅，原因是共模电压(Vcm)永远小于输出范围或等于零(只有极少例外，例如设有浮动接地的单供电电压运算放大器)。 增益带宽的问题是否更令人忧虑？ 是的，尤其是对于音频前置放大器来说，这是一个非常令人忧虑的问题。由于人类听觉只能察觉大约由20Hz至20kHz频率范围的声音，因此部分工程师设计音频系统时会忽略或轻视这个“范围较窄”的带宽。事实上，体现音频器件性能的重要技术参数如低总谐波失真(THD)、快速转换率(slew rate)以及低噪声等都是高增益带宽放大器所必须具备的条件。
实验七微波低噪声放大器的设计与测量 一、实验目的 1.了解射频放大器的基本原理与设计方法。 2.利用实验模块实际测量以了解放大器的特性。 3.学会使用微波软件对射频放大器的设计并分析结果。 二、预习内容 1．熟悉放大器原理等理论知识。 2．熟悉放大器设计相关理论知识。 三、实验设备 四、理论分析 一个射频晶体放大器电路可分为三大部分：二端口有源电路、输入匹配电路及输出匹配电路，如图4-1所示。一般而言，二端口有源电路采用共射极（或共源极）三极管（BJT、FET）电路，此外，还包括直流偏压电路。而输入匹配电路及输出匹配电路大多采用无源电路，即利用电容、电感或传输线来设计电路。一般放大器电路，根据输入信号功率不同可以分为小信号放大器、低噪声放大器及功率放大器三类。而小信号放大器依增益参数及设计要求，可分成最大增益及固定增益两类。而就S参数设计而言，则可有单向设计及双边设计两种。本单元仅就小信号放大器来说明射频放大器之基本理论及设计方法。
（一） 单边放大器设计（Unilateral Amplifier Design ） 所谓单边设计即是忽略有源器件S 参数中的S 12，即是S 12=0。此时可得： ΓIN = S 11 及 ΓOUT = S 22 则放大器之单边转换增益(Unilateral Transducer Gain,G TU )为： L O S TU G G G G = 其中 2 2222 21 2 1121111L L L O S S S S G S G S G Γ-Γ-= =Γ-Γ-= 假若电路又符合下列匹配条件： ΓS = S 11* 及 ΓL = S 22* 则可得到此放大器电路之最大单边转换增益(Maximum Unilaterla Transducer Gain,G TU,max )： 2 22 2 212 11 max ,1111S S S G TU -? ?-= （二） 双边放大器设计(Bilateral Amplifier Dseign) 双边设计即是考虑有源器件S 参数中的S 12，即是S 12≠0。此时可得： L L IN S S S S S Γ-Γ+ ==Γ22211211' 111 及 S S OUT S S S S S Γ-Γ+==Γ11211222' 221 若利用最大增益匹配法（亦称共轭阻抗匹配法），则可得 ΓS =ΓIN * 及 ΓL =ΓOUT * 经过推导可利用下列公式计算出最佳输入反射系数ΓSm 和最佳输出反射系数 ΓLm ： 2121211124C C B B Sm ????????-±?=Γ ，2 2 222 22224C C B B Lm ???? ????-±?=Γ 图13-1 放大器电路方框图 L L S S S S S Γ-Γ+ =22211211'11 1L L S S S S S Γ -Γ + =22211211 '111S S S S S S S Γ-Γ+ =11211222'22 1S IN 11ΓL Γ OUT = S ’22 R S L
功放参数指标 关键字：功放参数指标 自从爱迪生在1877年发明留声机至今已有120多年了，由当年机械式录音/重播系统发展到现在的高科技数码系统，其中的进步可谓翻天覆地。不过在这120多年中的音响技术发展却是很不平均的，在发明留声机后的大约60至80年中，音响技术的发展是相当缓慢的不过也取得了一定的成果，例如录放音以电动方式取代了机械方式，开始采用多极真空管等等。使音响技术得以快速发展是在927年，美国贝尔实验室公布了划时代的负反馈（负回输，NFB）技术，声频放大器从此开始步入了一个新纪元。所谓高保真（High Fidelity）放大器，其鼻祖应该是追溯至1947年发表的威廉逊放大器，当时Willianson先生在一篇设计Hi Fi放大器的文章中介绍了一种成功运用负回输技术，使失真降至0.5%的胆机线路，音色之靓在当时堪称前无古人，迅即风靡全世界，成为了Hi Fi史上一个重要的里程碑。在威廉逊放大器面世后4年，即1951年，美国Audio杂志又发表了一篇“超线性放大器”的文章。第二年6月，又发表了一篇将威廉逊放大器超线性放大器相结合的线路设计。由於超线性设计将非线性失真大幅度降低，许多人硌起仿效，再次形成了一个热潮。超线性设计的影响时至今日21世纪仍然存在，可以说威廉逊放大器和超线性放大器标志著负回输技术在音响技术中的成熟。从那时候开始，放大器的设计和种类可谓百花争艳。技术的进步是前70年所望鹿莫及的。 放大器的的规格是衡量其性能的一个重要指标，当然另一个重要指标是以耳朵收货。常听发烧友说音响器材的规格没多大意义，许多测试数据优良的放大器其声音却惨不忍听。这话只说对了一半，首先这优良的数据一般是在产品开发阶段测试原型机时得出的。在大量生产阶段一般来说其性能都会打一定的折扣，视乎器材的档次而定。其次的就是目前的科技虽然使放大器性能获得很大改善，但要对20~20KHz的声频信号作出人耳无法察觉失真的放大，是一件极不容易的事，况且一般放大器的所谓性能规格只是给出寥寥几项数据，其中大多数只是在某些物定条件下测量的。根本不足以反映放大器的基本性能。 用以评定放大器的技术规格的方法分为动态和静态两种，静态规格是指以稳态下弦波进行测量所得的指标。这实际上是属於古典自动控制理论（Classical Control Theory）中的频率分析法。在二十世纪二三十的代便已开始使用。测试项目包括有频率响应，谐波失真，信噪比，互调失真及阻尼系数等。动态规格是指用较复杂的信号例如方波，窄脉冲等所测量得的指标，包括有相位失真，瞬态响应及瞬态互调失真等。动态测试实际上也类似工业自动控制系统中常见的瞬态响应测试，只不过工业测试常用的是阶跃信号（Step Signal）而音响测试则用缩短了的阶跃信号——方波。要大体上反映出放大器的品质，必须综合考虑动态测试和数据。至於人耳试听方面由於含有较多主观因素，在此不打算详加讨论。由於大部份厂商对其产品一般都只是给出少数参数应付了事，故此笔者希望藉此机会对一些较重要的音响器材规格作一番介绍，方便新进发烧友及一些非工程技术人仕对音响技术有更深入的领会。 频率响应 在众多技术指标中，频率响应是最为人们所熟悉的一种规格。一部分放大器而言。理论上只需要做到20至2万周频率响应平直就已足够，但是真正的乐音中含有的泛音（谐波）是有可能超越这个范围的，加上为了改善瞬态反应的表现，所以对放大器要求有更高的频应范围，例如从10 Hz~100 kHz等。习惯上对频率响应范围的规定是：当输出电平在某个低频点下降了3分贝，则该点为下限步率，同样在某个高频点处下降了3分贝，则定为上限频率。这个数分贝点有另外一个名称，叫做半功率点（Half Power Point）。因为当功率下降了一半