在許多應(yīng)用中,
放大器的作用在于在不犧牲效率、不失真、不增加噪聲系數(shù)的情況下,提高信號強度。然而,對于大多數(shù)接收機系統(tǒng)等應(yīng)用而言,實現(xiàn)最大的信號功率輸出并非其目標(biāo)。接收機電路通常對輸入功率高度敏感,并且當(dāng)其持續(xù)經(jīng)受超出說明書所列標(biāo)稱量的信號能量時,可能會失去其靈敏度或發(fā)生損壞,因此勢必需要在某一頻率范圍內(nèi)對最大信號功率量進行限制。限幅放大器正是針對此類需求而設(shè)計。
許多放大器的最大輸出功率受限于輸入信號、增益、設(shè)計特征、偏壓及可用功率,而限幅放大器電路的輸出端本身即具有嚴(yán)格的最大功率限制。因此,在給定的頻率范圍內(nèi),無論輸入如何,限幅放大器的最大輸出信號能量均為一項固定的預(yù)設(shè)值。此外,與其他放大器相同的是,限幅放大器的主要參數(shù)也包括動態(tài)范圍、增益及增益平坦度。
限幅放大器常用于需要高信號保真度的應(yīng)用,例如敏感雷達接收機、射頻/光轉(zhuǎn)換器中的光纖收發(fā)器等,因此線性度、噪聲及附加相位噪聲性能也是其需要考量的參數(shù)。此外,對于光纖、微波回程及5G毫米波信道等,這類使用高吞吐量數(shù)據(jù)信號的應(yīng)用而言,在保持信號質(zhì)量的同時,因接收機電路高度敏感且易受干擾影響,對其輸入功率進行限制這一點也至關(guān)重要。限幅放大器的另一些常見應(yīng)用領(lǐng)域包括敏感雷達接收機、有源相控陣?yán)走_(AESA)收發(fā)(TR)模塊,以及電子戰(zhàn)(EW)這類關(guān)鍵通信接收機需承受來自附近友方發(fā)射機、敵方干擾等高信號能量的情形。
限幅放大器的另一項重要優(yōu)勢為,其可為接收機電路提供穩(wěn)定的輸入功率。這一優(yōu)勢可用于消除輸入信號中的調(diào)制分量,因而限幅放大器也可用作比較部件。這些特性使得限幅放大器成為瞬時測頻(IFM)接收機、測向、數(shù)字射頻存儲器(DRFM)以及各種信號情報用途的關(guān)鍵一環(huán)。
限幅放大器可通過多種方式實現(xiàn)。某些最為簡單的輸出限幅放大器采用鉗位網(wǎng)絡(luò)。簡單鉗位網(wǎng)絡(luò)由雙肖特基二極管電路和限流電阻器組成,而復(fù)雜鉗位網(wǎng)絡(luò)由多個晶體管、二極管及電阻器組成,以實現(xiàn)更高的精度及更快的恢復(fù)速度。其他類型的限幅放大器采用從輸入端逐步“收緊”至輸出端的多個前后增益級。由于很多應(yīng)用,尤其電子戰(zhàn)應(yīng)用希望限幅放大器能夠覆蓋多個倍頻程,因此無論對于何種限幅放大器的設(shè)計,寬帶功率限制功能均為一項挑戰(zhàn)。其他設(shè)計時必須考量的因素包括功率限制穩(wěn)定性、頻率均衡/穩(wěn)定性、熱量管理/熱量補償、諧波及動態(tài)范圍。此外,由于限幅放大器常用于極端溫度環(huán)境及惡劣環(huán)境中,因此其通常采用帶耐用連接器且工作溫度范圍較寬的全密封封裝。
上述就是
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