功率放大器P1dB、P3dB和PSat、功率附加效率（PAE）指標(biāo)釋義

(1)P1dB

P1dB，即1分貝壓縮輸出功率，是指相對于放大器的小信號增益，放大器增益減小1dB時的輸出功率。放大器有一個線性動態(tài)范圍，在這個范圍內(nèi)，放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加。隨著輸入功率的繼續(xù)增加，放大器進(jìn)入非線性區(qū)，其輸出功率不再隨輸入功率的增加而線性增加，也就是說，其輸出功率低于小信號增益所預(yù)計的值。通常把增益下降到比線性增益低1dB時的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點(diǎn)，用P1dB表示。

(2)P3dB

P3dB，即3分貝壓縮輸出功率，是指相對于放大器的小信號增益，放大器增益減小3dB時的輸出功率。

(3)PSat

PSat，即飽和輸出功率。當(dāng)功率放大器的輸入功率大到某一值后，再增大輸入功率也不會增大輸出功率的大小，該輸出功率稱為飽和輸出功率。當(dāng)然這種說法是不嚴(yán)格的，因?yàn)楣β史糯笃鞯霓D(zhuǎn)移特性在飽和時很少表現(xiàn)為常數(shù)。在實(shí)際功率放大器中，在某一個頻率處增加輸入功率，會使輸出功率減小，而在工作頻帶內(nèi)其他頻率處，輸出功率會慢慢增加?；谶@點(diǎn)通常用相對于某一個輸出功率處的飽和深度來表示，相應(yīng)的輸出功率稱為飽和輸出功率，典型的測量點(diǎn)為6dB壓縮點(diǎn)。

?

?

功率附加效率(PAE)

?

?

PAE = (PRFOUT - PRFIN)/PDC = (PRFOUT - PRFIN)/(VDC*IDC)

公式說明有多少直流功率在功率放大器中轉(zhuǎn)換為射頻功率。

放大器線性工作區(qū)和飽和工作區(qū)之間，有一個點(diǎn)是功率放大器效率最高的地方。到達(dá)這個點(diǎn)的時候，增加射頻輸入功率會改善射頻輸出功率。超過這個點(diǎn)的時候，增加輸入功率只會為設(shè)備產(chǎn)生更多熱量。PAE測量的目標(biāo)是找到這個最佳點(diǎn)，即功率放大器在將輸入功率轉(zhuǎn)換為輸出功率時最有效的點(diǎn)。

PAE是和射頻輸出功率，輸入功率以及直流電源提供的功率相關(guān)的，所以我們需要同時對這些參數(shù)進(jìn)行測量來判斷這個點(diǎn)的位置。所以用最流行的話來說，放大器的測量是跨界的，直流，射頻還有時域需要同時進(jìn)行。

在頻域測試方面，PNA-X矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以進(jìn)行射頻輸入、輸出功率及增益的測量。

在時域，基于VNA先進(jìn)的校準(zhǔn)技術(shù)，不影響射頻和直流測量，可以將一路輸出信號接入示波器，工程師可以直接觀測放大器的輸出信號在時域的畸變。

功率掃描下的直流電壓和電流曲線，籍此可以計算出直流功率。

在射頻放大器實(shí)際的設(shè)計中，我們會面對三方面的挑戰(zhàn)：

1、靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇。

2、動態(tài)工作點(diǎn)的選擇，尋找最佳負(fù)載阻抗以獲得最大PAE。

審核編輯：湯梓紅