Gain variation and noise figure degradation in balanced amplifiers

Modern kablosuz iletişim sistemlerinde dengeli yükselteçleri kullanmak birçok avantaja sahip olmakla birlikte, yükselteçteki ve bölücü/birleştirici bölümlerdeki ideal dışı durumlar sebebiyle, dengeli yükselteçlerin kazanç ve gürültü tepkisi beklenen değerden önemli ölçüde farklı olabilir. İlk olarak, 2-kollu 0° güç bölücü ve 90° bağlaç kullanan dengeli yükselteçlerde, kazançta oluşan varyasyonları analiz ediyoruz. Bu bağlamda, iki topoloji için karşılaştırmalı olarak matemetiksel analizler yapılmış ve analitik ifadeler elde edilmiştir. Analitik ifadeler göstermiştir ki, aynı geri yansıma kaybı/izolasyon değerleri için, 90° kuplör kullanılan dengeli yükselteçlerde toplam kazançtaki belirsizlikler 2-kollu 0° güç bölücü kullanıldığı duruma göre daha fazladır. Ardından, gürültü dalgalarını kullanarak, bölücülü dengeli yükselteç topolojisinin gürültü figürü ve gürültü parametreleri için kesin ve yaklaşık analitik sonuçları sunuyoruz. Gürültü dalga yaklaşımının yardımıyla, dengeli yükselteçteki her bir elemanın çıkışta ürettiği gürültü gücü çıkarılmıştır. Bölücünün ilinti matrisi ve gürültü dalgalarını belirlemek için bölücünün Y-parametreleri, yükseltecin gürültü dalgalarını yazabilmek için yükseltecin gürültü parametreleri kullanılmştır. Dengeli yükselteçler, ideal bir giriş bölücüyle bile, tekil yükseltece kıyasla gürültü figürü performansından muzdariptir. Gürültü parametreleri, ideal olmayan bir bölücü ile daha da bozulur. Sadece sıfır olmayan dönüş kaybı ve izolasyon değil aynı zamanda omik kayıp, genlik ve faz dengesizlikleri de göz önüne alınmıştır. Ayrıca, sıfır olmayan optimum kaynak empedansı, dengeli yükseltecin gürültü parametrelerini etkilemektedir. Ölçüm sonuçları da bir doğrulama olarak sunulmuştur.