當放大器的輸入功率增加到使放大器的增益降低且引起輸出功率呈非線性增大時，便發生增益壓縮。任何放大器的增益都是輸入 信號電平的函式，儘管在某些點上輸入電平足夠高，但其增益仍要下降，因此，放大器通常有自 動增益控制，如接收機中的中放。這樣在大信號輸入時，增益 就自動壓縮(降低)。目的是減小強信號輸入時，放大器動態范 圍不足而引起的非線性失真。
基本介紹
- 中文名：增益壓縮
- 外文名：Gain compression
- 範圍：物理
- 原因：放大器的增益降低
- 功能：進行功率掃描以及頻率掃描的能力
- 測量：放大器工作所需參數
簡介,意義,測量增益壓縮,增益壓縮仿真相關參數設定,掃頻增益壓縮測量,掃描功率增益壓縮測量,絕對輸出功率測量,
簡介
當放大器的輸入功率增加到使放大器的增益降低且引起輸出功率呈非線性增大時，便發生增益壓縮。
分析儀具有進行功率掃描以及頻率掃描的能力。功率掃描有助於確定放大器的非線性性能。
1、放大器具有線性工作區，這裡，增益恆定不變而與功率電平無關。這個區域內的增益通常稱為線性增益 ；
2、隨著輸入功率的增加，放大器增益開始下降，放大器進入壓縮區 ；
3、放大器壓縮的最普通測量是 1-dB 壓縮點。這定義為導致放大器增益有 1-dB 減小（相對於放大器的小信號增益）的輸入功率（或有時為輸出功率）。
意義
當用正弦波激勵時，放大器的輸出在壓縮區不再呈正弦。某些放大器輸出出現在諧波上，而不是只出現在輸入信號的基頻上。
隨著輸入功率的進一步增大，放大器變成飽和，輸出功率維持不變。這時，進一步增大放大器輸入功率不會改變輸出功率。
在某些情況下，（如對行波管（ TWT ）放大器），在飽和之後輸出功率實際上將隨輸入功率的繼續增大而減小，這意味著放大器具有負增益。
由於增益是放大器工作所需參數，故了解引起增益壓縮的最大輸入信號是重要的。
測量增益壓縮
逐個步驟說明如何進行下列用於確定放大器增益壓縮的三項測量：
1、掃頻增益壓縮測量找出首先出現1-dB增益壓縮的最低頻率的位置。
2、掃描功率增益壓縮 測量展示當功率斜波在特定頻率點處（測量步驟1中找出）加到放大器上時，出現增益1-dB下降的輸入功率。
3、絕對功率 測量展示壓縮處的絕對功率輸出（dBm） 。
增益壓縮仿真相關參數設定
1、頻率設定
由於信號頻率不同，電路的增益壓縮點也不同，因此在進行增益壓縮仿真前，必須設定當前電路或系統的工作頻率。選擇增益壓縮仿真控制器參數設定視窗中的“Freq”選項卡，可以打開頻率設定界面。頻率設定中各個參數含義如下。
Frequency：基波頻率，可以通過頻率參數設定窗VI中的“Add”按鈕設定多個頻率值。
Order：基波頻率次數，表示基波頻率諧波的最高次數，超過最高次數的諧波頻率將被忽略。
Maximum mixing order：最大交調次數，在設定多個基波頻率時，需要設定幾個基波頻率交叉調製產生的諧波次數。
2、增益壓縮參數設定
增益壓縮參數設定用來設定仿真的增益壓縮值、輸入/輸出連線埠和輸入/輸出連線埠頻率等參數。用戶可以通過選擇增益壓縮仿真控制器設定視窗中的“XdB”選項卡進行增益壓縮參數設定。增益壓縮參數設定中的參數含義如下圖所列。
增益壓縮參數設定3．增益壓縮仿真系統參數設定
增益壓縮仿真系統參數用來設定增益壓縮仿真的靜態工作點信息、初始假設信息、最終結果設定和預算設定等系統參數，用戶可以通過選擇增益壓縮仿真控制器設定視窗中的“Params”選項卡進行系統參數設定。
掃頻增益壓縮測量
1、掃頻增益壓縮測量找出首先出現1-dB增益壓縮的頻率點位置。
2、預置分析儀。
3、選擇S21測量參數。
4、將分析儀的源功率設定到處於放大器輸出回響的線性區（ 通常低於1-dB壓縮點 10-dB ）。
5、選擇外部衰減器（若需要的話），使放大器的輸出功率受到足夠衰減，以免引起接收機壓縮或損壞分析儀的連線埠-2。
6、如下圖所示連線放大器並提供直流偏置。
直流偏置7、針對被測放大器進行分析儀設定。為了降低噪聲的影響，您可能希望規定較窄的中頻頻寬。
8、移去放大器，進行直通回響校準。校準調整中務必包括衰減器和電纜，在對放大器進行測量時要用到他們。
9、將儀器狀態儲存到存儲器中。
10、重新連線放大器。
11、將頻標放在頻率間隔的大致中心位置。
12、將分析儀的刻度調節到1 dB/格。
13、將跡線儲存到存儲器中並顯示數據/存儲器。
14、逐步增大源功率，直到在跡線的某一部分的第一個頻率上觀察到增益的1-dB壓縮。
15、利用頻標找出首先發生增益1-dB壓縮處的頻率。記下這個頻率供後面的測量使用。
16、列印數據或將其儲存到磁碟上。
掃描功率增益壓縮測量
掃描功率增益壓縮測量展示當功率斜波在特定頻率（前面測量的步驟13中找出的頻率）加到放大器上， 引起增益 1dB 下降的輸入功率。
1、若還未找到特定頻率，便進行前面的掃頻增益壓縮測量。
2、調整功率掃描工作方式下的S21測量，包括下列設定 ：
（1）將連續波頻率設定到前面掃頻增益壓縮測量步驟14中指出的頻率。
（2）輸入掃描的起始和終止功率電平，起始功率應處在放大器回響的線性區（ 通常低於1dB壓縮點10 dB ）。終止功率應在放大器回響的壓縮區。
3、將刻度調節到1dB /格。
4、利用標記（包括參考標記）找出發生1dB 增益壓縮處的輸入功率。
5、列印書記或將其儲存到磁碟上。
絕對輸出功率測量
絕對功率測量展示在壓縮處放大器的絕對功率輸出（dBm）：
1、選擇非比值（絕對）功率測量，若利用前面圖中的測試裝置，則選擇B輸入。
2、保留前面掃描功率增益壓縮測量中所用的連續頻率。
3、將標記設定到發生1dB增益壓縮的輸入功率電平。
4、針對最佳觀察對顯示的測量結果定標。
5、計讀標記值，以找出發生增益1dB減小處放大器的絕對輸出功率（dBm）。
6、列印數或將其儲存到磁碟上。
註：測量校準不能套用於絕對功率。因此，若在分析儀之外存在任何衰減，便應以手動方式對其進行修正。
