低噪聲放大器, 噪聲系數很低的放大器。一般用作各類無線電接收機的高頻或中頻前置放大器,以及高靈敏度電子探測設備的放大電路。在放大微弱信號的場合,放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴重,因此希望減小這種噪聲,以提高輸出的信噪比。
成都漢芯國科集成技術有限公司(chengdu chinesechip)是一家無線通信集成電路科技公司、在射頻和微波集成電路及多芯片組件的設計、制造處于行業領先地位。
漢芯國科在中國多個區域建有標準產品線、制造和銷售1000多個產品型號。包括業界最小尺寸的真對數放大器(5mmX5mm)、低噪聲放大器(LNA、NF=0.20dB)、壓控振蕩器(VCO)、開關(SWITCH)、低插損濾波器(Low Loss filter)、電源控制(DC-control) ,高線性功率放大器(H-L PA),上電時序控制電路(Power timing sequence control circuit)和子系統。
噪聲系數很低的放大器。一般用作各類無線電接收機的高頻或中頻前置放大器,以及高靈敏度電子探測設備的放大電路。在放大微弱信號的場合,放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴重,因此希望減小這種噪聲,以提高輸出的信噪比。由放大器所引起的信噪比惡化程度通常用噪聲系數F來表示。理想放大器的噪聲系數 F=1(0分貝),其物理意義是輸入信噪比等于輸出信噪比。現代的低噪聲放大器大多采用晶體管、場效應晶體管;微波低噪聲放大器則采用變容二極管參量放大器,常溫 參放的噪聲 溫度Te可低于幾十度(絕對溫度),致冷參量放大器可達20K以下,砷化鎵場效應晶體管低噪聲微波放大器的應用已日益廣泛,其噪聲系數可低于 2 分貝。放大器的噪聲系數還與晶體管的工作狀態以及信源內阻有關。為了兼顧低噪聲和高增益的要求,常采用共發射極一共基極基聯的低噪聲放大電路。
低噪聲放大器在放大微弱信號的場合,放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴重,因此希望減小這種噪聲,以提高輸出的信噪比。由放大器所引起的信噪比惡化程度通常用噪聲系數F(見放大)來表示或用取對數值的噪聲系數FN表示FN=10lgF(dB)
低噪聲放大器理想放大器的噪聲系數F=1(0分貝),其物理意義是輸出信噪比等于輸入信噪比。設計良好的低噪聲放大器的FN可達3分貝以下。在噪聲系數很低的場合,通常也用噪聲溫度Te作為放大器噪聲性能的量度:Te=T0(F-1)。式中T0為室溫。在這里,它和噪聲溫度Te的單位都是開爾文(K)。
低噪聲放大器多級放大器的噪聲系數F主要取決于它的前置級。若F1,F2,…,Fn依次為各級放大器的噪聲系數,則式中A1,…,An-1依次為各級放大器的功率增益。前置級的增益A1越大,則其后各級放大器對總噪聲系數F的影響越小。
低噪聲放大器單級放大器的噪聲系數主要取決于所用的有源器件及其工作狀態。現代的低噪聲放大器大多采用晶體管、場效應晶體管;微波低噪聲放大器則采用變容二極管參量放大器,常溫參放的噪聲溫度Tθ可低于幾十度(絕對溫度),致冷參量放大器可達20K以下。砷化鎵場效應晶體管低噪聲微波放大器的應用已日益廣泛,其噪聲系數可低于2分貝。
低噪聲放大器晶體管的自身噪聲由下列四部分組成。①閃爍噪聲,其功率譜密度隨頻率f的降低而增加,因此也叫作1/f噪聲或低頻噪聲。頻率很低時這種噪聲較大,頻率較高時(幾百赫以上)這種噪聲可以忽略。②基極電阻rb'b的熱噪聲和。③散粒噪聲,這兩種噪聲的功率譜密度基本上與頻率無關。④分配噪聲,其強度與f的平方成正比,當f高于晶體管的截止頻率時,這種噪聲急劇增加。圖1是晶體管噪聲系數F隨頻率變化的曲線。對于低頻,特別是超低頻低噪聲放大器,應選用1/f噪聲小的晶體管;對于中、高頻放大,則應盡量選用高的晶體管,使其工作頻率范圍位于噪聲系數-頻率曲線的平坦部分。場效應晶體管沒有散粒噪聲。在低頻時主要是閃爍噪聲,頻率較高時主要是溝道電阻所產生的熱噪聲。通常它的噪聲比晶體管的小,可用于頻率高得多的低噪聲放大器。
低噪聲放大器放大器的噪聲系數還與晶體管的工作狀態以及信源內阻有關。圖2是考慮了自身噪聲的放大器模型。us和Rs分別為信源電壓和內阻,Rs的熱噪聲電壓均方值等于4kTRs墹f,式中T為絕對溫度,k為玻耳茲曼常數,墹f為放大器通帶。放大器自身噪聲用噪聲電壓均方值和噪聲電流均方值表示,它們是晶體管工作狀態的函數,可以用適當方法來測量。這樣,放大器的噪聲系數F可寫作放大管的直流工作點一旦確定,和亦隨之確定,這樣,噪聲系數F將主要是信源內阻Rs的函數。Rs有一使F為最小的最佳值(圖3)。在工作頻率和信源內阻均給定的情況下,噪聲系數也和晶體管直流工作點有關。發射極電流IE有一使噪聲系數最小的最佳值,典型的F-IE曲線如圖4所示。
低噪聲放大器晶體管放大器的噪聲系數基本上與電路組態無關。但共發射極放大器具有適中的輸入電阻,F為最小時的最佳信源電阻Rs和此輸入電阻比較接近,輸入電路大體上處于匹配狀態,增益較大。共基極放大器的輸入電阻小,共集電極放大器的輸入阻抗高,兩者均不易同時滿足噪聲系數小和放大器增益高的條件,所以都不太適于作放大鍵前置級之用。為了兼顧低噪聲和高增益的要求,常采用共發射極-共基極級聯的低噪聲放大電路。
審核編輯:湯梓紅
-
芯片
+關注
關注
455文章
50714瀏覽量
423158 -
放大器
+關注
關注
143文章
13583瀏覽量
213368 -
低噪聲
+關注
關注
0文章
206瀏覽量
22846
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論