關于低噪聲放大器的基本知識

低噪聲放大器(low noise amplifier)是噪聲系數(shù)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。

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(yè)領先地位。

漢芯國科在中國多個區(qū)域建有標準產(chǎn)品線、制造和銷售1000多個產(chǎn)品型號。包括業(yè)界最小尺寸的真對數(shù)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(tǒng)。

同時承接先進系統(tǒng)封裝(SiP系統(tǒng)級封裝)定制解決方案，為高端設備制造商提供核心競爭力的高性能、高質量產(chǎn)品。

產(chǎn)品廣泛應用于廣播、通信、電臺、蜂窩無線、有線電視、衛(wèi)星通信、醫(yī)療設備、儀器測量等。

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有關低噪聲放大器的討論常常關注于RF/無線應用，但實際應用中，噪聲對于低頻模擬產(chǎn)品(如數(shù)據(jù)轉換器緩沖、應變儀信號放大和麥克風前置放大器)也有很大影響，是一項重要的考慮因素。低噪聲放大器的主要技術指標包括：噪聲系數(shù)、功率增益、輸入輸出駐波比、反射系數(shù)和動態(tài)范圍等。由于設計低噪聲放大器時，在兼顧其他各指標的同時，主要考慮噪聲系數(shù)。

影響放大器噪聲性能的參數(shù)中最重要的兩個參數(shù)是：電壓噪聲和電流噪聲。電壓噪聲是指在沒有它噪聲干擾的情況下，放大器輸入短路時出現(xiàn)在輸入端的電壓波動。電流噪聲是指在沒有其它噪聲干擾的情況下，放大器輸入開路時出現(xiàn)在輸入端的電流波動。

描述放大器噪聲的典型指標是噪聲密度，也稱作點噪聲。電壓噪聲密度單位為nV/，電流噪聲密度通常表示為pA/。在低噪聲放大器數(shù)據(jù)資料中可以找到這些參數(shù)，而且，一般給出兩種頻率下的數(shù)值：一個是低于200Hz的閃爍噪聲;另一個是在1kHz通帶內(nèi)的噪聲。簡單起見，這些測量值以放大器輸入端為參考，不需要考慮放大器增益。

圖1所示為電壓噪聲密度與頻率的對應關系曲線。噪聲曲線與兩個主要的噪聲成份有關：閃爍噪聲和散粒噪聲。閃爍噪聲是所有線性器件固有的隨機噪聲，也稱作1/f 噪聲，因為噪聲振幅與頻率成反比。閃爍噪聲通常是頻率低于200Hz時的主要噪聲源，如圖1所示。1/f角頻率是指噪聲大小基本相同、不受頻率變化影響的起始頻率。散粒噪聲是流過正向偏置pn結的電流波動所造成的白噪聲，也出現(xiàn)在該頻段。值得注意的是：電壓噪聲的1/f角頻率與電流噪聲的1/f角頻率可能會不同。

圖1. 電壓噪聲密度與頻率的關系曲線，主要受兩種噪聲源的影響：閃爍噪聲和散粒噪聲。閃爍噪聲或1/f噪聲與頻率成反比，是頻率低于200Hz時的主要噪聲源。

放大器電路的總噪聲取決于放大器本身、外部電路阻抗、增益、電路帶寬和環(huán)境溫度等參數(shù)。電路的外部電阻所產(chǎn)生的熱噪聲也是總噪聲的一部分。圖2所示為放大器和相關噪聲成份的實例。

圖2. 放大電路的源阻抗決定占主導地位的噪聲類型，源阻抗升高時，電流噪聲為主要來源。

審核編輯：湯梓紅