低噪声放大器

1.噪声系数NF噪声系数是输入信号的信噪比与输出信号的信噪比之比，表示信号通过放大器后信号质量的恶化。在级联网络中，前端组件越多，对整体噪声系数的影响越大。
在接收前端，必须进行低噪声设计。放大器旨在远离不稳定区域。
噪声的质量主要取决于器件和电路设计。 2.增益G它是放大器的基本指示器。
增益用于确定放大器的级数和器件类型。 3.动态范围动态范围是低噪声放大器输入信号允许的最小功率和最大功率范围。
动态范围的下限取决于噪声性能。 4.频率范围工作频率范围是选择器件和电路拓扑设计的先决条件。
5.驻波比和输入和输出的反射系数低噪声放大器具有非常低的噪声系数和宽的频率范围。当信号较弱时，探头的输出首先由低噪声放大器放大并发送到接收器。
低噪声放大器的主要功能是放大天线从空中接收的微弱信号，以减少噪声干扰，从而使系统能够解调所需的信息数据。增加低噪声放大器的增益非常有利于降低整个机器的噪声系数，但低噪声放大器的高增益对整个接收器的线性度提出了很高的要求。
在低噪声放大器的实际设计中，我们必须注意以下五点。 1）放大器中放大管的选择微波电路中使用的低噪声放大管的主要要求是高增益和低噪声，以及足够的动态范围。
目前，双极低噪声管可以工作在几千兆字节，噪声系数为几分贝，而砷化钾信号的场效应晶体管具有更高的工作频率和小于1分贝的噪声系数。通常可以通过两种方式考虑选择低噪声放大器管。
（1）微波低噪声管的噪声系数足够小，工作频带足够高，一般晶体管的fT一般比工作频率高4倍以上，PHEMT FET的噪声系数在2 GHz时约为0.5 dB，工作频率高端可达到6 GHz。 （2）微波低噪声管必须具有足够高的增益和动态范围，并且通常需要放大器工作增益大于10dB。
当输入信号达到系统最大值时，由放大器非线性引起的互调分量小于系统楼层噪声。 2）I / O匹配电路的设计原理单级晶体管放大器的噪声系数可以转换成相等的噪声系数圆。
圆上的每个点代表产生恒定噪声系数的源发射系数。要获得所需的噪声系数，只需在图表上绘制与此噪声系数对应的圆，并将源阻抗与圆上的点匹配。
在实际设计中，通常不考虑最小噪声系数，因为考虑了放大器的增益。当放大器被设计为单个项目时，确定特定晶体管S11和S22。
不同的源反射系数和负载因子可以构成恒定的增益圆。设计必须仅将源和负载反射系数与相应的圆相匹配。
在，您可以获得相应的收益。通过将恒定增益圆与相等的噪声系数圆相结合，您可以获得更好的结果。
3）电路中需要注意的一些问题。通常，低噪声放大器使用高Q电感来完成偏置和匹配功能。
由于电阻会产生额外的热噪声，因此应避免放大器的输入尽可能靠近偏置电阻。 。
用于低噪声放大器的印刷电路板应具有低损耗，易加工和稳定的特性，具有均匀的物理和电气特性（特别是介电常数和厚度）。同时，对材料的表面光洁度有一定的要求。
通常，可以使用具有FR74（介于4和5之间的介电常数）的板。如果电路要求高，可以使用由氧化铝陶瓷等制成的微波板。
衬里，在PCB布局中应考虑相邻电路的影响，注意滤波，接地和外部电路设计中的电磁兼容设计原则。 4）低噪声放大器的便捷设计方法目前，低噪声放大器的设计一般采用CAD方法进行仿真。
中国比较流行的软件是EESOF，MWOffice和ADS。相对而言，安捷伦的ADS功能强大，简洁直观，应用范围广泛。
大多数公司和研究机构的局域网基本上都使用ADS进行仿真，效果很好。 5）同行业中低噪声放大器的发展水平随着半导体器件的发展，低噪声放大器的性能不断提高。
使用PHEMT场效应晶体管的低噪声放大器的噪声系数在800MHz频段可达到0.4dB，增益约为17dB，1900MHz。频带噪声系数可达到0.6，增益约为15dB。
在本章中，由于空间限制，仅引入了基于BJT的低噪声放大器的设计。将来，当读卡器设计其他晶体管时，基本原理和步骤完全相同。