低噪声放大器设计指南-硬件和射频工程师.PDFVIP

低噪声放大器设计指南 低噪声放大器设计指南 1．低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、 作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，这就对系统 的接收灵敏度提出了更高的要求，我们知道，系统接收灵敏度的计算公式如下： S min = -174+ NF+10 ㏒ BW+S/N……………………（1） 由上式可见，在各种特定（带宽、解调 S/N 已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏 度的关键因素就是降低接收机的噪声系数 NF，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处 于接收机最前端的低噪声放大器。 低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微 弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以低噪声放大器的设计对整个 接收机来说是至关重要的。 2． 低噪声放大器的主要技术指标： 2．1 噪声系数 NF 噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即： in in / S N NF （2 ） Sout Nout / 对单级放大器而言，其噪声系数的计算为： | | 2 Γ −Γ NF NF R + 4 s opt （3 ） min n 2 2 (1 | | ) 1 | − Γ −Γ s opt 其中 F 为晶体管最小噪声系数，是由放大器的管子本身决定的， Γ 、Rn 和Γs分 min opt 别为获得 F 时的最佳源反射系数、晶体管等效噪声电阻、以及晶体管输入端的源反射系数。 min 对多级放大器而言，其噪声系数的计算为： NF=NF +(NF -1)/G +(NF -1)/G G +…… （4） 1 2 1 3 1 2 其中NF 为第n级放大器的噪声系数，G 为第n级放大器的增益。 n n 在某些噪声系数要求非常高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，常 常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为： T = T ( NF – 1 ) （5） e 0 其中T 0 为放大器的噪声温度，T =290 K，NF为放大器的噪声系数。 e 0