低噪声放大器(LNA)是通信系统的基本组成部分,通过放大弱信号同时增加最小噪音来增强信号质量. LNA的正确设计提高了接收器的敏感性,使得在吵闹的环境中能够更好地检测信号. 本条讨论了设计有效的LNA所涉及的关键原则和计算.

低噪声放大器设计的基本原则

LNA设计的首要目标是在最小化噪声数字的同时实现最大收益(NF). 噪声数字将放大器相对于理想的无噪声设备所添加的噪声数量量化. 实现低NF需要仔细选择主动设备,偏差条件,以及阻碍比对.

主要参数和计算

设计LNA需要计算参数,如增益、噪音数字和输入/输出障碍。通常使用Friis公式来估计一个组件级联的总体噪音数字:

NF total = NF1+(NF2-1)/G1+(NF3-1)/(G1*G2).]].

在NF1是第一阶段噪声数字的地方,G1是它的得分,等等. 第一阶段的NF对整体噪声性能的影响最大,因此,优化第一阶段至关重要.

设计考虑

关键考虑包括选择低噪声晶体管,正确偏差,以及阻碍匹配。 匹配网络旨在优化功率转移和最小化反射,这可以降低噪音性能。模拟和计算有助于选择符合预期规格的组件值。

  • 使用适合频带的低噪声晶体管.
  • 设计匹配网络,用于输入和输出障碍.
  • 优化偏差条件,减少噪声促进作用.
  • 模拟电路以验证增益和噪音图.