低噪声放大器原理

什么是低噪声放大器

低噪声放大器（ LN A）是射频收发机的一个重要组成部分， 它能有效提高接收机的接收灵敏度，进而提高收发机的传输距离。因此低噪声放大器的设计是否良好， 关系到整个通信系统的通信质量。本文以晶体管ATF54143 为例，说明两种不同低噪声放大器的设计方法， 其频率范围为2~ 2. 2 GHz；晶体管工作电压为3 V；工作电流为40 mA; 输入输出阻抗为50Ω。

低噪声放大器原理

图1所示增益可选放大器采用了一种创新的开关技术，可以保持ADA4896-2的1nV/√Hz噪声性能，同时降低非线性增益误差。利用这种技术，用户可以选择电容最小的开关来使电路的带宽最大化。
图一

通过ADG633三路SPDT CMOS开关实现的开关采用以下配置：S1A和S2A同时开启，或者，S1B和S2B同时开启。开关S1连接至反馈电阻的输出端，开关S2在V1或者V2进行采样，在这些点开关电阻不影响增益。这样可以降低增益误差，同时保持噪声性能不变。

在输入级使用了双FET，以求减少偏流，实现高输入电阻，以满足信号源的要求，同时为了用密勒效应减少高频失真，在基极接地电路TT2及TT3中，转换成电流控制。由于TT4和TT5组成的电流密勒电路成为其负载，所以集电极输出可获得很大增益，而深度反馈可减少非线性失真。这种电路是分立元件放大器电路中最常用的形式。

TT6是普通恒流偏流电路，因偏流电阻R4可调整设定的电流，齐纳二极管D1的作用是使TT1的漏电压固定在4~5V。

OP放大器A1是中间级放大电路，这部分历来也是由晶体管差动电路构成的，但在OP放大器中已被简化。

输出电路是标准的推挽射极输出器，为了消除基极.发射极之间阀电压VBZ的禁区，用二极管D3及D4供给偏压，同时它们还起到补偿TT7和TR3的VB1温度系数的作用。

象这样的多级放大电路，因而要有相们补偿电路，靠C2、R9以及可大范围控制开环频率特性的电容C3，可获得稳定工作的开环频率特性。

低噪声放大器特点及指标

LNA 是射频接收机前端的主要部分，它主要有四个特点。首先，它位于接收机的最前端，这就要求它的噪声系数越小越好。为了抑制后面各级噪声对系统的影响，还要求有一定的增益，但为了不使后面的混频器过载，产生非线性失真，它的增益又不宜过大。放大器在工作频段内应该是稳定的。其次，它所接受的信号是很微弱的，所以低噪声放大器必定是一个小信号放大器。而且由于受传输路径的影响，信号的强弱又是变化的，在接受信号的同时又可能伴随许多强干扰信号输入，因此要求放大器有足够的线型范围，而且增益最好是可调节的。第三，低噪声放大器一般通过传输线直接和天线或者天线滤波器相连，放大器的输入端必须和他们很好的匹配，以达到功率最大传输或者最小的噪声系数，并保证滤波器的性能。第四，应具有一定的选频功能，抑制带外和镜像频率干扰，因此它一般是频带放大器