低噪放大器的原理应用及其常用规格
《低噪声放大器设计》课件
采用线性化和稳定化技术，提高放 大器的线性度和稳定性。
低噪声放大器设计的案例分析
我们将分享几个具体的低噪声放大器设计案例，包括设计过程、技术方案和 实际效果分析，帮助您更好地理解和应用低噪声放大器设计。
结语
低噪声放大器设计是通信系统中重要的一环，通过深入研究和应用设计原理 和技巧，我们可以提高系统的性能和可靠性。感谢您的聆听！
《低噪声放大器设计》 PPT课件
噪声放大器设计是通信系统中关键的组成部分，为了提高系统的性能和可靠 性，我们需要深入了解低噪声放大器的设计原理和应用。本课件将介绍低噪 声放大器的基本概念、设计技巧和应用案例。
什么是低噪声放大ห้องสมุดไป่ตู้？
低噪声放大器是一种具有较高信号放大增益且噪声水平较低的放大器。它主 要用于在信号链的前端进行信号放大，从而提升整个系统的信噪比和灵敏度。
低噪声放大器具有宽 频带特性，适用于不 同频段的信号处理。
低噪声放大器的常见应用
无线通信
低噪声放大器在接收机和发射机中广泛应 用，提高通信质量和覆盖范围。
医疗设备
低噪声放大器在医学检测和成像设备中起 到关键作用，提高信号质量和可靠性。
传感器系统
低噪声放大器用于信号采集和处理，提高 传感器系统的灵敏度和精度。
卫星通信
低噪声放大器用于卫星通信系统，提供可 靠的信号接收和转发功能。
如何设计低噪声放大器？
1
放大器电路的优化设计
2
利用合适的电路结构和元件参数，
优化放大器的性能和噪声系数。
3
调试和测试技巧
4
合理调试和测试放大器的工作状态， 确保其性能和可靠性。
前端设计
选择合适的前端元件和电路拓扑， 降低系统的噪声输入。
低噪声放大器的工作原理
低噪声放大器的工作原理低噪声放大器是一种常用的电子器件，它的工作原理是通过降低输入信号中的噪声，提高输出信号的信噪比。
在各种电子设备中，低噪声放大器起着关键的作用，其应用范围涉及通信、雷达、无线电等各个领域。
低噪声放大器的核心部件是放大器。
放大器的作用是将输入信号放大到所需的幅度。
对于低噪声放大器而言，其特点是在放大信号的同时尽量减小噪声的干扰。
噪声可以来自于各种因素，例如电路本身的热噪声、器件的非线性、功率供应的波动等等。
因此，低噪声放大器在设计上需要考虑到这些因素，采取相应的措施来降低噪声。
低噪声放大器的工作原理主要包括以下几个方面：1. 选择低噪声元件：在低噪声放大器的设计中，选择低噪声的元件是非常重要的。
例如，使用低噪声的晶体管作为放大器的核心元件，可以有效地降低噪声。
此外，还可以采用特殊的材料来减小噪声，例如使用低噪声放大器中常用的砷化镓材料。
2. 优化电路结构：在低噪声放大器的设计中，电路结构的优化也是非常重要的。
通过合理布局电路元件的位置，减小信号路径中的干扰，可以有效地降低噪声。
此外，还可以采用差分放大电路来抑制共模干扰，进一步提高信噪比。
3. 降低功率供应噪声：功率供应的波动也是低噪声放大器中的一个重要噪声源。
为了降低这种噪声的影响，可以采取一些措施，例如使用稳压器来提供稳定的电压供应，减小功率供应的波动。
4. 优化工作环境：低噪声放大器的工作环境也会对噪声产生影响。
在设计中，可以注意到一些细节，例如降低温度对噪声的影响、减小电磁干扰等。
通过以上的工作原理，低噪声放大器能够有效地降低输入信号中的噪声，提高输出信号的信噪比。
这对于各种电子设备而言，都非常重要。
例如，在通信系统中，低噪声放大器可以提高信号的传输距离和质量；在雷达系统中，低噪声放大器可以提高探测的灵敏度和准确性；在无线电系统中，低噪声放大器可以提高接收信号的清晰度和稳定性。
低噪声放大器是一种通过降低噪声、提高信噪比的电子器件。
低噪声放大器的原理
低噪声放大器的原理
低噪声放大器是一种电子设备，用于放大电信号，同时尽量减小噪声的干扰。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 输入电路设计：低噪声放大器的输入电路采用高阻抗、低噪声的元件和结构设计，以减小对输入信号的干扰。
常见的设计技巧包括使用高阻抗输入电路、采用薄膜电阻、陶瓷电容等元件，以及合理布局和屏蔽设计等。
2. 放大器结构：低噪声放大器通常采用共基极、共集极或共源极等结构，以提供高增益和低噪声。
其中，共源极结构被广泛应用于射频放大器，其工作原理是利用场效应管的高输入阻抗和低噪声系数。
3. 负反馈设计：通过引入负反馈，可以有效降低放大器的噪声系数。
负反馈可以利用输出与输入之间的比例关系来抵消放大器内部的噪声。
常见的负反馈设计技巧包括采用电阻网络、差分输入等。
4. 电源噪声抑制：低噪声放大器需要通过设计合理的电源滤波电路来减少电源噪声的影响。
这可以通过使用电源滤波电容、电感等元件来实现。
总体来说，低噪声放大器通过合理的电路设计和结构选择，以及负反馈和电源噪声抑制等技术手段，目的是尽量减小放大器本身引入的噪声，从而提供纯净的放大信号。
低噪声放大器工作原理
低噪声放大器工作原理介绍低噪声放大器（Low-Noise Amplifier，简称LNA）是一种常见的电子器件，其主要功能是将弱信号放大到足够的水平，以便能够有效地进行后续信号处理。
在无线通信、雷达系统等领域中，低噪声放大器起着至关重要的作用，它能够在信号传输过程中尽可能地减小噪声的加入，从而提高系统的信噪比。
工作原理低噪声放大器的工作原理涉及到放大器的各个组件和信号传输路径。
下面将详细介绍几个关键原理。
1. 放大器的输入部分低噪声放大器的输入部分通常包括天线、匹配网络和LNA芯片。
天线将接收到的微弱信号送入匹配网络，匹配网络对输入信号进行适当的调整，以保证信号能够最大程度地被传输到LNA芯片。
匹配网络的设计需要考虑到天线的阻抗、传输线等因素，以实现最佳的信号匹配。
2. 低噪声放大器的放大部分LNA芯片是低噪声放大器的核心组成部分，它负责将输入的微弱信号放大到合适的水平，同时尽可能地减小噪声。
为了实现低噪声放大，常见的设计方法包括：•使用低噪声场效应管（Low-Noise Field-Effect Transistor，简称LNA-FET）作为放大器的核心器件。
LNA-FET具有低噪声系数和高放大增益的特点，适合用于接收微弱信号。
•通过负反馈实现噪声抑制。
放大器的输出信号通过反馈回路与输入信号相比较，通过调节反馈网络的参数，可以抑制噪声的传输，从而提高信噪比。
•优化器件的工作状态和工作电压。
选择合适的工作状态和电压可以降低器件本身产生的噪声，并提高整个放大器系统的性能。
3. 噪声源和噪声参数低噪声放大器的性能评价与噪声参数密切相关。
主要的噪声源包括器件本身的噪声、传输线的噪声、温度噪声等。
常见的噪声参数有：•噪声系数（Noise Figure，简称NF）：衡量放大器引入的噪声相对于理想放大器引入的噪声的影响程度。
噪声系数越低，表示放大器的噪声性能越好。
•噪声温度（Noise Temperature）：用来表示放大器产生的等效噪声温度。
低噪声放大器..
5） C
C 0 VBC 1 0
n
反偏集电结电容
6） 7）
Ccs 集电结与衬底间的势垒电容
rbb ' 、ree 、 rcc 为各极的体电阻
大倍数下降为 1 时的频率
8） 特征频率 fT 定义为共射输出短路电流放
gm gm fT 2 (C C ) 2 C
3） 有源偏置电路
有源偏置电路具有相 当出色的温度稳定性，但 同时也带来了元件数目增 多，电路结构复杂等缺点。 在放大器的温度稳定性要 求比较高的时候，可以考 虑采用这种偏置电路。
有源偏置电路
3）传输线偏置电路
传输线偏置电路
传输线偏置法可以抑制偶次谐波，并且还可以 改善放大器的稳定性。
固定基流偏置电路
IIP3
Input VSWR
－11.1dBm
1.5
－3dBm
1.2
Output VSWR
隔 离
3.1
21dB
1.4
21dB
从表中可以看出，低噪声放大器的主要指标为： 噪声系数 增益 线性范围
输入输出阻抗的匹配
功耗
输入输出的隔离
以上各项指标并不独立，是相互关联的，在 设计中如何折中，兼须各项在指标，是设计的 重点也是难点。
C gd ---漏极与源极电容
rG 、 rS 、 rD 分别为各极的欧姆电阻，rds 是漏源电
阻， R 是串联栅极电阻 i
对于GaAs FET ，这些参数的典型值为
Ri 7
C gs 0.3 pF
rds 400 Cds 0.12 pF
gm 40mS
C gd 0.01 pF
基极分压射极偏置电路
低噪运放的好处及应用
低噪运放的好处及应用低噪运放（low noise operational amplifier, LNA）是一种专用放大器，用于放大微弱信号并抑制噪音。
低噪运放具有许多优点和广泛的应用。
在下面的文章中，我将详细介绍低噪运放的好处以及常见的应用。
首先，低噪运放具有较低的电压噪音密度。
电压噪音是指在输出中的随机电压变动，它由器件内部的热噪声以及其他噪声源引起。
低噪运放通过一系列设计和技术手段减小电压噪音的幅度，从而提高信号放大的精确性和准确性。
低噪运放广泛用于需要高信噪比的应用，如放大器、滤波器、传感器接口等。
其次，低噪运放还具有较低的失真和尖顶响应。
失真是指输入信号和输出信号之间的非线性畸变。
尖顶响应是指在输入信号发生变化时，输出信号出现的短暂波动。
低噪运放通过设计和技术手段减小失真和尖顶响应的幅度，从而提高信号放大的准确性和稳定性。
此外，低噪运放还具有较高的共模抑制比（common mode rejection ratio, CMRR）。
共模抑制比是指在共模信号（即同时存在于两个输入端的噪声信号）存在时，输出信号相对于共模信号的抑制程度。
低噪运放通过设计差模放大器和反馈电路来增加共模抑制比，从而抑制共模噪声，提高系统的抗干扰能力。
此外，低噪运放还具有较低的功耗和较高的带宽。
功耗是指器件在正常工作状态下消耗的电能。
由于低噪运放具有低功耗特性，它可以用于要求长时间工作并节能的应用。
带宽是指器件的频率响应范围，即输出信号可以保持精确的范围。
低噪运放通常具有较高的带宽，可以放大较高频率范围的信号，适用于高速数据传输和信号处理。
接下来，我将介绍一些低噪运放的常见应用。
1. 传感器接口：传感器通常产生微弱的信号，在信号处理之前需要进行放大。
低噪运放可以放大传感器信号并抑制噪声，提高信号的可靠性和准确性。
常见的传感器接口应用包括温度传感器、压力传感器、光学传感器等。
2. 仪器放大器：仪器放大器广泛用于测量和测试领域。
《低噪声放大器设计》课件
低噪声放大器（LNA）是一种专门设计的电子器件，主要用于接收微弱信号并 进行放大。在无线通信、雷达、电子战等领域中，低噪声放大器被广泛应用于 提高信号的信噪比，从而提高接收系统的灵敏度和性能。
低噪声放大器的性能指标
总结词
低噪声放大器的性能指标主要包括增益、噪声系数、线性度等。
详细描述
增益是低噪声放大器的重要指标，表示放大器对输入信号的放大倍数。噪声系数是衡量低噪声放大器性能的重要 参数，表示信号在放大过程中引入的噪声量。线性度则表示放大器在放大信号时保持信号不失真的能力。
采取电磁屏蔽、滤波等措施， 减小外部噪声对放大器性能的 影响。
降低闪烁噪声
采用适当的偏置条件和频率补 偿，降低闪烁噪声的影响。
03
CATALOGUE
低噪声放大器的电路设计
晶体管的选择
总结词
晶体管的选择是低噪声放大器设计的关 键，需要考虑其噪声性能、增益、稳定 性等参数。
VS
详细描述
在选择晶体管时，需要考虑其噪声性能， 通常选用低噪声晶体管以减小放大器的噪 声。同时，需要考虑晶体管的增益，以保 证放大器能够提供足够的增益。此外，稳 定性也是需要考虑的一个重要参数，以确 保放大器在工作时不会发生振荡或失真。
匹配网络的设计
总结词
匹配网络的设计对于低噪声放大器的性能至 关重要，其主要作用是减小信号反射和减小 噪声。
详细描述
匹配网络是低噪声放大器中不可或缺的一部 分，其主要作用是减小信号反射和减小噪声 。设计时需要考虑阻抗匹配和噪声匹配，以 使信号尽可能少地反射回源端，同时减小放 大器的噪声。常用的匹配网络有LC匹配网络 、微带线匹配网络等。
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目 录
136-174MHz VHF低噪放大器
低噪放大器定义：
噪声系数很低的放大器。
一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。
在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。
由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。
理想放大器的噪声系数 F=1（0分贝），其物理意义是输入信噪比等于输出信噪比。
现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管；微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器，常温参放的噪声温度Te可低于几十度(绝对温度)，致冷参量放大器可达20K以下，砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于 2 分贝。
放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。
为了兼顾低噪声和高增益的要求，常采用共发射极一共基极基联的低噪声放大电路。
低噪放大器的原理：
地球站的品质因数（G/T）主要取决于天线和低噪声放大器（LNA）的性能。
接收系统的噪声温度Ts是指折算到LNA输入端的系统等效噪声温度，它主要由天线噪声温度TA、馈线损耗LALA 和低噪声接收机噪声三个部分组成。
136-174MHz 低噪放大器外形尺寸图：
136-174MHz 低噪放大器产品实物图
优译主要生产的产品：射频隔离器、环形器、衰减器、负载、合路器、功分器、电桥、射频滤波器、放大器等射频微波器件。
M:UIYXXXXXXX XXXXXXX N:XXXXXXXXX
Φ2.7[.106]THRU
+12V GND
78.0 [3.071]
3.0 [.118]
12.0 [.472]
25.4 [1.000]。
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低噪放大器定义：
噪声系数很低的放大器。
一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。
在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。
由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。
理想放大器的噪声系数 F=1（0分贝），其物理意义是输入信噪比等于输出信噪比。
现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管；微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器，常温参放的噪声温度Te可低于几十度(绝对温度)，致冷参量放大器可达20K以下，砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于 2 分贝。
放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。
为了兼顾低噪声和高增益的要求，常采用共发射极一共基极基联的低噪声放大电路。
低噪放大器的原理：
地球站的品质因数（G/T）主要取决于天线和低噪声放大器（LNA）的性能。
接收系统的噪声温度Ts是指折算到LNA输入端的系统等效噪声温度，它主要由天线噪声温度TA、馈线损耗LALA 和低噪声接收机噪声三个部分组成。
低噪放大器的应用：
低噪放大器(LNA)主要面向移动通信基础设施基站应用，例如收发器无线通信卡、塔顶放大器(TMA)、组合器、中继器以及远端/数字无线宽带头端设备等应用设计，并为低噪声指数(NF, Noise Figure)立下了新标竿。
目前无线通信基础设施产业正面临必须在拥挤的频谱内提供信号质量和覆盖度的挑战，接收器灵敏度是基站接收路径设计中最关键的要求之一，合适的LNA选择，特别是第一级LNA可以大幅度改善基站接收器的灵敏度表现，低噪声指数也是关键的设计目标，Avago提供了1900MHz下0.48dB同级产品的噪声指数。
另一个关键设计为线性度，它影响了接收器分辨紧密接近信号和假信号分别的能力，三阶截点OIP3可以用来定义线性度，在1900MHz和5V/51mA的典型工作条件下，Avago特有的GaAs增强模式pHEMT工艺技术可以带来0.48dB的噪声指数和35dBm的OIP3，在2500MHz和5V/56mA的典型工作条件下，噪声指数为0.59dB，OIP3则为35dBm。
通过低噪声指数和高OIP3，这些Avago的新低噪声放大器可以提供基站接收器路径比现有放大器产品更大的设计空间。
LNA经历了早期液氦致冷的参量放大器、常温参量放大器的发展过程，随着现代科学技术的高速发展，近几年已被微波场效应晶体管放大器所取代，此种放大器具有尺寸小、重量轻和成本低的优异特性。
特别是在射频特性方面具有低噪声、宽频带和高增益的特点。
在C、Ku、Kv 等频段中已被广泛的使用，目前常用的低噪声放大器的噪声温度可低于45K。
在雷达射频接收系统中，对系统性能指标的要求越来越高，其中低噪声放大器是影响着整个接收系统的噪声指标的重要因素。
与普通的放大器相比，低噪声放大器作用比较突出，一方面可以减少系统的杂波干扰，提高系统的灵敏度；另一方面可以放大系统的射频信号，保证系统正常工作。
因此，低噪声放大器的性能制约着整个接收系统的性能，对整个接收系统性能的提高起了决定性的作用。
因此，研制宽频带、高性能、更低噪声的放大器，已经成为微波技术中发展的核心之一。
由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。
理想放大器的噪声系数F=1（0分贝），其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。
现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管；微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器，常温参放的噪声温度Te可低于几十度（绝对温度），致冷参量放大器可达20K以下，砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于2分贝。
放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。
在工作频率和信源内阻均给定的情况下，噪声系数也和晶体管直流工作点有关。
为了兼顾低噪声和高增益的要求，常采用共发射极一共基极级联的低噪声放大电路。
低噪放大器常用规格：
低噪放大器
●频率0.1MHz 至 20GHz.
●应用于民用,军事,航天,空间技术等.
●低噪声,高功率,高增益.
●可按客户要求订制生产
低噪放大器
Model No. Freq.Range
(MHz)
Noise
Figure
(dB)
Gain
CW
(dB)
Gain
Flatness
(dB)
Output
Power
(dBm)
Input
VSWR
Voltage
(V)
Current
(mA)
Connector
Type
Dimension
LxWxH(mm)
UIYLNA7825A1~100 1.5 15 ±1.0 0 2 12 100 N,SMA 78×25.4×25.4 UIYLNA7825B136~174 1.0 21 ±1.0 0 1.5 12 100 N,SMA 78×25.4×25.4 UIYLNA7825D136~480 1.0 20 ±1.0 0 1.5 12 100 N,SMA 78×25.4×25.4 UIYLNA7825C400~480 1.0 19 ±1.0 0 1.5 12 100 N,SMA 78×25.4×25.4 UIYLNA11038A1800~1900 1.5 30 ±1.0 0 1.5 +12 500 SMA 110×38×20
优译创立于中国深圳市，注册资金2亿元人民币，是集军民用微波通信器件开发、设计与生
产的一体化企业，产品远销海内外。
公司成立于2003年，依托产业优势，凭借过硬的专业技术，以国内、国际双规运营的经验模式，在微波通信行业赢得信誉和口碑，生产的产品频率范围从
300KHz 至 110GHz, 功率最高可达20KW，广泛使用于民用、军事、航天、空间技术等领域。
始终
秉承“诚信为先、顾客至上、科技引领、敢于创新”的经营理念，坚持以“技术优势为根本，
以市场需求为导向”。
公司成立以来与国内外知名企业、院校、科研机构进行相互交流并深度合作，为产品开发研究奠定了技术基础。
主要生产的产品：射频隔离器、环形器、衰减器、负载、
合路器、功分器、电桥、射频滤波器、放大器等射频微波器件。