低噪聲放大器是一種用于增加信號(hào)幅度的電路，主要用于無(wú)線通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)、無(wú)線電視、手機(jī)等應(yīng)用中，用于提高系統(tǒng)靈敏度和擴(kuò)大接收范圍。它的主要作用是在信號(hào)傳輸鏈路中起到放大弱信號(hào)的作用，同時(shí)盡可能地減小放大器本身的噪聲。下面將詳細(xì)介紹低噪聲放大器的原理，包括它的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)。

一、基本結(jié)構(gòu)

低噪聲放大器通常由四個(gè)主要部分組成：輸入網(wǎng)絡(luò)、放大器單元、輸出網(wǎng)絡(luò)和電源。輸入網(wǎng)絡(luò)用于匹配輸入信號(hào)的阻抗和減小傳輸線路和天線帶來(lái)的干擾，從而使信號(hào)盡可能地傳輸?shù)椒糯笃鲉卧?。放大器單元?fù)責(zé)放大輸入信號(hào)，它通常由一個(gè)或多個(gè)晶體管組成，可以實(shí)現(xiàn)高增益和低噪聲。輸出網(wǎng)絡(luò)用于匹配放大器單元的輸出阻抗和減小信號(hào)輸出時(shí)的干擾，從而將信號(hào)傳輸?shù)较乱患?jí)電路或天線。電源提供電源電壓和電流，以保證整個(gè)電路的正常工作。

二、工作原理

低噪聲放大器的工作原理可以簡(jiǎn)單地概括為：接收輸入信號(hào)，放大信號(hào)，輸出信號(hào)。將信號(hào)輸入到放大器中，放大器通過(guò)增加信號(hào)幅度來(lái)提高信噪比，然后將信號(hào)輸出到后續(xù)的電路中。由于LNA需要將信號(hào)從噪聲背景中提取出來(lái)，因此需要盡可能減小放大器本身產(chǎn)生的噪聲。在這個(gè)過(guò)程中，放大器單元的噪聲也被放大，因此輸出信號(hào)中包含有噪聲。為了減小放大器本身的噪聲，需要在放大器單元前后加上合適的匹配網(wǎng)絡(luò)，使得輸入信號(hào)的功率得到最大化，而噪聲功率得到最小化。LNA的噪聲主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：器件本身的噪聲和放大器的失真。為了減小器件本身的噪聲，可以使用低噪聲晶體管等低噪聲器件，并采用合適的工藝和布線方式，減小器件之間的串?dāng)_和互感。為了減小失真，可以使用高線性度的器件，采用反饋電路等方法來(lái)提高放大器的穩(wěn)定性和線性度。具體地，當(dāng)輸入信號(hào)進(jìn)入輸入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它會(huì)被匹配到放大器單元的輸入阻抗，并通過(guò)放大器單元的放大作用，使得信號(hào)的幅度得到增大。

ATA-5000系列是用于極微小信號(hào)檢測(cè)的前置放大器，采用ATA-P5000前置放大器低噪聲電源（選件）供電。根據(jù)頻帶，增益，輸入電阻等分為多個(gè)型號(hào)。

圖：ATA-5000系列前置微小信號(hào)放大器

三、性能參數(shù)

低噪聲放大器是一種用于增加信號(hào)幅度的電路，主要用于無(wú)線通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)、無(wú)線電視、手機(jī)等應(yīng)用中，用于提高系統(tǒng)靈敏度和擴(kuò)大接收范圍。LNA的主要特點(diǎn)是增益高、噪聲低，可以將信號(hào)從噪聲背景中提取出來(lái)。

增益

增益是指放大器輸出信號(hào)的幅度與輸入信號(hào)的幅度之比，常用分貝(dB)表示。增益越大，放大器對(duì)于弱信號(hào)的放大作用就越明顯。

帶寬

帶寬是指放大器能夠放大信號(hào)的頻率范圍，常用赫茲(Hz)表示。帶寬越寬，放大器對(duì)于不同頻率的信號(hào)都能夠放大。

噪聲系數(shù)

噪聲系數(shù)是指放大器引入的額外噪聲與輸入信號(hào)噪聲之比，常用分貝(dB)表示。噪聲系數(shù)越小，放大器對(duì)于弱信號(hào)的放大作用就越好。

輸出功率

輸出功率是指放大器輸出的信號(hào)功率大小，常用瓦(W)表示。輸出功率越大，放大器輸出的信號(hào)就越強(qiáng)。

輸入/輸出阻抗

低噪聲放大器的輸入/輸出阻抗應(yīng)該與輸入/輸出信號(hào)源的阻抗匹配，以減小信號(hào)反射和信號(hào)損失。

線性度

低噪聲放大器的線性度越好，就能夠更好地放大輸入信號(hào)并保持信號(hào)的準(zhǔn)確性。通常使用IP3(第三階截止點(diǎn))或IP2(第二階截止點(diǎn))等指標(biāo)來(lái)描述放大器的線性度。

功耗

低噪聲放大器通常需要具有較低的功耗，以便在電池供電等限制條件下使用。

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審核編輯 黃宇