低噪�放大�是按照噪聲匹配�(jìn)行設(shè)�(jì)的一種儀�,它主要是指噪聲系數(shù)很低的放大器。噪聲匹配點(diǎn)并非增益�(diǎn),因此增益G要下�。噪聲匹配情況下的增益稱為相�(guān)增益。通常,相�(guān)增益比增益大概低2�4dB�
低噪聲放大器(low noise amplifier)是噪聲系數(shù)很低的放大器。一般用作各類無線電接收�(jī)的高頻或中頻前置放大�,以及高靈敏度電子探測設(shè)備的放大電路。在放大微弱信號的場�,放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很�(yán)重,因此希望減小這種噪聲,以提高輸出的信噪比。由放大器所引起的信噪比惡化程度通常用噪聲系�(shù) F來表�。理想放大器的噪聲系�(shù) F�1�0分貝� ,其物理意義是輸出信噪比等于輸入信噪�?,F(xiàn)代的低噪聲放大器大多采用晶體�、場效應(yīng)晶體�;微波低噪聲放大器則采用�?nèi)荻O管參量放大器 ,常� 參放� 噪聲 溫度 Te 可低于幾十度(溫度),致冷參量放大器可達(dá) 20K以下,砷化鎵場效�(yīng)晶體管低噪聲微波放大器的�(yīng)用已日益廣泛,其噪聲系數(shù)可低� 2 分貝。放大器的噪聲系�(shù)還與晶體管的工作狀�(tài)以及信源�(nèi)阻有�(guān)。在工作頻率和信源內(nèi)阻均給定的情況下,噪聲系�(shù)也和晶體管直流工作點(diǎn)有關(guān)。為了兼顧低噪聲和高增益的要求,常采用共�(fā)射極一共基極級�(lián)的低噪聲放大電路�
低噪聲放大器的主要技�(shù)指標(biāo)包括:噪聲系�(shù)、功率增�、輸入輸出駐波比、反射系�(shù)和動(dòng)�(tài)范圍�。由于設(shè)�(jì)低噪聲放大器�(shí),在兼顧其他各指�(biāo)的同�(shí),主要考慮噪聲系數(shù)。噪聲系�(shù)是信號通過放大�(或微波器�)�,由于放大器(或微波器�)�(chǎn)生噪聲使得信噪比變壞。信噪比下降的倍數(shù)就是噪聲系數(shù),通常用NF表示。放大器自身�(chǎn)生的噪聲常用等效噪聲溫度表示。噪聲溫度與噪聲系數(shù)NF的關(guān)�
式中,T0為環(huán)境溫�,通常以溫度為單位�293 K,注意:這里的噪聲系�(shù)NF并非以dB為單位�
對于單級放大�,噪聲系�(shù)的計(jì)算公式為
式中,NFmin為晶體管最小噪聲系�(shù),由晶體管本身決�;Γout、Rn、Гs分別為獲得NFmin�(shí)的源反射系數(shù)、晶體管等效噪聲電阻、晶體管輸入端的源反射系�(shù)�
而多級放大器噪聲系數(shù)的計(jì)算公式為
式中,NF總為放大器整�(jī)噪聲系數(shù);NF1、NF2、NF3分別為第1�2�3級的噪聲系數(shù);G1、G2分別為第1�2級功率增益�
從式(3)看出,當(dāng)前級增益G1和G2足夠大時(shí),整�(jī)的噪聲系�(shù)接近第l級的噪聲系數(shù)。因此多級放大器中,�1級的噪聲系數(shù)大小起決定作��
影響放大器噪聲性能的參�(shù)中最重要的兩�(gè)參數(shù)是:電壓噪聲和電流噪聲。電壓噪聲是指在沒有它噪聲干擾的情況�,放大器輸入短路�(shí)出現(xiàn)在輸入端的電壓波�(dòng)。電流噪聲是指在沒有其它噪聲干擾的情況下,放大器輸入開路�(shí)出現(xiàn)在輸入端的電流波�(dòng)�
描述放大器噪聲的典型指標(biāo)是噪聲密�,也稱作�(diǎn)噪聲。電壓噪聲密度單位為nV/,電流噪聲密度通常表示為pA/。在低噪聲放大器�(shù)�(jù)資料中可以找到這些參數(shù),而且,一般給出兩種頻率下的數(shù)值:一�(gè)是低�200Hz的閃爍噪聲;另一�(gè)是在1kHz通帶�(nèi)的噪�。簡單起�,這些測量值以放大器輸入端為參考,不需要考慮放大器增��
�1所示為電壓噪聲密度與頻率的對應(yīng)�(guān)系曲�。噪聲曲線與兩�(gè)主要的噪聲成份有�(guān):閃爍噪聲和散粒噪聲。閃爍噪聲是所有線性器件固有的隨機(jī)噪聲,也稱作1/f 噪聲,因?yàn)樵肼曊穹c頻率成反比。閃爍噪聲通常是頻率低�200Hz�(shí)的主要噪聲源,如�1所��1/f角頻率是指噪聲大小基本相同、不受頻率變化影響的起始頻率。散粒噪聲是流過正向偏置pn�(jié)的電流波�(dòng)所造成的白噪聲,也出現(xiàn)在該頻段。值得注意的是:電壓噪聲的1/f角頻率與電流噪聲�1/f角頻率可能會(huì)不同�
�1. 電壓噪聲密度與頻率的�(guān)系曲�,主要受兩種噪聲源的影響:閃爍噪聲和散粒噪聲。閃爍噪聲或1/f噪聲與頻率成反比,是頻率低于200Hz�(shí)的主要噪聲源�
放大器電路的總噪聲取決于放大器本�、外部電路阻�、增�、電路帶寬和�(huán)境溫度等參數(shù)。電路的外部電阻所�(chǎn)生的熱噪聲也是總噪聲的一部分。圖2所示為放大器和相關(guān)噪聲成份的實(shí)例�
�2. 放大電路的源阻抗決定占主�(dǎo)地位的噪聲類�,源阻抗升高�(shí),電流噪聲為主要來源�
特定頻率下運(yùn)算放大器總輸入噪聲的�(biāo)�(zhǔn)表達(dá)式為�
where:
Rn = 反相輸入等效串聯(lián)電阻
Rp = 同相輸入等效串聯(lián)電阻
en = 特定頻率下輸入電壓噪聲密�
in = 特定頻率下輸入電流噪聲密�
T = 以開爾文(°K)為單位的溫度
k = 1.38 x 10-23 J/°K (波爾茲曼常數(shù))�
公式1是指定頻率下噪聲與帶寬對�(yīng)�(guān)�。為�(jì)算總噪聲,用et (以nV/為單�)乘以帶寬的平方根即可。例如,如果放大器的帶寬范圍�100Hz�1kHz,那�,下式就是整�(gè)帶寬范圍�(nèi)的總噪聲�
上述例子給出了電壓噪聲和電流噪聲在整�(gè)帶寬范圍�(nèi)固定�(shí),總噪聲的計(jì)算公�(適用于放大器電路帶寬的較低頻率值大于運(yùn)算放大器的電壓噪聲和電路噪聲1/f頻率的情�)。如果電壓噪聲和電流噪聲在整�(gè)帶寬范圍�(nèi)是變化的,那么總噪聲的計(jì)算公式要更復(fù)��
根據(jù)公式1和圖2可很容易地看出電路源阻抗對噪聲的影響。源阻抗較低的系�(tǒng),電壓噪聲是主要的噪聲來�;源阻抗增大�(shí),電阻噪聲占主導(dǎo)地位,甚至可以忽略放大器的電壓噪�。源阻抗繼續(xù)增大�(shí),電流噪聲成為噪聲的主要因素�
維庫電子�,電子知�(shí),一查百通!
已收錄詞�153979�(gè)