低噪音放大器,低噪音放大器是什么意思

低噪音放大器,低噪音放大器是什么意思

低噪音放大器　　低噪音放大器是一類(lèi)特殊的電子放大器，主要用于通訊系統中將接收自天線(xiàn)的信號放大，以便于后級的電子設備處理。由于來(lái)自天線(xiàn)的信號一般都非常微弱，低噪音放大器一般情況下均位于非?？拷炀€(xiàn)的部位，以減小信號通過(guò)傳輸線(xiàn)的損耗。這種“有源天線(xiàn)”的配置廣泛應用于全球定位系統（GPS）等微波系統中。這是因為同軸電纜在微波頻率范圍內損耗很大。
　　正是由于低噪音放大器位于整個(gè)接收機緊鄰天線(xiàn)的最先一級，它的特性直接影響著(zhù)整個(gè)接收機接受信號的質(zhì)量。為了確保天線(xiàn)接收的信號能夠在接收機的最后一級被正確的恢復，一個(gè)好的低噪音放大器需要在放大信號的同時(shí)產(chǎn)生盡可能低的噪音以及失真。這兩個(gè)參數通常使用噪聲系數和三階輸入截止點(diǎn)來(lái)表征。
　　輸入和輸出端的阻抗匹配和噪聲匹配是實(shí)現高增益和低噪聲的關(guān)鍵?，F代的低噪音放大器不僅要在一個(gè)窄帶范圍內實(shí)現阻抗匹配，新的應用（如超寬帶技術(shù)）的出現也要求其能夠在非常寬的頻率范圍內（典型的頻帶寬度為3.1-10.6 GHz）實(shí)現阻抗匹配和噪音匹配。

近二十年以來(lái), 半導體工藝技術(shù)遵循摩爾定律迅猛發(fā)展, 推動(dòng)和促進(jìn)著(zhù)半導體器件產(chǎn)品性能和水平不斷發(fā)展。世界上各大半導體公司, 為了應對市場(chǎng)競爭, 紛紛更新和提升其設計和工藝技術(shù), 高性能的模擬放大器產(chǎn)品層出不窮。針對迅猛發(fā)展的微波通訊市場(chǎng), 各種功能復雜、性能優(yōu)異的RF 放大器產(chǎn)品不斷推出, 常規的中視頻通用放大器在新工藝條件下也得到了迅猛提高。國內由于半導體工藝制作水平的限制, 導致模擬放大器產(chǎn)品水平長(cháng)期落后于國外產(chǎn)品。其競爭劣勢除了表現在技術(shù)參數以外, 還表現在質(zhì)量可靠性、參數均勻性、供貨周期、市場(chǎng)宣傳、售后服務(wù)等諸多方面。因此, 導致國內模擬放大器產(chǎn)品主導市場(chǎng)(特別是在單片領(lǐng)域) 一直被國外大公司產(chǎn)品所占據。國內生產(chǎn)企業(yè)只能憑借部分專(zhuān)用、常規或國外停產(chǎn)型產(chǎn)品, 占有少量市場(chǎng)份額。根據工作頻段和整機應用情況, 模擬放大器產(chǎn)品可以宏觀(guān)地劃分為兩大領(lǐng)域: 一是以射頻通訊電路為代表的高端微波產(chǎn)品, 二是新工藝條件下生產(chǎn)的中視頻通用放大器產(chǎn)品。按照產(chǎn)品結構和功能使用情況, 模擬放大器包括低噪聲寬帶放大器(LNA )、運算放大器及比較器、中視頻放大器、模擬乘法器等。

低噪聲寬帶放大器具有很低的噪聲系數和很寬的頻率范圍，當信號較弱時(shí)，將探頭的輸出先經(jīng)過(guò)低噪聲放大器放大，再送到接收機。低噪聲放大器的主要作用是放大天線(xiàn)從空中接收到的微弱信號,降低噪聲干擾,以供系統解調出所需的信息數據,提高低噪聲放大器的增益對降低整機的噪聲系數非常有利,但低噪聲放大器的增益過(guò)高會(huì )影響整個(gè)接收機器的線(xiàn)性度提出很高的要求。

低噪聲寬帶放大器---隨著(zhù)現代通訊工作頻帶的總體上移, 射頻放大器將成為模擬放大器市場(chǎng)的主流。由系統天線(xiàn)饋入的無(wú)線(xiàn)信號, 在處理之前必須進(jìn)行信號放大。低噪聲放大器(LNA ) 就是其中非常重要的部件。從傳統意義上講,MM IC 低噪聲放大器一直屬于砷化鎵或其它III-V 族產(chǎn)品范疇, 普通硅器件的工作頻率往往難以逾越。但是, 隨著(zhù)光刻技術(shù)和器件工藝水平的不斷提高, 近十年來(lái), 硅工藝晶體管的特征頻率已能夠達到數十GHz 以上。特別是SiGe 工藝,由于材料生長(cháng)工藝的逐漸成熟, 再加上它能與硅工藝兼容、易于集成的特點(diǎn), 使得SiGe 材料的BiC-MO S/BiCMO S 工藝與GaAs工藝相比, 更有利于RF 系統芯片的集成。目前, 硅材料低噪聲放大器的產(chǎn)品頻帶已能夠達到微波領(lǐng)域, 而且在功耗、頻率低端以及制作成本上更具有競爭優(yōu)勢。另外, 隨著(zhù)工藝水平的大幅提升, RF 低噪聲放大器在采用雙極晶體管制作的基礎上, 還衍生了一種新形式, 即用MOSFET 制作低噪聲放大器。以美國Sirenza 微波器件公司的產(chǎn)品為例。其LNA 產(chǎn)品包含10 余個(gè)產(chǎn)品系列, 各個(gè)產(chǎn)品系列采用不同的半導體工藝制作(SiGe、InGaP、GaA s、pHEM T 等工藝) 和不同的晶體管形式(BJT、HBT或FET ) , 但產(chǎn)品水平大致相當。國內從事硅工藝低噪聲放大器開(kāi)發(fā)的單位主要以中電科技集團公司第二十四研究所和航天771 所為主。產(chǎn)品帶寬一般在500MHz 范圍以?xún)?。近年?lái),二十四所采用臺面SiGe HBT 工藝, 已研制出帶寬810 GHz、GP 10 dB 的LNA 樣品; 采用0135 LmSiGe BiCMOS 工藝, 開(kāi)發(fā)出帶寬116～ 118 GHz、GP20～ 30dB 的LNA 產(chǎn)品。