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

近二十年以來, 半導體工藝技術(shù)遵循摩爾定律迅猛發(fā)展, 推動和促進著半導體器件產(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(yīng)對市場競爭, 紛紛更新和提升其設(shè)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, 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(guī)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(nèi)由于半導體工藝制作水平的限制, 導致模擬放大器產(chǎn)品水平長期落后于國外產(chǎn)品。其競爭劣勢除了表現(xiàn)在技術(shù)參數(shù)以外, 還表現(xiàn)在質(zhì)量可靠性、參數(shù)均勻性、供貨周期、市場宣傳、售后服務(wù)等諸多方面。因此, 導致國內(nèi)模擬放大器產(chǎn)品主導市場(特別是在單片領(lǐng)域) 一直被國外大公司產(chǎn)品所占據(jù)。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)只能憑借部分專用、常規(guī)或國外停產(chǎn)型產(chǎn)品, 占有少量市場份額。根據(jù)工作頻段和整機應(yīng)用情況, 模擬放大器產(chǎn)品可以宏觀地劃分為兩大領(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(jié)構(gòu)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(shù)和很寬的頻率范圍，當信號較弱時，將探頭的輸出先經(jīng)過低噪聲放大器放大，再送到接收機。低噪聲放大器的主要作用是放大天線從空中接收到的微弱信號,降低噪聲干擾,以供系統(tǒng)解調(diào)出所需的信息數(shù)據(jù),提高低噪聲放大器的增益對降低整機的噪聲系數(shù)非常有利,但低噪聲放大器的增益過高會影響整個接收機器的線性度提出很高的要求。

低噪聲寬帶放大器---隨著現(xiàn)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的主流。由系統(tǒng)天線饋入的無線信號, 在處理之前必須進行信號放大。低噪聲放大器(LNA ) 就是其中非常重要的部件。從傳統(tǒng)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, 隨著光刻技術(shù)和器件工藝水平的不斷提高, 近十年來, 硅工藝晶體管的特征頻率已能夠達到數(shù)十GHz 以上。特別是SiGe 工藝,由于材料生長工藝的逐漸成熟, 再加上它能與硅工藝兼容、易于集成的特點, 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(tǒng)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(chǔ)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 余個產(chǎn)品系列, 各個產(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(nèi)從事硅工藝低噪聲放大器開發(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 范圍以內(nèi)。近年來,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, 開發(fā)出帶寬116～ 118 GHz、GP20～ 30dB 的LNA 產(chǎn)品。