低噪聲放大器,低噪聲放大器是什么意思

低噪聲放大器,低噪聲放大器是什么意思

噪聲系數(shù)很低的放大器。

一般用作各類(lèi)無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測(cè)設(shè)備的放大電路。
　　在放大微弱信號(hào)的場(chǎng)合，放大器自身的噪聲對(duì)信號(hào)的干擾可能很?chē)?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數(shù)F（見(jiàn)放大）來(lái)表示

或用取對(duì)數(shù)值的噪聲系數(shù)FN表示

FN＝10lgF (dB)

　　理想放大器的噪聲系數(shù)F＝1(0分貝),其物理意義是輸出信噪比等于輸入信噪比。設(shè)計(jì)良好的低噪聲放大器的FN可達(dá)3分貝以下。在噪聲系數(shù)很低的場(chǎng)合,通常也用噪聲溫度Te作為放大器噪聲性能的量度：Te＝T0(F-1)。式中T0為室溫。在這里,它和噪聲溫度Te的單位都是開(kāi)爾文(K)。
　　多級(jí)放大器的噪聲系數(shù) F主要取決于它的前置級(jí)。若F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)n依次為各級(jí)放大器的噪聲系數(shù)，則

式中A1,…,An-1依次為各級(jí)放大器的功率增益。前置級(jí)的增益A1越大,則其后各級(jí)放大器對(duì)總噪聲系數(shù)F的影響越小。
　　單級(jí)放大器的噪聲系數(shù)主要取決于所用的有源器件及其工作狀態(tài)。現(xiàn)代的低噪聲放大器大多采用晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管；微波低噪聲放大器則采用變?nèi)荻O管參量放大器，常溫參放的噪聲溫度Tθ可低于幾十度（絕對(duì)溫度）,致冷參量放大器可達(dá)20K以下。砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管低噪聲微波放大器的應(yīng)用已日益廣泛，其噪聲系數(shù)可低于2分貝。
　　晶體管的自身噪聲由下列四部分組成。①閃爍噪聲，其功率譜密度隨頻率f的降低而增加，因此也叫作1/f噪聲或低頻噪聲。頻率很低時(shí)這種噪聲較大，頻率較高時(shí)（幾百赫以上）這種噪聲可以忽略。②基極電阻 rb'b的熱噪聲和。③散粒噪聲，這兩種噪聲的功率譜密度基本上與頻率無(wú)關(guān)。④分配噪聲，其強(qiáng)度與f 的平方成正比，當(dāng)f高于晶體管的截止頻率時(shí),這種噪聲急劇增加。圖1是晶體管噪聲系數(shù)F隨頻率變化的曲線(xiàn)。對(duì)于低頻,特別是超低頻低噪聲放大器,應(yīng)選用1/f噪聲小的晶體管；對(duì)于中、高頻放大,則應(yīng)盡量選用高的晶體管，使其工作頻率范圍位于噪聲系數(shù)-頻率曲線(xiàn)的平坦部分。

　　場(chǎng)效應(yīng)晶體管沒(méi)有散粒噪聲。在低頻時(shí)主要是閃爍噪聲，頻率較高時(shí)主要是溝道電阻所產(chǎn)生的熱噪聲。通常它的噪聲比晶體管的小，可用于頻率高得多的低噪聲放大器。