低噪声放大器应用中常见问题

2021-04-29 13:40:11      点击:
在射频测试系统中,经常会使用低噪声放大器来改善测试灵敏度,但是在系统集成工程实施过程中,会观察到一些噪声和杂散异常抬高的现象,需要仔细计算和分析,本文分享低噪放工程应用的一些问题和经验。

低噪放通常置于接收机射频前端,用来改善接收机灵敏度。通常关注的指标,是其增益和噪声系数。下图中被测设备DUT是低噪放,T是噪声温度,G是增益,NF是噪声系数,通常接收机前端的低噪放的增益和噪声系数,决定了接收机的灵敏度。需要注意,低噪放的输入端和输出端的阻抗匹配情况,除了影响驻波,对于增益和噪声系数指标也有很大影响。


低噪放的关键参数指标是什么?

答:1.增益2.噪声系数3.驻波


接收机前端加低噪放可以提高灵敏度,可不可以说低噪放使输入噪声降低?
答:

1.不对,低噪放工作中同时放大信号和噪声

2.信号放大倍数即为增益,低噪放输出的噪声功率密度与热噪声功率密度与增益倍数乘积之比,即为噪声系数
3.低噪放可以将接收机直接测不到的微弱信号,放大到接收机灵敏度之上可以测量到的程度,从而提高了接收机的灵敏度


接收机前端加低噪放,动态范围增大吗?

答:

1.不能,相比于灵敏度的提高,输入功率压缩点下降更多,总的动态范围降低


低噪放的输入端阻抗变化,输出噪声会不会变化?

答:

1.会变化
2.参考测试项目:源阻抗牵引状态下增益和噪声参数的测量

偶然发现输入端匹配负载时比空载时,低噪放输出噪声更大,为什么?

1.源和负载阻抗匹配时,放大器增益接近最大增益状态
2.阻抗匹配状态下的低噪放增益G(match)大于空载时的增益G(Open)
3.一般在高增益低噪放工作中会遇到这一现象,输入端常温噪声(-174dBm/Hz),G(match)>G(Open),输出端-174+G,匹配状态比空载输出噪声功率大。


接收机前端射频低噪放的噪声系数代表了接收机的噪声系数吗?

1.射频通道第1级放大部分,对通道的噪声系数贡献最大
2.当低噪放增益大于接收机噪声系数时,低噪放的噪声系数决定接收机的噪声系数


低噪放输入信号功率达到1dB压缩点以上非线性状态时,其输出增益和噪声系数与低电平输入相比,怎样变化?

1.随着输入功率的增加,输出功率非线性增大,趋向于某功率恒定值
2.随着输入功率的增加,增益减小
3.随着输入功率的增加,噪声系数以及谐波杂散增大


混频器之后的中频放大器,能否改善射频测试灵敏度?

1.不能
2.第一级射频低噪放可以改善灵敏度,中频放大器不可以


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