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天華中威科技不同種類低噪聲放大器介紹
低噪聲放大器(TLA)即噪聲系數(shù)很低的放大器,是射頻收發(fā)機的一個重要組成部分,一般用作各類無線電接收機的高頻或中頻前置放大器,以及高靈敏度電子探測設(shè)備的放大電路。
它能有效提高接收機的接收靈敏度,進而提高收發(fā)機的傳輸距離。在放大微弱信號的場合,放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴重,因此希望減小這種噪聲,以提高輸出的信噪比。因此低噪聲放大器的設(shè)計是否良好,關(guān)系到整個通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。
(一)低噪聲放大器
低噪聲放大器的功能是把天線接收到的微弱射頻信號放大,盡量減少噪聲的引入,在移動智能終端上實現(xiàn)信號更好、通話質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸率更高的效果。其工作原理就是:輸入的射頻信號被輸入匹配網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為電壓,經(jīng)過放大器對電壓進行放大,同時在放大過程中最大程度降低自身噪聲的引入,最后經(jīng)過輸出匹配網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為放大后功率信號輸出。
低噪聲放大器通常由小型晶體管構(gòu)成,并針對低噪聲、低相位噪聲和高線性度優(yōu)化金屬互連。因此,當高射頻信號功率通過這些窄小跡線和小型晶體管時,會產(chǎn)生大量的射頻損耗,從而導致過熱。
針對可能會被干擾或是要與高功率射頻或微波系統(tǒng)進行配合的雷達、傳感、成像以及通信電路,必須考慮到高輸入功率的產(chǎn)生。以上領(lǐng)域可能涉及到航空航天、衛(wèi)星等領(lǐng)域。此外,最新的相控陣和多輸入、多輸出(MIMO)的雷達技術(shù)天生就面臨著發(fā)射天線和接收天線耦合的高射頻輸入功率電平的問題。
■頻率范圍 0.3GHz–1.2GHz ■增益 16dB typ ■P1dB 12dBm typ ■噪聲系數(shù) 0.8dB typ ■型號 TLA-003012G16
(二)輸入保護型低噪聲放大器
高靈敏度接收機要求低噪聲放大器(TLA)對極弱的信號也具備靈敏度,但同時這種靈敏度也會導致接收機前端的低噪聲放大器出現(xiàn)脫敏或是其潛在性能減弱或損壞的風險。當?shù)驮肼暦糯笃鬏斎攵说男盘枏姸瘸^輸入信號的功率閾值時,其潛在性能損壞和減弱的可能性將會變得越來越大。
低噪聲放大器在暴露處理高輸入功率信號時失效的常見原因:
1)高射頻功率損耗導致過熱
2)低噪聲放大器的晶體管輸入端的高射頻電壓導致過應(yīng)力
因此低噪聲放大器的輸入保護功能至關(guān)重要。但是,從天線到數(shù)字化電子設(shè)備的信號鏈中,添加任何電路都可能會導致線性度降低、噪聲增大和相位噪聲增大。
考慮到噪聲和相位噪聲是信號鏈各組件、設(shè)備的加性效應(yīng),首先應(yīng)考慮將信號鏈中各組件和設(shè)備的數(shù)量,以及它們各自的噪聲和相位噪聲響應(yīng)降至最低。低噪聲放大器進行輸入保護的方法之一,就是使用低損耗輸入PIN二極管限制器以及低噪聲放大器增益級,該放大器增益級由高輸入功率閾值的晶體管組成。
■頻率范圍 1.0GHz–3.0GHz ■增益 30dB typ ■P1dB 10dBm typ ■噪聲系數(shù) 1dB ■型號TLA-010030G30
PIN二極管限制器實質(zhì)上就是入射功率控制的可變電阻器。PIN限制器二極管的阻抗在低信號功率電平下最強?;诖朔N設(shè)計,PIN限制器二極管的插入損耗在高阻抗的狀態(tài)下最小。這是令人滿意的,因為在信號鏈中,該部分的任何插入損耗都會導致接收器靈敏度降低。
如果限制器的輸入端產(chǎn)生超過二極管閾值的大功率輸入信號,那么限制器的阻抗將會迅速降低。這就會導致阻抗失諧,從而將沿信號鏈將信號功率反射回去。由此在低噪聲放大器輸入端所產(chǎn)生的信號就弱得多,以免因暫時性的脫敏導致噪聲放大器的損壞。