什么是噪声系数？

Question

如题所述

Answer 1

为什么LNA的噪声系数和电压增益必须要低？
低噪声放大器（LNA）是无线电设备中必不可少的一部分，主要作用是在输入信号电平较低的情况下，提供较大的放大增益，以达到信号的正确处理和解调。在设计和制造LNA时，噪声系数和电压增益是两个必须要考虑的因素。它们的低和高会直接影响到LNA的性能和工作效果。

LNA的噪声系数必须要低
噪声系数是指LNA在输入端引入的噪声功率与输入信号功率之比，通常用分贝来表示。在LNA中，噪声系数越低，表示它可以在输出信号中引入更少的噪声，因此可以提高系统的灵敏度。通俗的说，噪声系数越低，LNA就可以放大输入信号的弱信号部分，而不是系统中的噪声信号，从而提高信号质量。

LNA的噪声主要来自于晶体管的输入噪声、放大器电阻噪声和 Johnson 噪声等。为了防止这些噪声影响LNA的性能，需要在LNA的设计和制造过程中运用低噪声专用晶体管和器件，并采用优秀的布局设计和尽可能短的电缆来减少信号的损失。此外，通过使用高速振荡器、射频MOSFET和高品质互感器等可以有效降低LNA的噪声系数。

LNA的电压增益必须要低
电压增益是指放大器输出电压与输入电压之比。在LNA中，过高的电压增益会导致电源电压波动、噪声有限和晶体管失调的问题，从而影响系统的灵敏度和信号质量。为了解决这些问题，必须在LNA设计的早期确定电压增益，并在实验中进行检验和校正。一般来说，LNA的电压增益设置在20dB以下可以获得最佳的工作效果。

此外，为了确保LNA的电压增益在设计范围内，需要使用为LNA提供正确电压的矩阵直流电源，这可以有效消除因电压波动引起的信号变化。同时，正确的电源分压电路和合适的射频匹配网络也是保证LNA有效工作和获得合适的电压增益的关键。

结论
在设计和制造LNA时，噪声系数和电压增益是两个必须考虑的主要因素。LNA的噪声系数必须尽量低，以提高系统的灵敏度和降低输入信号中的噪声。而电压增益则必须控制在适当的范围内，以避免引起电源波动、失调和噪声有限。通过综合运用好的电路设计、低噪声器件和合理的布局，我们可以Design出性能优异的LNA，从而保证整个无线电设备的正确处理和解调。