低噪声放大器原理说明

低噪声放大器原理说明

概述：

信道对信号传输的限制除了损耗和衰落之外，另一个重要的限制因素是噪声与干扰。移动信道中加性噪声（简称噪声）的来源是多方面的，一般可分为①内部噪声；②自然噪声；③人为噪声；内部噪声是系统设备本身产生的各种噪声。例如，在电阻一类的导体中由电子的热运动所引起的热噪声等。自然噪声和人为噪声为外部噪声。在移动信道中，外部噪声的影响较大。人为噪声主要是车辆的点火噪声。

F a=10㏒kT a B N/kT0B N=10㏒T a/T0(dB)

F a为等噪声系数，T a为噪声温度，式中，k为波兹曼常数（1.38x10-23J/K），T0为参考绝对温度（290K），B N为接收机有效噪声带宽。N0=KT0B n

多级放大器噪声系数的计算：

N F=N F1+（N F2-1）/GP a1+(N F3-1)/GP a1GP a2+……+(N Fn-1)/GP a1GP a2…GP a(n-1)

噪声在通信信道中会使接收灵敏度降低，导致同等功率条件下的通信距离缩短，或同等距离条件下通信质量差。因此，降低通信机的噪声对于通信系统来说有着重大的意义，而衡量噪声的高低用噪声系数F来表示。低噪声放大器是一个多级放大器，但是它不加功率管，不承受功率，在整机中应用于对弱信号的放大。低噪声放大器中采用高性能的低噪管，使得整机产生的噪声系数非常低，特别是上行低噪放的作用尤其明显，上行链路主要是为了使基站可以满意的接收上行信号，必须能保证基站接收的灵敏度，这就要求直放站上行的噪声系数要足够好。低噪主要功能：ATT调节，ALC控点调节，通过监控步进衰减调节等功能。

低噪声放大器原理结构图：

低噪声放大器模块结构说明：

1.隔离器：主要用于高频信号的单向输入，对于反向的高频信

号进行隔离，同时对各端口的驻波进行匹配。

2.低噪声管：ATF54143，利用管子的低噪声特性，减少模块的

内部噪声，降低低噪声模块的噪声电平，使整机的接收灵敏

度提高。

3.放大管：进一步放大高频信号。

4.限幅组件：包含由PIN管组成压控的衰减电路（ALC），由

HMC273组成的数控衰减电路（ATT）。

5.检波组件：对模块的输出功率由MAX-4003芯片构成的检波

电路检测出输出功率的大小。

6.限幅运算电路：由检波组件对高频信号的检测出的功率大小

的输出直流电压进行运算，对限幅电路进行控制。

图1

低噪声管ATF54143的电路原理图，图中C1与L1为前端匹配用调节元件，Q1为低噪声放大管，L2为高频退耦电感。C2与C4均为高频退耦电容，R5为限流电阻。

图3 为ATT 数字衰减器的电路原 理图，HMC273为数控衰减器,5伏 电源经5K 的电阻限流后接入 HMC273的1到5脚，6与10脚为 高频信号的通脚，7、8、9脚为接

发脚，在第6脚需加一个R13的电 阻，C11与C12为耦合电容。ATT1 到ATT5为数控衰减器的外部控制 线接口。

图2

0.45x 2x 4T

42

P

图3为ALC的电路原理

图HMC38x4为PIN管，

ALC控制电压经ALC接

口经L5加到PIN管上，

电压的大小决定PIN管

的导通角的大小，从而改

变信号流的大小，达到控

制C13后的信号强弱。

图3

图5为检波电路，图中

U8为检波芯片

MAX-4003，其检测范

围为-45dBm---0dBm，

信号输入为第一脚，第

7脚为检测输出脚，其

余接线如图。

图5

0.1u

图6

图6为限幅运算电路，检波组件的输出直流电压经R19进入U9A ，经过一级放大后再进入U9B 进行比较，通过调整VR1与VR2可调电阻器，可改变ALC 接口的输出直流电压，从而对限幅组件进行控制。

0.1u

A L C