低噪声放大器的噪声模型

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  摘 要: 低噪声放大器的特点:位于接收机的最前端,噪声越小越好,且要有适当稳定的增益。接受的信号很微弱且变化,属于小信号线性放大器,线性范围大,自动增益控制。与天线或滤波器相连接,要有良好的匹配特性。具有一定的选频功能:有效抑制带外干扰和镜像频率干扰。
  关键词: 低噪声放大器;噪声
  LMH6654/55 单/双路低功耗,250MHz,低噪声放大器
  LMH6654/55是单双通道高速、电压反馈型的放大器,单位增益稳定和具有250MHz的带宽。工作在2.5V到6V之间,且每个通道只消耗4.5mA的电流。这个放大器具有非常低的电压噪声和宽的输出使信噪比最大化。输入共模电压范围延伸到了150mV在具有负轨和具有1.3V正轨的情况下。LMH6654/55高速和低功耗的结合使这些产品是许多便携式、高精度的理想选择。
  1.特性(供电5V,室温25℃)
  电压反馈架构
  單位增益带宽 250MHz
  供电电压范围 2.5V-6V
  转换速率 200V/usec
  电源电流 4.5mA/每通道
  输入共模电压 -5.15V——+3.7V
  输出电压范围-3.6V——+3.4V
  输入电压噪声4.5 nV/
  输入电流噪声1.3 pA/
  稳定时间 2.5ns
  2.总输入噪声与源电阻
  图5同相放大器噪声模型
  上图描述了所有噪声源的非反相放大器配置的噪声模型。除了內在的输入电压噪声(en)和噪声电流(in=in+=in-)的来源,也存在热噪声电压( )与各外部电阻有关。方程1提供的总等效输入电压噪声密度(eni)的一般形式。方程2是假设的方程1的简化。
  下图用这种假设说明了等效噪声模型。总等效输出电压噪声(eno)为eni*AV
  噪声模型 图6
  如果消除偏置电流不是必须的, 不需要等于Resq。在这种情况下通过式子(1),RfRg需要尽可能的小,去降低噪声。
  ③噪声系数
  噪声系数(NF)是由放大器引起的噪声退化的量度。
  噪声系数公式为方程3。增加了一个终端电阻RT,减少了外部热噪声,但增加了由此产生的NF。
  NF增加,因为RT减少输入信号的振幅,从而降低输入信噪比.
  噪声系数与等效源电阻(Resq)和RfRg并联有关。为了减少噪声系数,建议采取以下步骤:
  1)最小化
  2)选择最佳的Rs(ROPT)。
  ROPT是曲线NF达到最小值的点,并且近似于 ■
  参考文献
  [1]杨建国.你好,放大器[M].北京:科学出版社,2015.09:29-39.
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