低噪声放大器LNA 之 噪声系数

发布时间：2024年01月24日

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一、噪声系数的定义
在定义噪声系数之前，先看一个放大器输入输出端信噪比（信号功率与噪声功率之比，写作SNR） 对比图：
??在这里插入图片描述从上图可用看出，从输入端到输出端，信号和噪声功率都得到了放大，放大器增益为 20dB。 噪声功率还附加了额外的系统内部噪声 N a N_{a} Na?，使得输出端噪声功率额外提高，信噪比下降。
为衡量系统输入输出信噪比恶化的程度，引入噪声系数， IEEE 的标准定义为：噪声系数 F 是全部的输出噪声功率 N a + k T O B G N_{a}+kT_{O}BG Na?+kTO?BG和输出噪声的一部分功率 k T O B G kT_{O}BG kTO?BG之比，这部分功率 k T O B G kT_{O}BG kTO?BG是由于输入噪声 k T O B kT_{O}B kTO?B引起的。 这里 T O T_{O} TO?取自然界常温 290K（17℃）。 在理想情况下，附加噪声为 0，故F =1或 NF=0dB （其中 NF=10lgF ）

噪声系数 F 有如下关系式：
在这里插入图片描述

二、噪声系数和等效噪声温度的关系
输入噪声 N i N_{i} Ni?和输入信号 S i S_{i} Si?被输入到一个有噪声的二端口网络，网络的增益为G ，带宽为 B ，等效噪声温度为 T e T_{e} Te?。输入噪声功率 N i = k T O B N_{i}=kT_{O}B Ni?=kTO?B，输出信号功率 S o = G S i S_{o}=GS_{i} So?=GSi?，输出噪声功率为被放大的输入噪声功率和网络内部噪声功率之和， N o = k B G ( T O + T e ） N_{o}=kBG(T_{O}+T_{e}） No?=kBG(TO?+Te?）。

三、级联系统的噪声系数
典型的无线接收机中，信号会经过多个器件如滤波器、放大器、混频器和传输线等， 它们每一级都会使信噪比恶化，因此量化这种恶化对评估接收机的整体性能显得很重要。如果知道每一级的噪声系数，那么就可以确定它们级联后的噪声系数。
考虑如下的级联系统
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文章来源:https://blog.csdn.net/daxiangwusheng/article/details/135816865
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