低噪声放大器(LNA)设计概念
基本定义
低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)是射频接收链路前端的核心放大模块,其核心功能在于放大微弱射频信号时,维持信号质量并减少外部噪声的叠加。
设计目标
2.1 核心性能要求
最小化噪声系数
提供高增益性能
确保线性度指标
优化输入/输出匹配网络
降低功耗
2.2 关键性能参数
噪声系数:典型值<2 dB
增益范围:15-25 dB
1dB压缩点参数
输入/输出回波损耗指标
稳定性系数
典型电路结构
3.1 共源级放大器
结构简单易实现
具备较高增益能力
噪声性能较优
3.2 共栅级放大器
输入阻抗匹配效果显著
噪声系数较低
稳定性表现良好
3.3 级联结构
多级联调设计策略
平衡噪声与增益关系
系统复杂度增加
关键技术实现
4.1 噪声匹配设计
源阻抗优化配置
等效输入噪声抑制
基于噪声原图的分析方法
4.2 稳定性保障
消除寄生振荡风险
满足无条件稳定性条件
反馈网络结构设计
4.3 偏置电路实现
静态工作点精确配置
温度补偿机制集成
电流镜偏置方案应用
优化设计方法
5.1 工艺技术选型
CMOS工艺
SiGe工艺
GaAs工艺
工艺参数对噪声及增益的影响评估
5.2 版图设计规范
抑制寄生电容/电感效应
对称布局方案实施
电磁屏蔽与信号隔离措施
典型应用领域
无线通信接收前端
卫星通信信号处理
雷达探测系统
传感器信号调理电路
移动通信基带处理单元
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