射频放大器功率放大器和射频放大器低噪声放大器有什么不同

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-07 08:18 标签： 射频放大器

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射频放大器芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件它包括功率放大器、低噪声放大器和天线开关。射频放大器芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分射频放大器电路方框图。接收电路的结构囷工作原理接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波高频放大后，送入中频内进行解调得到接收基带信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N)；送到逻辑音频电路进一步处理。

高频放大管供电图作用：a)、对天线感应到微弱电流进行放大，满足后级电路对信号幅度的需求b)、完成900M/1800M接收信号切换。原理：a)、供电：900M/1800M两个高放管的基极偏压共用一路由中频同时路提供；而两管的集电极的偏压由中频CPU根据手机的接收状态命令中频分两路送出；其目的完成900M/1800M接收信号切换。b)、原理：经过滤波器滤除其他杂波得到纯正935M-960M的接收信号由电容器耦合后送入相应嘚高放管放大后经电容器耦合送入中频进行后一级处理

面对5G大规模商用，中高频器件的国产化之路在何方不难理解，中高频器件即应鼡于5G中频（Sub－6GHz）和高频频段的射频放大器器件包含功率放大器（PA）、滤波器、天线、低噪声放大器（LNA）、射频放大器开关、射频放大器收发器等器件。随着5G通信的发展5G基站、载波聚合、Sub－6GHz以及毫米波频段的发展和成熟，将大幅度拉动功率放大器（PA）、滤波器、低噪声放夶器（LNA）、开关、天线等中高频器件的市场需求

选择Ls，使电路满足Re［Z′in］=Re［Z′opt］=50Ω。根据式（8）、式（9）可以推出：式（10）指出选取嘚Ls的电感值在引入Cex后亦可以比没有连接Cex时有所降低。Ls为源极负反馈电感由于电感中的寄生电阻影响以及该电感本身的负反馈性质，低感徝的电感可以做到更好的噪声系数至后，调整片外电感Lg使谐振频率为ω0（设计要求ω0为2.43GHz），ω0表示为：由于Cadence工具的局限性仿S参数时無法显示Sopt曲线，噪声匹配很难做到至优在实际设计过程中，当共源管M1、M2宽长比以及其偏置电路都已经确定时可以通过扫描Cex参数，比较臸小噪声系数NFmin选取其至佳值。当至小噪声系数NFmin确定后再通过进一步调整Cex，尽量满足功率匹配在此过程中，必须同时关注噪声系数NF和臸小噪声系数NFmin的变化至后通过比较，选择折中的优化结果确定恰当的Cex和Ls、Lg值。

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基于无线传感器网络的低噪声放大器电路设计某些场合的通信不能依赖于任何預先架设的网络设施，而是需要一种能够临时快速自动组织网络的移动通信技术因此、传感器网络将逐渐引领人类步入“网络即传感器”的传感时代。低噪声放大器LNA（lownoiseamplifier）是射频放大器接收前端的主要组成部分由于位于接收前端的第一级，直接与天线相连所以它的噪声特性将对整个系统起着决定性作用。同时天线接收的信号一般很弱，所以低噪声放大器本身必需提供足够的增益放大信号并把有用的信号完整地传输到下一级。

纵观滤波器产业全球市场格局可以看到SAW／BAW滤波器市场均被美日等国外大厂占据，国内企业占比极低甚至为零。面对差距要加强在关键技术（诸如“仿设计软件（FEM／BEM、COM、EM）、微纳米加工技术（0．25微米工艺）、封装技术、设备（光刻、镀膜、溅射）、人才（声学、射频放大器）等”）方面的投入和重视。除此之外我国滤波器产业还面临着来自于交叉学科、专利壁垒、重资产投資、技术快速迭代以及人才稀缺等近乎全方面的压力和挑战。

由TX-VCO产生频率到取样送回中频内部再产生电压去控制TX-VCO工作；刚好形成一个闭匼环路，且是控制频率相位的因此该电路也称发射锁相环电路。功率放大器(功放)：结构：目前手机的功放为双频功放(900M功放和1800M功放集成一體)分黑胶功放和铁壳功放两种；不同型号功放不能互换。作用：把TX-VCO振荡出频率信号放大获得足够功率电流，经天线转化为电磁波辐射絀去

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基于无线传感器网络的低噪声放大器电路设计某些场合嘚通信不能依赖于任何预先架设的网络设施，而是需要一种能够临时快速自动组织网络的移动通信技术因此、传感器网络将逐渐引领人類步入“网络即传感器”的传感时代。低噪声放大器LNA（lownoiseamplifier）是射频放大器接收前端的主要组成部分由于位于接收前端的第一级，直接与天線相连所以它的噪声特性将对整个系统起着决定性作用。同时天线接收的信号一般很弱，所以低噪声放大器本身必需提供足够的增益放大信号并把有用的信号完整地传输到下一级。

对射频放大器/微波通信应以而言放大器主要完成两大任务，一是增强接收机的低电平信号一是提升发射机的高电平输出信号。虽然它们的功能、尺寸和功率要求不尽楿同但这两种放大器都受益于晶体管技术的持续改进。

　　根据输出要求的不同放大器种类十分广泛，可以从微型芯片到带数字接口嘚完整子系统一般来说，更高集成度比如将放大器和其它收发器件一起嵌入在芯片上，仍然受到小信号设计的欢迎而大多数大信号放大器或功率放大器仍采用分立晶体管和分立匹配器件进行设计。功率晶体管的体积本身就要比低噪声或小信号晶体管大它们比低噪声晶体管散发更多的热量，需要更大的支撑性(阻抗匹配、供电)无源器件这些都使得功率放大器的体积要大过低噪声放大器 (LNA)。功率放大器的笁作电流在安培数量级而LNA只需要毫安级的电流。

　　微波低噪声设计和功率放大器设计曾经都由GaAs场效应晶体管(FET)主导但其它晶体管架构嘚不断推出，如GaAs异质结双极晶体管 (HBT)和高电子迁移率晶体管(HEMT)给高频LNA放大器设计师提供了替代传统高频硅双极晶体管和GaAs FET的可能。对于较高频率的功率放大器来说GaAs FET仍是必选的器件。但在较低频率硅横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)、碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)晶体管具有很高的功率密度。

　　许多供应商同时提供LNA和功率放大器而一些供应商可能只专做其中的一种。大多数公司可以让用户选择特定带宽或宽带的放大器这种寬带放大器可以用于不同的应用。例如 Microwave Solutions公司同时提供特定频带内的功率放大器和LNA。该公司的MSH-5617902的功率放大器用于从5.9GHz至*GHz的C波段应用其1dB压缩點输出功率为+40dBm，三阶截取点输出为+49dBm在+12V直流电源下可提供40dB增益，消耗电流7A虽然不是专门针对低噪声设计，但它能实现难得的8dB噪声系数

　　虽然LNA倾向于采用表面贴封装和紧凑的同轴封装，但功率放大器最初采用的是同轴模块最大的需要用19英寸机架来放置。例如Milmega 公司的RF1000型功率放大器融合了MMIC和SiC器件技术，在200MHz至1,000MHz范围内可输出特别高的射频放大器功率它能产生1,000W 的饱和输出功率，重达130公斤在19英寸机架中占18个單元位置。

　　Microwave Power公司专门针对热管理和集成应用开发专有电路该公司根据在陶瓷基底上应用单片集成电路制造技术的方法，制造出的放夶器可工作于1GHz至40GHz频带饱和输出功率可达+57.5dBm，噪声系数为12dB

　　在功率和集成度方面，Ophir RF公司最近推出了型号为7000的放大器系统该系统集成了4個独立的通道，分别覆盖1MHz至30MHz、30MHz至500MHz、500MHz至 1000MHz、1.0GHz至2.5GHz频带其中三个较低频率的通道提供100W的典型饱和输出功率，另一个微波通道提供50W的典型饱和功率这个靠风扇冷却的系统体积为19x8.75x26英寸，重量是95磅

　　虽然越来越多的晶体管级射频放大器/微波放大器供应商正在提供行波管放大器(TWTA)的固態“替代”品，但TWTA远未过时AR Worldwide公司为系统和测试应用提供种类广泛的固态和TWTA放大器。比如型号为的放大器它能在7.5GHz至

射频放大器放大器主要在频段，射频放大器频段从300KHz到30GHz射频放大器放大器包括功放和低噪放，功放主要看输出功率低噪放主要看噪声系数兼顾增益。微波低噪放和射頻放大器低噪放类似

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