LNA问题请教

wghdr

对于一个接收系统来说，LNA的增益是否越大越好（不考虑饱和的情况下）？

   比如有一接收系统其接收灵敏度为-105dBm，给此接收系统增加 25dB增益的LNA（LNA NF为2.6dB），理论上接收灵敏度为-130dBm，实际接收灵敏度为-115dBm，什么原因造成此现象？

wghdr

兄弟姐妹们，不要吝啬指教啊

wghdr

是否是由于LNA本身的底噪声问题？比如LNA的低噪声为-115dBm，则小于-115dBm的信号被噪声淹没

ws42

接收机灵敏度是由接收信号的要求信噪比决定的,你加LNA是为了提高载噪比,LNA的增益只起减弱下一级噪声系数的作用(佛理茨公式),要根据下一级噪声系数的大小来设定LNA的增益,太高了不但没用,反而有害.灵敏度的提高不是简单地加增益算得的.[br]<p align=right><font color=red>+1 RD币</font></p>

calorie

灵敏度是和链路噪声、增益关联的，增加LNA后整个链路的噪声、增益都有变化，不能简单地加减。

xidian123

楼上几位都没回答楼主的问题，期待做系统的来解答[em01]

wghdr

其实我的问题很简单，就是LNA（25dB增益，3dBnoise）能否把-125dBm的信号放大25dB到-100dbm ,即是LNA的最低输入门限是多少？

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补充一点就是，目前的测试是在cable line连接，而不是无线信道。

[此贴子已经被作者于2008-12-9 9:44:57编辑过]

cooleyn

灵敏度由解调需要的信噪比、噪声系数决定了。单纯增加Gain没有什么实际意义。LNA gain增大了，信号大小变大了但是噪声也跟着放大了，看看级联后的噪声系数是否比原来变好了，比如原来整条链路3dB的噪声系数，你加上一个NF=1dB的噪声系数放大管，Gain 10多dB肯定灵敏度变好了, 如果加上Gain=25dB NF=5dB的放大管，灵敏度比原来还差。[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

slg232511

GAIN不能太大也是为了LNA的稳定工作。

youranzhile

LNA不能太大主要还是为了后级混频器工作在线性工作状态。混频器是整个接收机系统大部分干扰和杂散信号的来源，如互调，交调，组合频率干扰。

margy

比如有一接收系统其接收灵敏度为-105dBm，给此接收系统增加 25dB增益的LNA（LNA NF为2.6dB），理论上接收灵敏度为-130dBm，实际接收灵敏度为-115dBm，什么原因造成此现象？


不知道系统的带宽是多少呢？如果说增加此LNA前灵敏度是－105dBm的话，我觉得带宽可能300kHz左右？如果按照300kHz来计算热噪声的话是－120dBm。那么再怎么加LNA，系统的灵敏度不会超过－120dBm的。而且灵敏度和LNA的增益并不是相加的关系。
我认为LNA没什么最低输入门限，多低都行，只是如果输入信号低于热噪声的话你根本就看不到输出信号，就没什么意义了。

lonlywin

楼上正解啊，如果LNA本身的底躁就已经比较高了，在增加GAIN同时也把自身噪声增大，所以灵敏度是不会高于LNA的底躁，如果单纯只增加GAIN的话，更容易增加LNA本身的底躁，只会让接收灵敏度更差

snowboy

接收机灵敏度主要取决于整个接收机系统参数：
灵敏度（dBm）=-173+NF（dB）+10lgBr（HZ）+(S/N)min，NF为接收机系统的NF系数，通常主要取决于第一级电路如LNA（要求增益足够高，高于10dB以上），如果仅提高LNA增益值，而噪声系数不变的话，对整个系统的NF改变是很小的，因此LNA增益与接收机灵敏度没有直接的线性关系。

wghdr

图2连接方式一：可调衰减器的衰减值小于107dB，而此时可以接收发射的信号




图3连接方式二：只有当可调衰减器的衰减值小于87dB时，才能接收到发射的信号


我认为的可能的原因如下：
A、        LNA的背景噪声就是在-115dBm左右，当输入信号低于LNA的背景噪声时，信号被噪声掩埋。
B、        或者是PTR8000+模块发射出来的信号的经过衰减后的背景噪声在-115dBm左右，致使衰减后的信号小于-115dBm被背景噪声淹没，系统不能识别。
[upload=jpg]UploadFile/2008-12/081217@52RD_未命名.JPG[/upload]

snowboy

比较同意A理解，噪声取决于LNA

boming

首先是我从来没有听说过背景噪声这样一个专业名词。LNA也不存在所谓的背景噪声。进入LNA的有从天线馈送过来的小信号，另外还有空间的高斯白噪声，高斯白噪声的功率谱密度为-174dBm/hz。LNA同时放大信号和噪声功率，并且由于LNA的噪声性能，在额外的增加了噪声的功率。噪声系数就是恶化噪声功率的指标。也可以说是恶化了信噪比。因为在线性放大的情况下，LNA同等程度的放大了信号和噪声功率。信号功率只受LNA增益的影响，但是通带内的噪声功率除了放大意外，还有还有LNA的噪声性能对噪声功率的增加。
另外，系统的接收灵敏度的计算公式snowboy已经列举出来了。如果了解整个通信系统原理的话，这个问题不难理解。接收灵敏度就是系统能够接收到的最小信号。也就是说这个最小的信号能够通过一系列的放大，变频，最终到达解调器，而解调器对它进行解调，判决，又能够以大于一定的概率将传输的数码正确的识别出来。而对解调，判决起到干扰作用的正是噪声的功率。所以到达解调器的信号要达到一定的信噪比才能正确的解调。从解调器所需要的信噪比往前推，那就是影响信噪比的因素。首先是天线接收下来的信号，然后就是你的中频带宽。因为高斯白噪声是一种随机噪声，他的功率在整个频带是均匀分布的，一般是归一到每Hz 的功率。假如说你的中频带宽是200K，那么进入接收系统有效的噪声功率就是大概-120dBm。然后就是你系统的噪声系数，系统的噪声系数又主要取决于你第一级放大器的噪声系数，关于具体的推算可以参考很多书籍。
关于楼主最开始提到的问题，在没有外加LNA时，系统的噪声系数取决于系统内第一级放大器的噪声系数。外加一个LNA时，噪声系数就主要由外加的LNA噪声系数决定了。楼主先后两次测到的差别那么大，说明原来接收系统的噪声系数还是很差的嘛，起码是12.5。因为你外加了LNA以后接收灵敏度可以提高10dB。但是不会如你想象的会到-130，因为如前面一再提到的，LNA不但放大信号功率，还放大噪声功率。
对于后面的测试框图，可以这样去理解。可调衰减器相当于空间衰减，接收系统从LNA增益模块开始，就是说系统的衰减为87dB，然后接收系统的噪声系数又主要由第一级LNA决定，第二个框图，可调衰减加上固定衰减相当于空间衰减，比第一个框图的空间衰减大了20dB，接收系统从LNA开始，系统的噪声系数又是由第一级LNA的噪声系数决定。就是说第二个框图的系统比第一个空间衰减多了20dB,出现你说的结果应该是正常的。

cinnabar

以下是引用margy在2008-12-12 17:20:00的发言：
                 
不知道系统的带宽是多少呢？如果说增加此LNA前灵敏度是－105dBm的话，我觉得带宽可能300kHz左右？如果按照300kHz来计算热噪声的话是－120dBm。那么再怎么加LNA，系统的灵敏度不会超过－120dBm的。而且灵敏度和LNA的增益并不是相加的关系。
我认为LNA没什么最低输入门限，多低都行，只是如果输入信号低于热噪声的话你根本就看不到输出信号，就没什么意义了。

输入信号低于热噪声也不一定不能解调的。信号如果经过扩频处理，抗干扰容限大大提高，信号在一定的噪声湮没下也能正常通信。
比如WCDMA系统，带宽3.84MHz，热噪应为-108dBm，3GPP协议要求灵敏度为-121dBm，实际上能做到-125左右的，解调门限约-19.3.

redstar1986

受教了。。。。。

qiaoyanbin

增大最前端（天线）的增益才能最有效地提高载噪比。

criterion

当然不是啊   即便是不考虑外来Blocker  以及饱和
LNA的Gain   都不会是越大越好

首先是Gain越大  耗电流就越大  
再来
就用Friis Formula来计算






你可以看到  整体的Noise Figure   不会因为LNA的Gain加大
而一直无止尽地下降    到了某个极限后就不变了
以上图为例  以灵敏度而言
24 dB的Gain  不会优于15 dB的Gain  因为Noise Figure不会比较低