高性能射頻 (RF) 收發器令人興奮的全新 RF 前端設計確保了最佳的說服技術。一般來說，如果只打算通過增加晶體管寬度或電源電壓來改進它，就會產生設計問題。您可能需要更大尺寸的 PCB，并且會有更多的功耗。在本文中，我們將介紹 用于 RF 接收器/收發器的低噪聲放大器(LNA)設計結構的技巧。

我們將幫助您生產 LNA PCB，通過在低功耗下運行來提供最大性能。

設計具有低噪聲系數的低噪聲放大器電路

如果您想出創新的低噪聲放大器原理圖來降低其功耗和電壓消耗，那將會有所幫助。低噪聲放大器可放大天線的信號功率，同時確保噪聲較小。它將提供足夠的增益來克服下一級的噪聲。

通常，LNA 原理圖具有輸入和輸出阻抗匹配塊，它們之間有一個放大塊。您應該確保檢查射頻前端的增益限制，然后相應地最小化噪聲系數。例如，可能存在一個限制，即在 2.4 GHz 射頻下可實現的最大增益為 20 dB。

我們建議您設計帶有電感器的線性噪聲放大器。它們是反應性的，因此它們不會在您的 PCB 中產生任何噪音。事實上，LC 諧振總是會增強 LNA 的噪聲性能和增益。

計算噪聲系數和增益性能指標

所以，我們剛剛告訴你保持 PCB 的低噪聲系數。但是你怎么能確保它是低的呢？您需要推導出公式，然后進行分析。通常，您將獲得噪聲系數并獲得性能指標以檢查您的 LNA PCB 活動。

通常，您可以通過推導出包含負載阻抗和晶體管有效跨導的公式來計算任何 LNA 電路的增益。對于噪聲系數，您可以使用以下通用公式進行分析：

使用多層低噪聲放大器 PCB。

需要注意的是，低噪聲放大器 PCB 將在射頻下工作。因此，如果您將設計 4 層PCB 布局，它將保持恒定的接地平面。它將進一步允許兩個主要接地層之間的直流電源區域的分布式射頻去耦。

低噪聲放大器電路原理圖的 PCB 布局需要一個公共 RF 參考點。它是來自輸入或輸出端口的所有射頻信號的射頻接地點。通過添加一個共同點，您將確保所有點都處于相同的電位。

在 4 層 PCB 設計中，您可以設置一個電源平面、兩個接地平面和一個電路走線層。此外，如果您充分設計了銅跡線的形狀和寬度，這將有所幫助。它將降低低噪聲放大器電路中的分布電感、電容和電阻。

4 層 PCB 還可以讓您獲得可管理的微帶線尺寸。微帶線是射頻范圍 PCB 上的高導電金屬流道。您可以聯系PCB 制造商計算介電常數、銅重量、材料數據、核心厚度和標準層堆疊等參數。使用此信息，您可以毫不費力地將微帶線與所需的阻抗值匹配。最后，如果您設計完整的偏置走線以降低路徑電阻，這將有所幫助。

在低噪聲放大器 PCB 中使用表面貼裝器件

表面貼裝技術是將電子元件直接安裝在印刷電路板上的一種方式。如果您使用表面貼裝器件，您將獲得更短的銅跡線和更小的噪聲放大器 PCB 尺寸。而且，在射頻電路中，它會降低寄生電阻和電容。

此外，如果您保持表面貼裝組件和接地之間的連接短，它會有所幫助。這是為了降低阻抗。您也可以通過在接地平面上設計兩個或三個平行過孔來實現。  

另一個關鍵點是定義低噪聲放大器電路的測試溫度范圍。您的表面貼裝元件必須能夠在此溫度范圍內工作。此外，您可以使用香蕉插孔進行偏置電壓、接地和電源連接。為了獲得射頻連接，您可以在低噪聲放大器 PCB 中使用 SMA 連接器。除了體積小之外，它們還提供寬頻率范圍和高可靠性。

低噪聲放大器——為低噪聲放大器電路選擇合適的 PCB 材料

可接受的PCB 材料有助于設計您的低噪聲放大器。它將減輕放大器限制（例如噪聲系數和增益）的熱量水平。總之，PCB選擇可以對 LNA 設計的最終性能水平做出重大貢獻。

如果您將各種 PCB 材料特性視為低噪聲放大器的設計候選，那將會有所幫助。這些參數包括耗散因數 (Df)、介電常數（DK 或 εr）、熱導率、Dk 的溫度系數和基板厚度公差。

例如，您應該在整個材料中嚴格調節 PCB 材料的 Dk，以實現剛性阻抗匹配。如果您經常使用它來保持低放大器噪聲系數會有所幫助。此外，介電常數 (Tc Dk) 溫度系數也會影響這些噪聲系數和阻抗匹配網絡。

低噪聲放大器——根據高頻信號的要求設計您的 PCB

永遠記住，您正在處理小噪聲放大器電路中的高頻信號。PCB 將在射頻范圍內工作，因此您必須相應地對其進行設計。正如我們已經討論過的，必須使用多層板來減少干擾。四層板的噪音比相同材料的雙面板小20分貝。然而，與此同時，也有人擔心生產會更加復雜。成本會更高，而且您需要專業知識來設計 PCB 布局。

低噪聲放大器電路中的射頻信號在接線時不得形成回路。如果你無法避免它，你可以確保它盡可能地小。您還應該注意串擾，它會在靠近平行信號線的地方產生。由于附近電磁場的干擾，串擾是射頻信號中不受歡迎的噪聲信號。

有不同的方法可以避免串擾。您可以嘗試將一層中的平行線垂直和不同的層連接起來。此外，您應該在低噪聲放大器設計中使用較少數量的過孔。它將提高速度并減少數據錯誤。最后，請保持引腳之間的電線較短。避免因射頻信號引線較長而與元器件耦合。

實現低噪聲放大器的剛性阻抗匹配電路

如果您嘗試為低噪聲放大器獲得剛性阻抗匹配電路，這會有所幫助。它考慮了最佳噪聲性能、過濾并提供輸入和輸出穩定性。電阻器、帶狀線、電容器和電感器等無源元件構成匹配電路。

PCB 材料公差（例如銅厚度和導體寬度公差）會影響該電路。如果有任何與電路制造相關的問題，它也會影響您的阻抗匹配電路。這些容差的大小取決于 LNA 系統的具體設計。

例如，銅厚容差對耦合結構（如共面電路）的影響更為顯著。

另一方面，關注對基板的電路導體寬度和厚度的影響。對于導體寬度的增加，較薄的通道比較厚的通道顯示出更顯著的阻抗調整。

DK 容差是 PCB 的另一個參數，它可能會影響 LNA 設計中所需的阻抗匹配網絡。

概括

因此，您可以遵循這些技巧來正確設計低噪聲放大器電路。您需要正確的阻抗匹配網絡、PCB 材料、PCB 層、偏置電路、噪聲系數和增益。您可以根據射頻頻率信號要求設計低噪聲放大器 PCB，從而確保設計質量。

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