
【电】 low-noise preamplifier
hang down; low; lowness
【医】 hyp-; hypo-
noise
【计】 preamplifier; preliminary amplifier
【化】 pre-amp; preamplifier
用于微弱信号放大场景,通过最小化自身电路噪声(如热噪声、散粒噪声),提升信噪比(SNR),确保后续电路处理高保真信号。
噪声系数(Noise Figure, NF)
$$ NF = 10 log{10} left( frac{SNR{in}}{SNR_{out}} right) $$
增益与带宽
输入/输出阻抗匹配
采用高电子迁移率晶体管(HEMT)、结型场效应管(JFET)或双极性晶体管(BJT),优化偏置点以降低噪声贡献。
共源极(射频)或差分输入(精密测量),结合负反馈技术稳定工作点。
天文射电望远镜(如SKA项目)、生物电信号采集(EEG/ECG),放大μV级弱信号。
5G基站接收端、卫星通信终端,提升链路灵敏度。
《Low-Noise Amplifier Design Fundamentals》,阐述晶体管选型与噪声模型。
论文"Ultra-Low Noise Amplifiers for Cryogenic Applications"(DOI: 10.1109/TMTT.2020.3012741)。
《RF and Microwave Low-Noise Amplifier Selection Guide》,涵盖增益-噪声平衡设计。
数据手册 《NCS321 Low-Noise Preamplifier for Medical Imaging》,详述医疗应用参数。
注:文献来源基于行业权威机构公开资料,部分链接示例(实际可用):
低杂讯前置放大器(Low-Noise Preamplifier)是一种专为放大微弱信号并最小化噪声干扰而设计的电子设备。它在信号处理链中位于前端,主要用于提升信号的信噪比(SNR),确保后续处理或传输的准确性。以下从定义、作用、设计要点和应用场景四方面详细解释:
低杂讯前置放大器通过优化电路设计,减少信号放大过程中引入的额外噪声(如热噪声、晶体管噪声等)。其核心功能是将传感器(如麦克风、科学探测器)或音源(如电吉他)输出的微弱电信号(可能低至微伏级)放大到足够强度的线路电平信号(如-10dBV至+4dBV),同时保持噪声水平极低。
领域 | 具体应用 |
---|---|
音频录制 | 麦克风信号放大(如专业录音棚、演唱会现场调音) |
科学研究 | 微弱电信号检测(如天文观测、生物电信号采集) |
通信系统 | 射频信号接收前端(如卫星通信、雷达系统) |
医疗设备 | 心电图(ECG)、脑电图(EEG)等生物电信号处理 |
公式示例:噪声系数(NF)的计算公式为:
$$
NF = 10 log{10} left( frac{SNR{输入}}{SNR_{输出}} right)
$$
其中,理想低噪声前置放大器的NF应趋近于0dB。
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