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LNA和PA之间有什么区别？ 1 min Guide Books 在高频信号处理和信号链组件选择方面的工作已经足够具有挑战性。放大器是无线电系统信号链中的重要组成部分，因为它们为信号提供了到达目的地所需的增强。在这些系统中，通常会出现两种类型的放大器：低噪声放大器（LNA）和功率放大器（PA）。这两种类型的放大器执行相似的功能，但在信号链中的位置不同。 LNA与PA组件之间的差异揭示了有关放大器选择的更基本的事情：在信号传递给负载之前，该组件是如何操纵信号的某个方面的。在无线电系统中，这些放大器都会出现在RF前端，作为信号广播和接收的一部分，因此必须仔细选择这些组件，并且应该在正确的信号功率范围内操作，以提供最佳结果。在本文中，我将检查这两种类型的组件之间的差异，并提供一些适用于多个频率范围的RF系统的高级部件示例。 RF前端中的放大器在RF前端，LNA和PA通常分别用在RX和TX侧。这在许多需要无线通信的RF系统中通常是这样；PA和LNA部分经常内置于应用处理器或高度集成的RF收发器中。在音频中，一个类似的用例出现，其中功率放大器驱动扬声器，而LNA可以用在麦克风上，以收集来自附近环境的微弱声音。下面的图片显示了放大器在RF前端中通常出现的位置，以及这些放大器如何在信号链的TX和RX侧实现。这种类型的TX/RX架构在具有集成收发器模块的芯片中以及在使用高功率运行的离散组件的系统中是典型的。输出上的开关是可选的，用于实现与单个天线的时间分割复用（TDD），以便TX和RX被分隔到不同的时间窗口中。然而，这不是必需的，RX/TX线路可以直接连接到它们自己的天线。在RX侧，LNA输入直接送入解调器/下变频器，以从接收到的调制信号中提取数据。LNA仅处理由RX天线接收的输入，并旨在提供足够的增益，以确保信号超过接收器的阈值灵敏度。这实际上通过在RX信号链上仅应用少量增益来扩展接收范围。在TX侧，功率放大器取出调制/上变频阶段的输出，并放大它，以向负载提供最大功率。在直接连接到天线的情况下，给天线或系统中任何其他组件的功率可能需要与反应性阻抗匹配。这将需要与非线性组件进行共轭阻抗匹配，以实现如下所述的最大功率传输。考虑到这些点，让我们更仔细地看看每种类型的放大器。功率放大器功率放大器的目的非常简单：以最小的信号失真将最大功率传递给负载。就信号水平而言，功率放大器应该在信号链带宽内最大化信噪比，与噪声底线相比。这听起来相当简单，且是放大器的一个明显功能，但正如我在其他类型的放大器的文章中讨论的，不同的放大器涉及不同的信号输入，并将尝试适应信号链中的不同类型负载。为了将最大功率传递给负载，在信号链中需要共轭阻抗匹配。在MHz到GHz范围内运行的功率放大器可以使用50欧姆的输出阻抗，因此天线可以设计为50欧姆阻抗以提供真实的阻抗匹配。在天线阻抗为反应性的情况下，需要使用无源元件的阻抗匹配网络，或者需要级联阻抗变压器。后者仅在以MHz频率工作的物理大型系统中可行，但在高GHz频率下可以实现而不会使板子过大。关于阻抗匹配的另一个重要点是，简单的共轭匹配实际上不会在大多数情况下将最大功率传递给TX天线。这是因为通常会将功率放大器运行得非常接近饱和状态（接近1 dB压缩点）。在这种状态下，功率放大器的传递函数开始变得非线性，如下所示。在这种状态下，当功率放大器与其负载之间留有一些非常轻微的阻抗不匹配时，将发生最大功率传递。这是因为最大功率传递值将是输入功率水平的函数，这需要解决一个超越方程的优化问题以确定最佳阻抗匹配。一种称为负载拉动分析的模拟技术可用于确定提供最大功率传递的最佳不匹配。功率放大器示例功率放大器可在任何标准放大器类别中找到，并且组件在从音频到微波的许多频率范围内都有可用。用于选择功率放大器的一些重要规格包括：所需频率下的增益

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