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）？

rongunac

( x0 Z. j6 t9 ^6 P! d
! `( q; S0 Y7 C7 v; z( u) e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？

criterion

看来你的算法是

灵敏度为-105dBm

25dB增益的LNA

所以理论上接收灵敏度为

-105 dBm – 25 dB = -130 dBm

但我比较好奇的是

你这理论是哪来的?

7 k+ n# P4 A8 o7 a* y3 u

' F  v  ^( r) ^& {. J: ]

% j. O/ G$ f2 `0 r

! M4 [0 U" y5 P- t+ x; S3 x

3 b, F- c: H! V7 f: T

6 j. G2 U3 Z* b+ M

仔细看灵敏度公式     Gain不会直接影响灵敏度

所以不能这样算

1 n  i! a+ `+ t+ W

  M) N! s2 A; y* V7 b( d, U/ g% v

9 t2 {  x4 p8 t" k/ ~

未加LNA时   假设走线Loss为3 dB    接收器的NF为9.6 dB

则整体的NF = 3 + 9.6 = 12.6 dB

$ e5 f* i0 X* d2 b/ v8 R' C

而加了LNA后    这颗LNA的NF为2.6 dB

假设离天线极近    所以LNA输入端的Loss可忽略不计

则整体的NF = 2.6 dB

  z. q9 f+ Z9 c) I8 d

因此

未加LNA: NF = 12.6 dB

加了LNA: NF = 2.6 dB

少了10 dB    则灵敏度会提升10 dB

: z* u# a9 W! J5 ^1 u

所以你本来灵敏度是-105 dBm     加了LNA后变-115 dBm

表示你整体的NF   降了10 dB

; n3 O7 [" m! E% e: y* Y; W) U

至于Gain是否越大越好    可看下面这一篇

https://www.eda365.com/forum.php?mod=viewthread&tid=197496

Colbie

% L* X/ U0 n+ x- B( s. d$ m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。

Diabloa

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。

Ferrya

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。

Taio

GAIN不能太大也是为了LNA的稳定工作。

Zedd

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。

cat12620

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？
; A( X* t: m  g  t* b+ A) W

( y9 F) E8 b5 }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。

Mhza

4 S; j0 r' E' |+ j" Z6 j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。

wu68aq

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。
( {( p( g; ^6 R' m8 B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。
' [" e6 ?. P' U, x( @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。

henri

增大最前端（天线）的增益才能最有效地提高载噪比。

汪洋大海

楼主的问题改一下，在系统各个器件的线性度都是无穷大，
从纯理论讨论的话，LNA的增益越大越好。
从工程上说，LNA的增益是合适就比较好。
6 O, j  i. ^4 j6 K, a6 d* b; T# v:D:D:D:D:D

7 @! u  s5 k' zcriterion+Taio+Zedd    讨论了三个维度，挺全面的。
) n' |, [5 u" I6 ^0 G5 shenri 又添加了系统维度，在特定场合下，很有用。赞一个。

gdj0726

看看，学习学习