LNA input 即便不是50ohm matching，output 不也能是好好的？

alexsoton82

各位好：
Sansen 在 Analog essential 里说（如下图p720），Zin=0 时 Vout 是 Zin=50ohm 时 Vout 的两倍（power 也就是4x）。唯一区别，一个有attenna 50ohm matching，一个没有。 若是说matching 是为减少reflection，这可以接受。但大家都说lna matching 是为传输功率最大化，我一直不懂这点。中学生都知道内外电阻同，输出功率最大，但那是对电池而言。这里lna放大器靠的是mos transistor 提供output power 又不是指望着input。请大家指教，多谢。

alexsoton82

补上图

flyawayfc

LNA 50欧姆其实是由于传输线的匹配，如果不是50欧，S参数就不确定了。

alexsoton82

Sansen中电压源上的 R 即为传输线等效后的50ohm。问题的关键就是为何要与50ohm的传输线匹配？Zin=0 ==> Pin = 0, 又能怎样？Pout without input matching 不是照样是 4x Pout with input matching? 看起来，归根结底输出功率靠的是mos transistor 而不是输入功率。

哪儿会有振荡问题？ 电压源出来正弦信号，经过50ohm内阻，再经过50ohm传输线，再到lna input，被Zin=0把能量全部reflected，reflected的能量再经过传输线放回到出发点。因为电压源有50ohm内阻，信号自此被完全terminated，不会再被reflected。

xxxm33

问题很好，期待有人回答

snowwolf517

这里的匹配说得就是传输线的匹配问题。

天线传给LNA的功率=反射功率+LNA接收到的功率+传输路径上的损耗

一般会把系统看成无损的，即传输路径上的损耗较小。这样LNA输入端匹配越好，反射的功率就越小，LNA接收到的能量也就越大。

另外楼主请注意，原文中说得是Zin=0 时的电压增益（voltage gain）是Zin=50ohm 时的两倍，这个参数跟Vout完全不能等同的！！！当Zin=0的时候，LNA的输入端全反射，输入功率基本为0，这种情况下它的电压增益再大也没有意义的。

snowwolf517

还有一点需要提醒楼主的，

IC内部互联因为其走线尺寸远小于信号波长，可以使用集总参数建模，即一般会使用电压电流来描述信号。

但IC与外部接口就不能这么处理了，从天线到LNA输入这段走线的长度一般至少在mm级别上，此长度已经可以和信号波长相比拟了。此时必须使用分布参数（或传输线理论）来分析，并且电压电流已经完全没有物理意义，只有功率可以用来描述信号强度。

alexsoton82

传输线理论说，就算Tline有1米长，它也等效成50ohm source impedance，等效之后为何不能按电压电流分析LNA？

归根结底，我们关心的是在Vs一定下的 Vout 和 Pout 的最大化。电压增益不是我们所关心的。Zin=0 时，Vout/Pout 最大，为何无意义？

hezudao

两点：
1。antenna很难实现高或低输出阻抗，选50ohm是为了antenna设计方便（不过你想选51Ohm,100Ohm,从技术上来说应该以可以，关键你能不能在市场容易的买到，当然还有测试仪器）
2. transmission line effect. 一个step信号家在输入端，如果连线很短，输入端就是一个step信号，因为输入直接被激励force,但如果连线比较长，这个时候就必须得考虑transmission line effect的，你在输入端看到的可能是完全distorted的signal了，信号都失真了还谈什么功率

严皮皮

回复 8# alexsoton82


   Zin=0时，Zin上面的电压是多少，功率是多少？不匹配的情况下，Zin上面几乎没有功率，晶体管的放大能力一定的话那么Pout也非常小。