Amplificateur faible bruit

Un amplificateur faible bruit est un système électronique chargé de mettre en forme des signaux particulièrement faibles en provenance d'une antenne.



Catégories :

Amplificateur électronique - Composant actif - Composant électronique

Page(s) en rapport avec ce sujet :

  • Cet ensemble a pour fonction d'abaisser le facteur de bruit global des stations GSM.... L'amplificateur faible bruit est le cœur du dispositif..... Son extinction est génèrée par l'absence de tension 48 V en entrée du boîtier ou par... (source : etsa)
  • Facteur de Bruit. Le rôle essentiel d'un amplificateur faible bruit est .... de bruit dépend du compromis entre le facteur de bruit et le gain associé.... (source : cel.archives-ouvertes)
  • Les câbles d'entrée et de sortie ont pour affaiblissement αi et αo et pour retard τi et τo. Leurs bruits... La totalité récepteur- amplificateur faible bruit est supposé unilatéral.... Le facteur de bruit minimum Fmin a été imposé à ... (source : ief.u-psud)

Un amplificateur faible bruit (LNA de l'anglais Low Noise Augmenter) est un système électronique chargé de mettre en forme des signaux particulièrement faibles en provenance d'une antenne. Il est fréquemment positionné à proximité du capteur, de façon à minimiser les pertes en ligne ; pour cette raison, il est quelquefois appelé préamplificateur. Ce type de solution est souvent utilisé pour les dispositifs œuvrant à des fréquences élevées, tels que le signal GPS.

Suivant les fréquences, l'élément actif d'un amplificateur d'entrée à faible bruit fluctue : le FET est le moins bruyant jusqu'à quelques dizaines de mégahertz, suivi par le transistor bipolaire (spécifiquement SiGe), puis de nouveau le FET en GaAs au-delà de quelques gigahertz.

Facteur de bruit

Globalement, aucun des composants actifs qui composent un amplificateur n'est idéalement silencieux : quelle que soit la technologie employée, les composants ajoutent un bruit supplémentaire à celui présent à l'entrée. Pour mesurer la dégradation du rapport signal/bruit à la traversée d'un amplificateur, on définit son facteur de bruit comme le rapport du rapport signal/bruit en entrée sur le rapport signal/bruit en sortie. Le plus souvent, on donne ce facteur en dB. Plus on se rapproche de 0 dB, plus le composant actif est silencieux.

Le problème pratique qui se pose quand on veut mesurer le facteur de bruit, c'est de définir le bruit en entrée. A titre d'exemple, pour les dispositifs de radiocommunications terrestres, on considère que l'entrée est constituée par un générateur de résistance interne 50 ohms et de température 300 K. La formule de Boltzmann sert à trouver le bruit thermique issu de cette résistance, selon la bande passante du récepteur dont il est question : pour une bande passante de 1 Hz, ainsi qu'à 300 K, une charge apporte une puissance de bruit de –174 dBm. Si le récepteur possède une bande passante 10 000 fois plus grande (10 kHz), la puissance de bruit apportée par la charge sera 40 dB supérieure, soit –134 dBm. Si le facteur de bruit de l'ampli est de 2 dB, il faudra par conséquent considérer que le bruit total en entrée est de –132 dBm.

Au-delà des caractéristiques intrinsèques du composant actif, son facteur de bruit dépend, tout comme le gain, des impédances qui lui sont présentées à son entrée ainsi qu'à sa sortie. Comme la nature est mal faite, il se trouve qu'il est simultanément impossible d'obtenir à la fois le facteur de bruit le plus faible et le gain le plus élevé. Pour les étages d'entrée, on sacrifie le plus souvent le gain pour le facteur de bruit optimal, sachant que le gain est de toute façon plus facile à obtenir en fréquence intermédiaire, une fois le signal hétérodyné.


Ce système joue un rôle particulièrement important dans la réduction de bruit. En effet, selon la formule de Friis, le facteur de bruit dépend largement des premiers étages d'augmentcation.

Cas des dispositifs de radiocommunications spatiales

La température de la résistance de rayonnement d'une antenne n'est pas la température de l'antenne, mais celle de la région du ciel qu'elle «voit». La température de cette résistance sera faible si l'antenne vise une région froide du ciel ; elle peut descendre à quelques kelvins, restes du big bang originel. Plutôt que de facteur de bruit, on parle alors de température de bruit. La température de bruit de l'antenne sera difficilement conservée aussi basse que les valeurs citées plus haut, car l'ensemble des éléments dissipatifs entre l'antenne et l'amplificateur introduisent des résistances fictives dont la température de bruit est de l'ordre de 300 K. Ainsi, un câble coaxial qui aurait 1 dB de pertes induira une augmentation du bruit supérieure à 1 dB ! C'est pour cette raison que dans les radiocommunications spatiales, le préamplificateur à faible bruit est toujours proche de l'antenne.

Cas de la radioastronomie et de la radiométrie

En radiométrie ou radioastronomie, le «signal» utile à mesurer est précisément le bruit radioélectrique, issu de l'espace ou d'un corps céleste ou de la Terre (en radiométrie spatiale). Les sources de bruit dues aux pertes d'antenne ou à l'amplificateur d'entrée sont par conséquent toujours plus pénalisantes. Les circuits d'entrée des récepteurs sont alors refroidis sous la température de bruit de la source à mesurer, avec diverses techniques :

Voir aussi

Recherche sur Amazon (livres) :



Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Amplificateur_faible_bruit.
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 07/04/2010.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.
Accueil Recherche Aller au contenuDébut page
ContactContact ImprimerImprimer liens d'évitement et raccourcis clavierAccessibilité
Aller au menu