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Concept
Amplificateur faible bruit
Résumé
Un amplificateur faible bruit (LNA de l'anglais Low Noise Amplifier) ou un amplificateur à faible facteur de bruit est un dispositif électronique chargé de mettre en forme des signaux très faibles en provenance d'une antenne. Il est souvent placé à proximité du capteur, de manière à minimiser les pertes en ligne ; pour cette raison, il est parfois nommé préamplificateur. Ce type de solution est fréquemment utilisé pour les systèmes travaillant à des fréquences élevées, tels que le signal GPS et en radiocommunications.
Suivant les fréquences, l'élément actif d'un amplificateur d'entrée à faible bruit varie : le transistor de type FET est le moins bruyant jusqu'à quelques dizaines de mégahertz, suivi par le transistor bipolaire (particulièrement SiGe), puis de nouveau le FET en GaAs au-delà de quelques gigahertz.
Globalement, aucun des composants actifs qui composent un amplificateur n'est parfaitement 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. Généralement, on donne ce facteur en dB. Plus on se rapproche de , plus le composant actif est silencieux.
Le problème pratique qui se pose lorsqu'on veut mesurer le facteur de bruit, c'est de définir le bruit en entrée. Par exemple, pour les systèmes de radiocommunications terrestres, on considère que l'entrée est constituée par un générateur de résistance interne 50 ohms et de température . La formule de Boltzmann permet de trouver le bruit thermique issu de cette résistance, en fonction de la bande passante du récepteur dont il est question : pour une bande passante de , et à , une charge fournit une puissance de bruit de . Si le récepteur possède une bande passante fois plus grande (), la puissance de bruit fournie par la charge sera supérieure, soit .
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