Πώς να επιλέξετε ενισχυτή χαμηλού θορύβου (LNA)

 

Η επιλογή ενός ενισχυτή χαμηλού θορύβου (LNA) είναι ένα κρίσιμο βήμα στο σχεδιασμό των συστημάτων ραδιοσυχνότητας (RF)/μικροκυμάτων, όπως οι δέκτες επικοινωνίας, τα ραντάρ, οι δορυφορικοί σύνδεσμοι ή οι ειδικοί αισθητήρες .. Οδηγός βήμα προς βήμα για την επιλογή ενός LNA, που καλύπτει τις βασικές παραμέτρους, τις εκτιμήσεις εφαρμογής και τα πρακτικά λειτουργικά βήματα .

1. Βασικές αρχές του LNA

Το LNA είναι το πρώτο ενεργό συστατικό στην αλυσίδα δέκτη, υπεύθυνη για την ενίσχυση των αδύναμων σημάτων εισόδου (όπως αυτά από μια κεραία) ενώ εισάγεται η ελάχιστη ποσότητα θορύβου . Η απόδοσή του επηρεάζει άμεσα τη συνολική ευαισθησία του συστήματος {}}}}}}}}

 

2. Δείκτες παραμέτρων κλειδιού

a) Σχήμα θορύβου (NF): Μετράει το βαθμό στον οποίο ένα LNA εισάγει θόρυβο σε ένα σήμα, με τη μονάδα να είναι ντεσιμπέλ (dB) . Ο τύπος υπολογισμού είναι η αναλογία του χαμηλότερου θορύβου εισόδου προς θόρυβο με τον θόρυβο του θορύβου, είναι κρίσιμη για την υψηλή ακτινοβολία. δεκτές (όπως εξοπλισμός δορυφορικής επικοινωνίας και ραδιοφωνικής αστρονομίας) .

 

b) Κέρδος: Ορισμός: Ο λόγος της ισχύος εξόδου προς την εισροή ισχύος, στο db . ενισχύει τα αδύναμα σήματα σε ένα επίπεδο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα επόμενα στάδια (όπως οι μίκτες και οι ADCs) . Το επαρκές κέρδος εξασφαλίζει ότι η ισχύς του σήματος είναι αρκετό για να ξεπεράσει τον θόρυβο των κάτω εξαρτημάτων . Στάδια .

 

c) Κλίμακα συχνοτήτων: Το διάστημα συχνότητας εντός του οποίου το LNA λειτουργεί μέσα σε συγκεκριμένες απόδοσης (θόρυβος, κέρδος, γραμμικότητα) κυμαίνεται . Το LNA πρέπει να καλύπτει τη ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας του συστήματος .

 

d) Γραμμικότητα: Μετράει την ικανότητα να αντιστέκεται στην παραμόρφωση της διατροπής (IMD) που προκαλείται από ισχυρά σήματα παρεμβολής . όσο υψηλότερη είναι η IP3 (σε DBM), τόσο καλύτερη είναι η γραμμικότητα .

 

Σημείο συμπίεσης 1dB (P1DB): Η ισχύς εισόδου όταν το κέρδος LNA πέφτει κατά 1 dB, αντανακλώντας την ικανότητα του LNA να επεξεργάζεται μεγάλα σήματα χωρίς παραμόρφωση . είναι κρίσιμη σε περιβάλλοντα με ισχυρές παρεμβολές (όπως τα αστικά περιβάλλοντα) . κακή γραμμικότητα μπορεί να οδηγήσει σε τροποποίηση, η οποία μάσκες είναι η.}}}}

 

e) Κατανάλωση ενέργειας: Η ισχύς DC που απαιτείται για το LNA να λειτουργεί (σε MW ή W), που συνήθως εκφράζεται από την τάση τροφοδοσίας (VCC) και το ρεύμα (ICC) . Είναι κρίσιμο για τις συσκευές που τροφοδοτούνται με μπαταρίες (όπως οι αισθητήρες IoT και οι φορετές συσκευές) . Η ισορροπία πρέπει να χτυπηθεί μεταξύ της απόδοσης και της κατανάλωσης για να αποφευχθεί η λειτουργία {3}

 

3. Κοινά λάθη για αποφυγή κατά την επιλογή ενός LNA

Παραβλέποντας την αντιστοίχιση της αντίστασης: Η κακή αντιστοίχιση μπορεί να αντισταθμίσει τα πλεονεκτήματα ενός σχήματος χαμηλού θορύβου - βεβαιωθείτε ότι το LNA έχει σχεδιαστεί για 50 Ω ή προσθέτει ένα εξωτερικό δίκτυο αντιστοίχισης .

Παραμέληση γραμμικότητας σε ισχυρά περιβάλλοντα παρεμβολών: ένα LNA με χαμηλό σχήμα θορύβου, αλλά η κακή IP3 θα αποτύχει υπό ισχυρή παρεμβολή .

Η προτεραιότητα του κέρδους έναντι του θορύβου: Το υψηλό κέρδος, αν δεν ταιριάζει με χαμηλό θόρυβο, θα ενισχύσει τον θόρυβο που εισάγεται από το ίδιο το LNA, το οποίο είναι σπατάλη ισχύος .

 

Με την αξιολόγηση αυτών των παραμέτρων σε ολόκληρο το σύστημα και την ευθυγράμμισή τους με τις απαιτήσεις του συστήματος, μπορείτε να επιλέξετε ένα LNA που είναι βέλτιστο όσον αφορά την ευαισθησία, την αξιοπιστία και το κόστος .