Kuinka valita matalan kohinan vahvistin (LNA)

 

Matalan kohinan vahvistimen (LNA) valitseminen on kriittinen vaihe radiotaajuuden (RF)/mikroaaltojärjestelmien, kuten viestintävastaanottimien, tutkan, satelliittilinkkien tai IoT-anturien . suunnittelussa . Näiden järjestelmien on vahvistettava heikkoja signaaleja, kun taas melujen ja spesifisten vaatimusten välinen tasapaino on. Alla on vaiheittainen opas LNA: n valitsemiseen, avainparametrien, sovellusnäkökohtien ja käytännön toimintavaiheiden kattamiseen .

1. LNA: n ydinperiaatteet

LNA on vastaanotinketjun ensimmäinen aktiivinen komponentti, joka vastaa heikkojen tulossignaalien (kuten antennista) vahvistamisesta (kuten antennista), samalla kun se tuo esiin vähiten melun määrää . sen suorituskyky vaikuttaa suoraan järjestelmän yleiseen herkkyyteen . valitsemalla sopimaton LNA voi vähentää signaali-kohinan rainan (SNR) ja rajoittaa vastaanottimen kykyä havaita pienen määrän määrää. Signaalit .

 

2. näppäinparametrien ilmaisimet

a) Melukuva (NF): Mittaa sen laajuus, jossa LNA tuo kohinaa signaaliin, kun yksikkö on desibelit (db) {. Laskentakaava on tulosignaali-kohinasuhteen suhde lähtösignaali-kohinasuhteeseen . se on LNA: n ..}}}}}. erittäin herkkyysvastaanottimet (kuten satelliittiviestinnän ja radion tähtitieteen laitteet) .

 

b) Saada: Määritelmä: Tulostehon suhde syöttötehoon, db . se vahvistaa heikkoja signaaleja tasolle, jota voidaan käyttää seuraavissa vaiheissa (kuten sekoittimissa ja ADC: issä) . riittävä vahvistus varmistaa, että signaalin vahvuus riittää, että alaosaan kyllästyksen kohinan kohina voi kuitenkin aiheuttaa alamaisen kyllästyksen kohinan, vaiheet .

 

c) Taajuusalue: Taajuusväli, jonka sisällä LNA toimii määritellyssä suorituskyvyssä (kohinahahmo, vahvistus, lineaarisuus) alueet . LNA: n on katettava järjestelmän käyttötaajuuskaista .

 

d) Lineaarisuus: Mittaa kyvyn vastustaa modulaatioiden välistä vääristymistä (IMD), jotka aiheutuvat vahvoista häiriösignaaleista ., mitä korkeampi IP3 (DBM), sitä parempi lineaarisuus .

 

1DB: n pakkauspiste (P1DB): Syöttövoima, kun LNA -vahvistus putoaa 1 dB: llä, heijastaen LNA: n kykyä käsitellä suuria signaaleja ilman vääristymiä . Se on ratkaisevan tärkeä ympäristöissä, joissa on vahvat häiriöt (kuten kaupunkien RF -ympäristöt) . huono lineaarisuus voi johtaa intermodulaatioissortioihin, jotka maskevat heikoja kohde -signaaleja.}}.

 

e) Virrankulutus: LNA: n toimimiseksi vaadittava DC-teho (MW tai W: ssä), joka yleensä ilmaisee syöttöjännite (VCC) ja virta (ICC) . Se on ratkaisevan tärkeä akkukäyttöisille laitteille (kuten IoT-anturit ja pukeutuvat laitteet) . Tasapaino on saavutettu suorituskyvyn ja voimankulutusvaatimusten välillä, jotta vältetään liian suuri tai liian pieni {3

 

3. Yleiset virheet, joita vältetään valittaessa LNA: ta

Impedanssin sovittaminen: Huono sovitus voi korvata alhaisen kohinan hahmon edut - varmista, että LNA on suunniteltu 50 Ω: lle tai lisää ulkoinen vastaava verkko .

Lineaarisuuden laiminlyöminen vahvoissa häiriöympäristöissä: LNA, jolla on alhainen kohinahahmo, mutta huono IP3 epäonnistuu vahvoissa häiriöissä .

Vahvistuksen priorisointi kohinan yli: Korkea vahvistus, jos ei sovi alhaiseen kohinaan, vahvistaa itse LNA: n aiheuttamaa kohinaa, joka on voiman tuhlausta .

 

Arvioimalla nämä parametrit koko järjestelmässä ja kohdistamalla ne järjestelmän vaatimuksiin, voit valita LNA: n, joka on optimaalinen herkkyyden, luotettavuuden ja kustannusten suhteen .