כיצד לבחור מגבר רעש נמוך (LNA)

 

Selecting a Low-Noise Amplifier (LNA) is a critical step in the design of radio frequency (RF)/microwave systems, such as communication receivers, radars, satellite links, or IoT sensors. These systems need to amplify weak signals while minimizing noise. The core goal is to strike a balance between key performance indicators and the specific requirements of the system. להלן מדריך שלב אחר שלב לבחירת LNA, המכסה פרמטרי מפתח, שיקולי יישומים ושלבים מבצעיים מעשיים .

1. עקרונות הליבה של LNA

ה- LNA הוא הרכיב הפעיל הראשון בשרשרת המקלט, האחראי להגברת אותות קלט חלשים (כמו אלה מאנטנה) תוך הצגת הכמות הנמוכה ביותר של רעש {}}} הביצועים שלה משפיעים ישירות על הרגישות הכוללת של המערכת . בחירת יכולת LNA בלתי הולמת עשויה להפחית את הגבול של האותות למגבלה (SNR). אותות .

 

2. מחוון פרמטר מפתח

a) איור רעש (NF): מודד את מידת ה- LNA מכניס רעש לאות, כאשר היחידה היא דציבלים (db) . נוסחת החישוב היא היחס בין היחס בין אות לרעש הקלט ליחס האות-לרעש הפלט של הרעש של הרעש המוצץ, הוא פרמטר קריטי ביותר, הוא פרמטר נמוך יותר, מקלטים לרגישות גבוהה (כגון תקשורת לוויינית וציוד אסטרונומיה רדיו) .

 

b) לְהַשִׂיגהגדרה: היחס בין כוח הפלט לכוח קלט, ב- DB . הוא מגביר אותות חלשים לרמה השימושית על ידי שלבים הבאים (כגון מערבלים ו- ADCs) . רווח מספיק מבטיח כי חוזק האות מספיק כדי להתגבר על הרעש של רכיבים במורד הזרם {{{2 -} רווח רווח של רווחים רווחים ברמה גבוהה של רווחים ברמה הגבוהה ביותר, שלבים .

 

c) טווח תדרים: מרווח התדרים שבתוכו ה- LNA פועל בביצועים שצוינו (איור רעש, רווח, לינאריות) טווחי . על ה- LNA לכסות את פס תדר ההפעלה של המערכת .

 

d) לינאריות: מודד את היכולת להתנגד לעיוות בין -מודולציה (IMD) הנגרם על ידי אותות הפרעות חזקות . ככל שה- IP3 גבוה יותר (ב- DBM), כך הליניאריות טובה יותר .

 

נקודת דחיסה 1DB (P1DB): כוח הקלט כאשר רווח ה- LNA יורד ב 1 dB, ומשקף את יכולתו של ה- LNA לעבד אותות גדולים ללא עיוות {}}} זה קריטי בסביבות עם התערבות חזקה (כגון סביבות RF עירוניות). לינאריות גרועה יכולות לאינטרסציה של סימיות {}}}}}}} אינטרסציה של חלשות {excients {excins {} excals intocals uncks {excals intocals intocals intors uncks uncks into intors intormants ino excals uncks insicals intormants insicals insicals incecals.

 

e) צריכת חשמל: כוח ה- DC הנדרש ל- LNA לפעול (ב- MW או W), בדרך כלל מתבטא על ידי מתח האספקה (VCC) וזרם (ICC) . זה מכריע למכשירים המופעלים על סוללות (כמו חיישני IoT לבין מכשירים לבישים) {{2}. יש להכות בין איזון בין 3 {

 

3. טעויות נפוצות שיש להימנע מהן בבחירת LNA

התעלמות מהתאמת עכבה: התאמה לקויה יכולה לקזז את היתרונות של דמות רעש נמוכה - ודא שה- LNA מיועד ל 50 Ω, או להוסיף רשת התאמה חיצונית .

הזנחת ליניאריות בסביבות הפרעות חזקות: LNA עם דמות רעש נמוכה אך IP3 לקוי ייכשל תחת הפרעה חזקה .

עדיפות לרווח על רעש: רווח גבוה, אם לא יתאים לרעש נמוך, תגביר את הרעש שהוצג על ידי ה- LNA עצמו, שהוא בזבוז של כוח .

 

על ידי הערכת פרמטרים אלה על פני המערכת ויישורם עם דרישות המערכת, באפשרותך לבחור LNA שהוא אופטימלי מבחינת רגישות, אמינות ועלות .