Οι ενισχυτές χαμηλού θορύβου (LNAs) είναι βασικά συστατικά σε συστήματα επικοινωνίας, όπου ενισχύουν τα αδύναμα σήματα χωρίς σημαντικά αύξηση του θορύβου. Οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται συνήθως σε LNAs λόγω της υψηλής απόδοσης και της απόκρισης συχνότητας τους.

Αρχές σχεδιασμού ενισχυτή χαμηλού θορύβου

Ο πρωταρχικός στόχος για το σχεδιασμό ενός LNA είναι να ελαχιστοποιηθεί η εικόνα του θορύβου, διατηρώντας παράλληλα επαρκές κέρδος. Η επιλογή του τρανζίστορ είναι κρίσιμη. Προτιμούνται συσκευές με παραμέτρους χαμηλού θορύβου. Το δίκτυο που ταιριάζει στην είσοδο έχει σχεδιαστεί για να ταιριάζει με την πηγή της παρεμπόδισης του θορύβου του τρανζίστορ, μειώνοντας τη συμβολή του θορύβου.

Βασικοί υπολογισμοί για τα LNA με βάση το Transistor

Ο σχεδιασμός ενός LNA περιλαμβάνει αρκετούς υπολογισμούς, συμπεριλαμβανομένου του προσδιορισμού του σημείου μεροληψίας, της παρεμπόδισης εισόδου και του αριθμού θορύβου. Οι παράμετροι θορύβου του τρανζίστορ, όπως η ελάχιστη εικόνα θορύβου (Fmin), η ισοδύναμη αντίσταση θορύβου (Rn), και η βέλτιστη παρεμπόδιση πηγής (Rs), καθοδηγούν αυτούς τους υπολογισμούς.

Παράδειγμα υπολογισμού του σχήματος θορύβου

Ας υποθέσουμε ότι ένα τρανζίστορ έχει ελάχιστο αριθμό θορύβου (Fmin) 0,5 dB, ισοδύναμη αντίσταση θορύβου (Rn) 2 ohms, και η παρεμπόδιση πηγής (Rs) είναι 50 ohms. Η πραγματική εικόνα θορύβου (F) μπορεί να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας:

F = Fmin + (4 * Rn / Rs)

Αντικατάσταση των τιμών:

F = 0.5 + (4 * 2 / 50) = 0.5 + 0.16 = 0.66 dB

Ο υπολογισμός αυτός βοηθά στην αξιολόγηση της αναμενόμενης απόδοσης θορύβου του ενισχυτή και καθοδηγεί το σχεδιασμό δικτύου που ταιριάζει.