Lavstøyforsterkere (LNA) er viktige komponenter i kommunikasjonssystemer, forbedre signalkvaliteten ved å forsterke svake signaler mens du legger til minimal støy. Korrekt design av LNAs forbedrer mottakerens følsomhet, noe som gjør det mulig å påvise signaler i støyende miljøer. Denne artikkelen diskuterer viktige prinsipper og beregninger som er involvert i å designe effektive LNAs.

Grunnleggende prinsipper for lavstøyforsterkerdesign

Hovedmålet i LNA-design er å maksimere gevinsten mens det minimerer støyfiguren (NF). Støyfiguren kvantifiserer hvor mye støy forsterkeren legger til i forhold til en ideell støyløs enhet. Å oppnå lav NF krever nøye utvalg av aktive enheter, biaserende forhold og impedans-matching.

Nøkkelparametere og beregninger

Utforming av en LNA innebærer beregningsparametre som for eksempel fortrinn, støyfigur og inngang/utgangsimpedanser. Friis-formlen brukes vanligvis til å estimere den totale støysummen til en kaskade av komponenter:

NF total = NF1 + (NF2 - 1)/G1 + (NF3 - 1)/(G1 * G2) ...

Der NF1 er støyfiguren i det første trinnet, er G1 dens gevinst, og så videre. Første fases NF har den mest signifikante effekten på den totale støyytelsen. Derfor er optimering av det første trinnet kritisk.

Designbetraktelser

Nøkkelhensyn inkluderer å velge lavstøytransistorer, riktig fordomming og impedans-matching. Matenettverk er designet for å optimalisere strømoverføring og minimere refleksjoner, som kan redusere støyytelsen. Simuleringer og beregninger hjelper til å velge komponentverdier som oppfyller ønsket spesifikasjoner.

  • Bruk lavstøytransistorer som er egnet for frekvensbåndet.
  • Design matchende nettverk for inngang og utgang impedanser.
  • Optimere fordomsfulle forhold for å redusere støybidrag.
  • Simulere kretsen for å verifisere gevinst og støy figur.