LNA's (Low-ruisversterkers) zijn essentiële componenten in communicatiesystemen, waardoor de signaalkwaliteit wordt verbeterd door zwakke signalen te versterken en tegelijkertijd minimale ruis toe te voegen. Een goed ontwerp van LNA's verbetert de gevoeligheid van de ontvanger, waardoor signalen beter kunnen worden gedetecteerd in lawaaierige omgevingen. In dit artikel worden de belangrijkste principes en berekeningen besproken die betrokken zijn bij het ontwerpen van effectieve LNA's.

Fundamentele beginselen van een laag geluidsniveauversterkerontwerp

Het primaire doel van LNA-ontwerp is om de winst te maximaliseren en tegelijkertijd de ruis te minimaliseren. De ruisfiguur geeft aan hoeveel lawaai de versterker toevoegt ten opzichte van een ideaal geluidloos apparaat. Het bereiken van een laag NF vereist een zorgvuldige selectie van actieve apparaten, bevooroordeelde omstandigheden en impedantie matching.

Sleutelparameters en berekeningen

Het ontwerpen van een LNA omvat het berekenen van parameters zoals winst, geluidsoverlast en invoer/output impedanties. De Friis formule wordt gewoonlijk gebruikt om de totale geluidsoverlast van een cascade van componenten te schatten:

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

Waar NF1 het geluid van de eerste fase is, is G1 de winst, enzovoort. De NF van de eerste fase heeft de belangrijkste impact op de algemene geluidsprestaties. Daarom is het optimaliseren van de eerste fase cruciaal.

Ontwerpoverwegingen

Belangrijkste overwegingen zijn het kiezen van geluidsarme transistors, goede vooringenomenheid en impedantie matching. Bijpassende netwerken zijn ontworpen om de overdracht van energie te optimaliseren en reflecties te minimaliseren, die de prestaties van geluid kunnen degraderen. Simulaties en berekeningen helpen bij het selecteren van componentwaarden die voldoen aan de gewenste specificaties.

  • Gebruik geluidsarme transistors geschikt voor de frequentieband.
  • Bijpassende netwerken ontwerpen voor invoer- en uitvoerimpedanties.
  • Optimaliseren van vooringenomen omstandigheden om de bijdrage aan lawaai te verminderen.
  • Simuleer het circuit om de winst en het geluid figuur te verifiëren.