Über Design von rauscharmen Verstärkern FR Das aufregende neue HF-Frontend-Design von Hochleistungs-Hochfrequenz-Transceivern (RF) sorgt für die beste überzeugende Technologie. Wenn Sie planen, es nur durch Erhöhen der Transistorbreite oder der Stromversorgungsspannung zu verbessern, wird dies im Allgemeinen zu Designproblemen führen. Möglicherweise benötigen Sie eine größere Größe von Leiterplatten, und es wird mehr Stromverbrauch geben. In diesem Artikel stellen wir Tipps für die Designstruktur eines rauscharmen Verstärkers (LNA) für HF-Empfänger/Transceiver vor.
Wir helfen Ihnen bei der Herstellung von LNA-Leiterplatten, die durch den Betrieb mit geringem Stromverbrauch maximale Leistung bieten.
Design Low Noise Amplifier Circuit mit Low Noise Figure
Es würde helfen, wenn Sie innovative rauscharme Verstärkerschaltpläne finden würden, um den Leistungs- und Spannungsverbrauch zu senken. Ein rauscharmer Verstärker verstärkt die Signalleistung der Antenne und stellt gleichzeitig sicher, dass das Rauschen geringer ist. Es würde genug Gewinn liefern, um den Lärm der nächsten Stufen zu überwinden.
Im Allgemeinen verfügt ein LNA-Schaltplan über Eingangs- und Ausgangsimpedanz-Matching-Blöcke mit einem Verstärkungsblock dazwischen. Sie sollten sicherstellen, dass Sie die Verstärkungsbeschränkungen Ihres HF-Frontends überprüfen und dann die Rauschzahl entsprechend minimieren. Zum Beispiel kann es eine Einschränkung geben, dass die maximal erreichbare Verstärkung 20 dB bei 2,4 GHz Hochfrequenz beträgt.
Wir empfehlen Ihnen, einen linearen Rauschverstärker mit Induktivitäten zu konstruieren. Sie sind reaktiv und verursachen daher kein Rauschen in Ihrer Leiterplatte. Es ist eine Tatsache, dass lc-Resonanz immer die Rauschleistung und Verstärkung von LNA verbessert.
Berechnen von Rauschzahl- und Verstärkungsleistungsmetriken
Also, wir haben Ihnen gerade gesagt, dass Sie die Rauschzahl der Leiterplatte niedrig halten sollen. Aber wie können Sie sicherstellen, dass es niedrig ist? Sie müssen eine Formel ableiten und dann eine Analyse durchführen. In der Regel erhalten Sie eine Rauschzahl und Leistungsmetriken, um Ihre LNA-PCB-Aktivität zu überprüfen.
Normalerweise können Sie die Verstärkung jeder LNA-Schaltung berechnen, indem Sie eine Formel ableven, die die Lastimpedanz und die effektive Transkonduktivität der Transistoren enthält. Für die Rauschzahl können Sie die folgende allgemeine Formel für die Analyse verwenden:
Verwenden Sie die mehrschichtige Low Noise Amplifier PCB.
Es ist wichtig zu beachten, dass die rauscharme Verstärkerplatine mit Hochfrequenz arbeiten würde. Wenn Sie also ein 4-Schicht-PCB-Layout entwerfen, bleibt eine konstante Grundfläche erhalten. Es wird außerdem eine verteilte HF-Entkopplung eines Gleichstrombereichs zwischen zwei Hauptgrundebenen ermöglichen.
Das PCB-Layout eines rauscharmen Verstärkerschaltungsschemas erfordert einen gemeinsamen HF-Referenzpunkt. Es ist ein HF-Massepunkt für alle HF-Signale von einem Eingangs- oder Ausgangsport. Indem Sie eine gemeinsame Basis hinzufügen, stellen Sie sicher, dass alle Punkte das gleiche Potenzial haben.
In einem 4-Layer-PCB-Design können Sie eine Leistungsebene, zwei Masseebenen und eine Schaltungsspurschicht festlegen. Darüber hinaus wäre es hilfreich, wenn Sie die Form und Breite von Kupferspuren angemessen gestalten würden. Es verringert die verteilte Induktivität, Kapazität und den Widerstand in der rauscharmen Verstärkerschaltung.
Eine 4-Schicht-Leiterplatte ermöglicht es Ihnen auch, eine überschaubare Größe einer Mikrostreifenlinie zu erhalten. Eine Microstrip-Linie ist ein hochleitfähiger metallischer Läufer auf einer Leiterplatte im HF-Bereich. Sie können sich an den Leiterplattenhersteller wenden, um Parameter wie Dielektrizitätskonstante, Kupfergewichte, Materialdaten, Kerndicke und Standardschichtstapel zu berechnen. Mit diesen Informationen können Sie die Mikrostreifenleitung mühelos dem erforderlichen Impedanzwert zuordnen. Schließlich wäre es hilfreich, wenn Sie vollständige Bias-Traces entwerfen würden, um den Pfadwiderstand zu reduzieren.
Verwenden Sie oberflächenmontierbare Geräte in rauscharmen Verstärker-LEITERPLATTEN
Die Oberflächenmontagetechnologie ist eine Möglichkeit, die elektrischen Komponenten direkt auf einer Leiterplatte zu montieren. Wenn Sie oberflächenmontierbare Geräte verwenden, erhalten Sie kürzere Kupferspuren und kleinere Rauschverstärker-Leiterplattengrößen. Und in einer HF-Schaltung reduziert es den parasitären Widerstand und die Kapazität.
Darüber hinaus wäre es hilfreich, wenn Sie die Verbindungen zwischen oberflächenmontierbaren Komponenten und Masse kurz halten würden. Es soll die Impedanz verringern. Sie können dies auch tun, indem Sie zwei oder drei parallele Durchgänge auf der Grundplatte entwerfen.
Ein weiterer kritischer Punkt ist die Definition des Testtemperaturbereichs Ihrer rauscharmen Verstärkerschaltung. Ihre oberflächenmontierbaren Komponenten müssen in diesem Temperaturbereich funktionieren können. Darüber hinaus können Sie Bananenbuchsen für Bias-Spannungs-, Masse- und Stromversorgungsanschlüsse verwenden. Um die HF-Konnektivität zu erhalten, können Sie SMA-Steckverbinder in Ihrer rauscharmen Verstärkerplatine verwenden. Sie sind nicht nur klein, sondern bieten auch einen breiten Frequenzbereich und eine hohe Zuverlässigkeit.
Rauscharmer Verstärker – Wählen Sie ein geeignetes PCB-Material für eine rauscharme Verstärkerschaltung
Ein akzeptables PCB-Material kann das Design Ihres rauscharmen Verstärkers unterstützen. Es wird das Wärmeniveau auf Verstärkerbeschränkungen wie Rauschzahl und Verstärkung mildern. Insgesamt kann die PCB-Auswahl einen wesentlichen Beitrag zum ultimativen Leistungsniveau Ihres LNA-Designs leisten.
Es wäre hilfreich, wenn Sie verschiedene PCB-Materialeigenschaften als Designkandidaten für einen rauscharmen Verstärker in Betracht ziehen würden. Zu diesen Parametern gehören der Verlustfaktor (Df), die Dielektrizitätskonstante (DK oder εr), die Wärmeleitfähigkeit, der Temperaturkoeffizient dk und die Substratdickentoleranz.
Zum Beispiel sollten Sie das Dk des PCB-Materials im gesamten Material streng regulieren, um eine starre Impedanzanpassung zu erreichen. Es würde helfen, wenn Sie es oft hätten, niedrige Verstärkerrauschzahlen zu halten. Darüber hinaus beeinflusst der Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante (Tc Dk) auch diese Rauschwerte und impedanzanpassungsnetze.
Rauscharmer Verstärker – Entwerfen Sie Ihre Leiterplatte nach den Anforderungen von Hochfrequenzsignalen
Denken Sie immer daran, dass Sie es mit hochfrequenten Signalen in Ihrer kleinen Rauschverstärkerschaltung zu tun haben. Die Leiterplatte arbeitet im Hochfrequenzbereich, daher müssen Sie sie entsprechend ausrichten. Wie wir bereits besprochen haben, ist es notwendig, eine mehrschichtige Platine zu verwenden, um Interferenzen zu reduzieren. Das Geräusch einer vierlagigen Platine ist 20 dB kleiner als bei einer Doppelplattenplatine mit dem gleichen Material. Gleichzeitig besteht aber auch die Sorge, dass die Produktion komplizierter wird. Die Kosten wären höher und Sie benötigen das Fachwissen, um das PCB-Layout zu entwerfen.
Die HF-Signale in der rauscharmen Verstärkerschaltung dürfen während der Verdrahtung keine Schleife entwickeln. Wenn Sie es nicht vermeiden können, können Sie sicherstellen, dass es so klein wie möglich gehalten wird. Sie sollten auch auf das Übersprechen achten, das sich in unmittelbarer Nähe zu parallelen Signalleitungen entwickeln kann. Übersprechen ist das unerwünschte Rauschsignal zwischen HF-Signalen aufgrund der Interferenz nahegelegener elektromagnetischer Felder.
Es gibt verschiedene Methoden, um Übersprechen zu vermeiden. Sie können versuchen, die parallelen Linien in einer Ebene senkrecht und die verschiedenen Ebenen zu verbinden. Außerdem sollten Sie eine kleinere Anzahl von Vias in Ihrem rauscharmen Verstärkerdesign verwenden. Es erhöht die Geschwindigkeit und verringert Datenfehler. Halten Sie schließlich bitte die Drähte zwischen den Pins kürzer. Es soll eine Kopplung mit den Komponenten durch längere HF-Signalleitungen vermieden werden.
Erreichen Sie eine starre impedanzanpassungsgleiche Schaltung Ihres rauscharmen Verstärkers
Es würde helfen, wenn Sie versuchen würden, eine starre Impedanzanpassungsschaltung für Ihren rauscharmen Verstärker zu erhalten. Es berücksichtigt eine optimale Rauschleistung, Filterung und bietet Eingangs- und Ausgangsstabilität. Passive Elemente wie Widerstände, Bandleitungen, Kondensatoren und Induktivitäten bilden die passende Schaltung.
Die Pcb-Materialtoleranzen wie Kupferdicke und Leiterbreitentoleranzen beeinflussen diese Schaltung. Wenn es Probleme im Zusammenhang mit der Herstellung von Schaltkreisen gibt, beeinflusst dies auch Ihre Impedanzanpassungsschaltungen. Die Größe dieser Toleranzen hängt vom spezifischen Design des LNA-Systems ab.
Zum Beispiel hat die Kupferdickentoleranz einen signifikanteren Einfluss auf Kopplungsstrukturen, wie koplanare Kreisläufe.
Zum anderen geht es um den Einfluss auf die Leiterbreite und -dicke des Substrats. Dünnere Kanäle weisen eine deutlichere Impedanzanpassung auf als dickere Kurse für eine Erhöhung der Leiterbreite.
Die DK-Toleranz ist ein weiterer Parameter für Leiterplatten, der Ihre impedanzgleichenden Netzwerke beeinflussen kann, die in LNA-Designs erforderlich sind.
Zusammenfassung
Dies sind also einige Tipps, die Sie befolgen können, um Ihre rauscharme Verstärkerschaltung richtig zu entwerfen. Sie benötigen die richtigen impedanzabgleichenden Netzwerke, PCB-Material, PCB-Schichten, Bias-Schaltungen, Rauschzahl und Verstärkung. Sie können ein qualitativ hochwertiges Design sicherstellen, indem Sie Ihre rauscharme Verstärkerplatine gemäß den Anforderungen an HF-Frequenzsignale entwerfen.Wenn Sie den richtigen PCB-Dienstleister benötigen. Glücklicherweise gibt es verschiedene PCB-Fertigungsdienstleistungen, Sie können uns kontaktieren und wir können Technologie, Materialien und Qualitätsdienstleistungen anbieten. Kontaktieren Sie uns jetzt.
