7 tips die u moet weten over het ontwerp van een geluidsarme versterker FR

De opwindende nieuwe RF-front-end ontwerp van hoogwaardige radiofrequentie (RF) transceivers zorgt voor de beste overtuigende technologie. Over het algemeen, als u van plan bent om het alleen te verbeteren door de transistorbreedte of voedingsspanning te vergroten, zal dit ontwerpproblemen veroorzaken. Mogelijk hebt u een groter formaat PCB's nodig en zal er meer stroomverbruik zijn. In dit artikel introduceren we tips voor de ontwerpstructuur van een ruisarme versterker (LNA) voor RF-ontvangers/transceivers.

Wij helpen u LNA-printplaten te produceren die maximale prestaties leveren door op een laag vermogen te werken.

Ontwerp versterkerschakeling met laag geluidsniveau en laag geluidsniveau

Het zou helpen als je innovatieve schema's voor versterkers met weinig ruis zou bedenken om het stroom- en spanningsverbruik te verminderen. Een ruisarme versterker versterkt het signaalvermogen van de antenne en zorgt ervoor dat de ruis minder is. Het zou genoeg winst opleveren om de ruis van de volgende trappen te overwinnen.

Over het algemeen heeft een LNA-schema ingang- en uitgangsimpedantie-aanpassingsblokken met een versterkingsblok ertussen. U moet ervoor zorgen dat u de versterkingsbeperkingen van uw RF-front-end controleert en vervolgens het ruisgetal dienovereenkomstig minimaliseert. Er kan bijvoorbeeld een beperking zijn dat de maximaal haalbare versterking 20 dB is bij 2,4 GHz radiofrequentie.

We raden u aan om een ​​lineaire ruisversterker met inductoren te ontwerpen. Ze zijn reactief en zullen dus geen ruis in uw printplaat veroorzaken. Het is een feit dat LC-resonantie altijd de ruisprestaties en versterking van LNA verbetert.

Bereken het geluidscijfer en verkrijg prestatiestatistieken

Dus we hebben u zojuist verteld om het ruisgetal van PCB laag te houden. Maar hoe zorg je ervoor dat het laag is? U moet een formule afleiden en vervolgens een analyse uitvoeren. Gewoonlijk krijgt u een ruisgetal en prestatiestatistieken om uw LNA-PCB-activiteit te controleren.

Gewoonlijk kunt u de versterking van elk LNA-circuit berekenen door een formule af te leiden die de belastingsimpedantie en de effectieve transconductantie van de transistors omvat. Voor het ruisgetal kunt u de volgende algemene formule gebruiken voor analyse:

Gebruik de meerlaagse Low Noise Amplifier PCB.

Het is belangrijk op te merken dat de versterkerprint met lage ruis zou werken op radiofrequentie. Daarom, als u een 4-laags PCB-lay-out ontwerpt, zal deze een constant grondvlak behouden. Het maakt verder gedistribueerde RF-ontkoppeling mogelijk van een gelijkstroomgebied tussen twee hoofdgrondlagen.

De PCB-layout van een schema van een versterkerschakeling met lage ruis vereist een gemeenschappelijk RF-referentiepunt. Het is een RF-aardingspunt voor alle RF-signalen van een invoer- of uitvoerpoort. Door een gemeenschappelijke basis toe te voegen, zorgt u ervoor dat alle punten hetzelfde potentieel hebben.

In een 4-laags PCB-ontwerp kunt u één vermogensvlak, twee grondvlakken en één circuittraceerlaag instellen. Verder zou het helpen als u de vorm en breedte van kopersporen adequaat ontwierp. Het zal de gedistribueerde inductantie, capaciteit en weerstand in het versterkercircuit met lage ruis verminderen.

Met een 4-laags PCB kunt u ook een hanteerbare grootte van een microstriplijn krijgen. Een microstriplijn is een sterk geleidende metalen runner op een PCB met RF-bereik. U kunt contact opnemen met de PCB-fabrikant om parameters zoals diëlektrische constante, kopergewichten, materiaalgegevens, kerndikte en standaardlagenstapel te berekenen. Met behulp van deze informatie kunt u de microstriplijn moeiteloos afstemmen op de vereiste impedantiewaarde. Ten slotte zou het helpen als u volledige voorspanningssporen zou ontwerpen om de padweerstand te verminderen.

Gebruik apparaten voor opbouwmontage in versterkerprintplaten met weinig ruis

Surface-mount technologie is een manier waarop je de elektrische componenten direct op een printplaat monteert. Als u apparaten voor opbouwmontage gebruikt, krijgt u kortere kopersporen en kleinere printplaten voor ruisversterkers. En in een RF-circuit zal het de parasitaire weerstand en capaciteit verminderen.

Bovendien zou het helpen als u de verbindingen tussen componenten voor opbouwmontage en aarde kort houdt. Het is om de impedantie te verlagen. U kunt dit ook doen door twee of drie parallelle via's op het grondvlak te ontwerpen.

Een ander cruciaal punt is het definiëren van het testtemperatuurbereik van uw geluidsarme versterkercircuit. Uw opbouwcomponenten moeten binnen dit temperatuurbereik kunnen functioneren. Verder kunt u banaanstekkers gebruiken voor voorspannings-, massa- en voedingsaansluitingen. Om de RF-connectiviteit te krijgen, kunt u SMA-connectoren gebruiken in uw geluidsarme versterkerprintplaat. Ze zijn niet alleen klein van formaat, maar bieden ook een breed frequentiebereik en een hoge betrouwbaarheid.

Low-noise Amplifier– Selecteer een geschikt PCB-materiaal voor een Low Noise Amplifier-circuit

Een acceptabel PCB-materiaal kan helpen bij het ontwerp van uw geluidsarme versterker. Het zal het warmteniveau op versterkerbeperkingen zoals ruisgetal en versterking verminderen. Al met al kan PCB-selectie een belangrijke bijdrage leveren aan het ultieme prestatieniveau van uw LNA-ontwerp.

Het zou helpen als u verschillende eigenschappen van PCB-materiaal in overweging zou nemen als ontwerpkandidaat voor een geluidsarme versterker. Deze parameters omvatten dissipatiefactor (Df), diëlektrische constante (DK of εr), thermische geleidbaarheid, temperatuurcoëfficiënt van Dk en tolerantie voor substraatdikte.

U moet bijvoorbeeld de Dk van PCB-materiaal door het hele materiaal strikt reguleren om een ​​starre impedantie-aanpassing te bereiken. Het zou helpen als je het vaak had om lage versterkerruisgetallen te behouden. Bovendien is de temperatuurcoëfficiënt van de diëlektrische constante (Tc Dk) ook van invloed op deze ruisgetallen en impedantie-afstemmende netwerken.

Low-noise versterker– Ontwerp uw PCB volgens de vereisten van hoogfrequente signalen

Onthoud altijd dat u te maken hebt met hoogfrequente signalen in uw versterkerschakeling met kleine ruis. De printplaat werkt in het radiofrequentiebereik, dus u moet hem dienovereenkomstig ontwerpen. Zoals we al hebben besproken, is het noodzakelijk om een ​​meerlaags bord te gebruiken om interferentie te verminderen. Het geluid van een vierlaags bord is 20 dB kleiner dan bij een bord met twee panelen met hetzelfde materiaal. Tegelijkertijd bestaat er echter ook de zorg dat de productie ingewikkelder zou worden. De kosten zouden hoger zijn en u zou de expertise nodig hebben om de PCB-lay-out te ontwerpen.

De RF-signalen in het ruisarme versterkercircuit mogen tijdens de bedrading geen lus ontwikkelen. Als je er niet omheen kunt, kun je ervoor zorgen dat je het zo klein mogelijk houdt. Let ook op de overspraak, die zich op korte afstand van parallelle signaallijnen kan ontwikkelen. Overspraak is het ongewenste ruissignaal tussen RF-signalen vanwege de interferentie van nabijgelegen elektromagnetische velden.

Er zijn verschillende methoden om overspraak te voorkomen. Je kunt proberen de parallelle lijnen in één laag loodrecht en de verschillende lagen met elkaar te verbinden. U moet ook een kleiner aantal via's gebruiken in uw ruisarme versterkerontwerp. Het zal de snelheid verhogen en datafouten verminderen. Houd ten slotte de draden tussen de pinnen korter. Het is bedoeld om koppeling met de componenten te voorkomen vanwege langere RF-signaalkabels.

Behaal een stijve, op impedantie afgestemde schakeling van uw geluidsarme versterker

Het zou helpen als u een rigide impedantie-aanpassingscircuit zou proberen te krijgen voor uw versterker met lage ruis. Het zorgt voor optimale ruisprestaties, filtering en zorgt voor input- en outputstabiliteit. Passieve elementen zoals weerstanden, striplijnen, condensatoren en inductoren vormen het bijpassende circuit.

De toleranties voor PCB-materiaal, zoals toleranties voor koperdikte en geleiderbreedte, beïnvloeden deze schakeling. Als er problemen zijn met de fabricage van circuits, heeft dit ook invloed op uw impedantie-aanpassingscircuits. De grootte van deze toleranties hangt af van het specifieke ontwerp van het LNA-systeem.

Zo heeft tolerantie voor koperdikte een grotere invloed op koppelingsstructuren, zoals coplanaire circuits.

Anderzijds betreft het de invloed op de breedte en dikte van de circuitgeleider van het substraat. Dunnere kanalen vertonen een significantere aanpassing van de impedantie dan dikkere banen voor een grotere geleiderbreedte.

DK-tolerantie is een andere parameter voor PCB's, die van invloed kan zijn op uw impedantie-aanpassingsnetwerken die vereist zijn in LNA-ontwerpen.

Samenvatting

Dit zijn dus enkele tips die u kunt volgen om uw geluidsarme versterkercircuit correct te ontwerpen. U hebt de juiste impedantie-aanpassingsnetwerken, PCB-materiaal, PCB-lagen, biascircuits, ruisgetal en versterking nodig. U kunt een kwaliteitsontwerp garanderen door uw versterkerprintplaat met lage ruis te ontwerpen volgens de vereisten voor RF-frequentiesignalen.

Als u de juiste PCB-serviceprovider nodig heeft. Gelukkig zijn er verschillende PCB-productiediensten, u kunt contact met ons opnemen en we kunnen technologie, materialen en kwaliteitsdiensten leveren. Neem nu contact met ons op.