7 Tips yang Perlu Anda Ketahui Tentang Desain Amplifier Low-noise FR
RF front-end . baru yang menarik desain transceiver frekuensi radio (RF) berkinerja tinggi memastikan teknologi persuasif terbaik. Secara umum, jika Anda berencana untuk memperbaikinya hanya dengan meningkatkan lebar transistor atau tegangan catu daya, itu akan menimbulkan masalah perancangan. Anda mungkin memerlukan ukuran PCB yang lebih besar, dan akan ada lebih banyak konsumsi daya. Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan tip untuk struktur desain penguat derau rendah (LNA) untuk penerima/transceiver RF.
Kami akan membantu Anda memproduksi PCB LNA yang memberikan kinerja maksimal dengan beroperasi pada daya rendah.
Desain Sirkuit Penguat Kebisingan Rendah dengan Gambar Kebisingan Rendah
Ini akan membantu jika Anda datang dengan skema penguat kebisingan rendah yang inovatif untuk mengurangi konsumsi daya dan tegangan. Penguat kebisingan rendah memperkuat daya sinyal antena sambil memastikan bahwa kebisingannya lebih sedikit. Ini akan memberikan keuntungan yang cukup untuk mengatasi kebisingan tahap berikutnya.
Umumnya, skema LNA memiliki blok pencocokan impedansi input dan output dengan blok amplifikasi di antaranya. Anda harus memastikan untuk memeriksa kendala penguatan front-end RF Anda dan kemudian meminimalkan angka kebisingan yang sesuai. Misalnya, mungkin ada batasan bahwa penguatan maksimum yang dapat dicapai adalah 20 dB pada frekuensi radio 2,4 GHz.
Kami akan merekomendasikan Anda untuk merancang penguat kebisingan linier dengan induktor. Mereka reaktif, dan dengan demikian mereka tidak akan membuat kebisingan di PCB Anda. Adalah fakta bahwa resonansi LC selalu meningkatkan kinerja noise dan penguatan LNA.
Menghitung Angka Kebisingan dan Memperoleh Metrik Performa
Jadi, kami baru saja memberi tahu Anda untuk menjaga agar angka kebisingan PCB tetap rendah. Tapi bagaimana Anda bisa memastikan bahwa itu rendah? Anda perlu mendapatkan formula dan kemudian melakukan analisis. Biasanya, Anda akan mendapatkan angka kebisingan dan mendapatkan metrik kinerja untuk memeriksa aktivitas PCB LNA Anda.
Biasanya, Anda dapat menghitung penguatan rangkaian LNA apa pun dengan menurunkan rumus yang mencakup impedansi beban dan transkonduktansi efektif transistor. Untuk noise figure, Anda dapat menggunakan rumus umum berikut untuk analisis:
Gunakan PCB Penguat Kebisingan Rendah multi-layer.
Penting untuk dicatat bahwa PCB penguat kebisingan rendah akan bekerja pada Frekuensi Radio. Oleh karena itu, jika Anda akan merancang tata letak PCB 4 lapis, itu akan menjaga bidang tanah yang konstan. Ini selanjutnya akan mengizinkan pemisahan RF terdistribusi dari area daya DC di antara dua lapisan bidang dasar utama.
Tata letak PCB dari skema rangkaian penguat kebisingan rendah memerlukan titik referensi RF umum. Ini adalah titik ground RF untuk semua sinyal RF dari port input atau output. Dengan menambahkan kesamaan, Anda akan memastikan bahwa semua titik memiliki potensi yang sama.
Dalam desain PCB 4-lapisan, Anda dapat mengatur satu bidang daya, dua bidang dasar, dan satu lapisan jejak sirkuit. Selanjutnya, akan membantu jika Anda merancang bentuk dan lebar jejak tembaga dengan memadai. Ini akan mengurangi induktansi, kapasitansi, dan resistansi terdistribusi di rangkaian penguat kebisingan rendah.
PCB 4-lapisan juga akan memungkinkan Anda untuk mendapatkan ukuran garis mikrostrip yang dapat diatur. Garis mikrostrip adalah pelari logam yang sangat konduktif pada PCB rentang RF. Anda dapat menghubungi produsen PCB untuk menghitung parameter seperti konstanta dielektrik, bobot tembaga, data material, ketebalan inti, dan tumpukan lapisan standar. Dengan menggunakan informasi ini, Anda dapat dengan mudah mencocokkan saluran mikrostrip dengan nilai impedansi yang diperlukan. Terakhir, akan membantu jika Anda merancang jejak bias penuh untuk mengurangi hambatan jalur.
Gunakan Perangkat Pemasangan Permukaan di PCB Penguat Kebisingan Rendah
Teknologi pemasangan permukaan adalah cara Anda memasang langsung komponen listrik pada papan sirkuit tercetak. Jika Anda menggunakan perangkat pemasangan permukaan, Anda akan mendapatkan jejak tembaga yang lebih pendek dan ukuran PCB penguat kebisingan yang lebih kecil. Dan, di sirkuit RF, itu akan mengurangi resistansi parasit dan kapasitansi.
Selain itu, akan membantu jika Anda menjaga hubungan antara komponen pemasangan permukaan dan ground pendek. Hal ini untuk mengurangi impedansi. Anda juga dapat melakukannya dengan merancang dua atau tiga vias paralel pada bidang dasar.
Poin penting lainnya adalah menentukan rentang suhu pengujian rangkaian penguat kebisingan rendah Anda. Komponen pemasangan permukaan Anda harus dapat berfungsi dalam kisaran suhu ini. Selanjutnya, Anda dapat menggunakan jack pisang untuk tegangan bias, ground, dan koneksi catu daya. Untuk mendapatkan konektivitas RF, Anda dapat menggunakan konektor SMA di PCB penguat kebisingan rendah Anda. Selain ukurannya yang kecil, mereka menawarkan rentang frekuensi yang luas dan keandalan yang tinggi.
Penguat Kebisingan Rendah– Pilih bahan PCB yang Cocok untuk rangkaian Penguat Kebisingan Rendah
Bahan PCB yang dapat diterima dapat membantu desain penguat kebisingan rendah Anda. Ini akan mengurangi tingkat panas pada kendala amplifier seperti noise figure dan gain. Secara keseluruhan, pemilihan PCB dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap tingkat kinerja tertinggi dari desain LNA Anda.
Akan membantu jika Anda mempertimbangkan berbagai sifat material PCB sebagai kandidat desain untuk Penguat Kebisingan Rendah. Parameter ini meliputi faktor disipasi (Df), konstanta dielektrik (DK atau r), konduktivitas termal, koefisien suhu Dk, dan toleransi ketebalan substrat.
Misalnya, Anda harus secara ketat mengatur Dk bahan PCB di seluruh bahan untuk mencapai pencocokan impedansi yang kaku. Ini akan membantu jika Anda sering memilikinya untuk menjaga angka kebisingan amplifier rendah. Selain itu, koefisien suhu konstanta dielektrik (Tc Dk) juga mempengaruhi angka kebisingan dan jaringan pencocokan impedansi ini.
Amplifier kebisingan rendah– Rancang PCB Anda Sesuai dengan Persyaratan Sinyal Frekuensi Tinggi
Selalu ingat bahwa Anda berurusan dengan sinyal frekuensi tinggi di sirkuit penguat kebisingan kecil Anda. PCB akan beroperasi dalam rentang frekuensi radio, jadi Anda harus mendesainnya sesuai dengan itu. Seperti yang telah kita bahas, perlu menggunakan papan multi-layer untuk mengurangi interferensi. Kebisingan papan empat lapis adalah 20 dB lebih kecil daripada papan panel ganda dengan bahan yang sama. Namun, pada saat yang sama, ada juga kekhawatiran bahwa produksi akan lebih rumit. Biayanya akan lebih tinggi, dan Anda memerlukan keahlian untuk mendesain tata letak PCB.
Sinyal RF dalam rangkaian penguat derau rendah tidak boleh mengalami loop saat memasang kabel. Jika Anda tidak dapat menghindarinya, Anda dapat memastikan untuk membuatnya sekecil mungkin. Anda juga harus memperhatikan crosstalk, yang dapat berkembang pada jarak dekat ke garis sinyal paralel. Crosstalk adalah sinyal noise yang tidak diinginkan di antara sinyal RF karena gangguan medan elektromagnetik di dekatnya.
Ada berbagai metode untuk menghindari crosstalk. Anda dapat mencoba untuk menghubungkan garis paralel dalam satu lapisan secara tegak lurus dan lapisan yang berbeda. Juga, Anda harus menggunakan lebih sedikit vias dalam desain amplifier kebisingan rendah Anda. Ini akan meningkatkan kecepatan dan mengurangi kesalahan data. Terakhir, harap jaga agar kabel di antara pin lebih pendek. Hal ini untuk menghindari penyambungan dengan komponen karena kabel sinyal RF yang lebih panjang.
Mencapai Rigid Impedance-matching Circuit dari Amplifier Low-noise Anda
Ini akan membantu jika Anda mencoba untuk mendapatkan sirkuit pencocokan impedansi kaku untuk penguat kebisingan rendah Anda. Ini menyumbang kinerja kebisingan yang optimal, penyaringan dan memberikan stabilitas input dan output. Elemen pasif seperti resistor, garis strip, kapasitor, dan induktor membentuk rangkaian yang cocok.
Toleransi bahan PCB seperti ketebalan tembaga dan toleransi lebar konduktor mempengaruhi sirkuit ini. Jika ada masalah yang terkait dengan fabrikasi sirkuit, itu juga akan memengaruhi sirkuit pencocokan impedansi Anda. Ukuran toleransi ini tergantung pada desain spesifik sistem LNA.
Misalnya, toleransi ketebalan tembaga memiliki dampak yang lebih signifikan pada struktur kopling, seperti sirkuit coplanar.
Di sisi lain, pengaruh pada lebar dan ketebalan konduktor sirkuit substrat diperhatikan. Saluran yang lebih tipis menampilkan penyesuaian impedansi yang lebih signifikan daripada jalur yang lebih tebal untuk peningkatan lebar konduktor.
Toleransi DK adalah parameter lain untuk PCB, yang dapat memengaruhi jaringan pencocokan impedansi Anda yang diperlukan dalam desain LNA.
Ringkasan
Nah, itulah beberapa tips yang bisa Anda ikuti untuk mendesain rangkaian penguat low noise Anda dengan benar. Anda memerlukan jaringan pencocokan impedansi yang tepat, bahan PCB, lapisan PCB, sirkuit bias, angka kebisingan, dan penguatan. Anda dapat memastikan desain yang berkualitas dengan merancang PCB penguat kebisingan rendah sesuai dengan persyaratan sinyal frekuensi RF.
Jika Anda membutuhkan penyedia layanan PCB yang benar. Untungnya, ada berbagai layanan pembuatan PCB, Anda dapat menghubungi kami, dan kami dapat menyediakan teknologi, bahan, dan layanan berkualitas. Hubungi kami sekarang.
