Почему малошумящий усилитель мало шумит
Перейти к содержимому

Почему малошумящий усилитель мало шумит

  • автор:

Почему малошумящий усилитель мало шумит

Текущее время: Сб мар 09, 2024 17:54:29

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Запрошенной темы не существует.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y

Работоспособность сайта проверена в браузерах:
IE8.0, Opera 9.0, Netscape Navigator 7.0, Mozilla Firefox 5.0
Адаптирован для работы при разрешениях экрана от 1280х1024 и выше.
При меньших разрешениях возможно появление горизонтальной прокрутки.
По всем вопросам обращайтесь к Коту: kot@radiokot.ru
©2005-2024

Малошумящие низкочастотные усилители

Существует немало усилителей, для которых одним из основных необходимых параметров является требование обеспечить минимальный шум на выходе. Обычно такие схемы используются для усиления сигналов от различных датчиков, а также в приемниках прямого преобразования, где основное усиление осуществляется на низких частотах. Увеличение шумов приводит к невозможности различать слабые сигналы на фоне шума.

Шумы усилителей можно разделить по источнику их возникновения на внешние и внутренние. Внешние попадают на вход усилителя в результате наводок от работающих вблизи мощных устройств, например, радиопередатчиков, электромоторов или же из-за проникновения выходного сигнала схемы на вход через паразитные емкоети в самом корпусе усилителя. И если с помехами и наводками, вызванными внешними причинами, можно бороться с помощью фильтрации сигнала и выполнения удачной конструкции (оптимального расположения элементов и хорошей разводкой проводников, также экранированием схемы), то от шумов, возникающих в процесе усиления сигнала, избавиться гораздо труднее.

Внутренние шумы усилителя возникают при прохождении тока через пассивные и активные элементы схемы.
От построения схемы (схемотехники) также в немалой степени зависят шумовые характеристики. При разработке усилителя, имеющего большое отношение сигнал/шум, кроме оптимального выбора вида схемы, важно правильно подобрать элементную базу и оптимизировать режим работы каскадов.

Выбор компонентов схемы

В реальном усилителе источником внутренних шумов являются:
1) тепловые и токовые шумы резисторов;
2) фликкер-шумы конденсаторов, диодов и стабилитронов;
3) флуктуационные шумы активных элементов (транзисторов);
4) вибрационные и контактные шумы.

Резисторы

Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и токовых шумов.

Тепловые шумы вызваны движением электронов в токопро-водящем веществе, из которого изготовлен резистор (этот шум увеличивается с увеличением температуры). Если на резистор не действует напряжение, то ЭДС шумов на нем (в мкВ) определяется из соотношения:

Eш=0,0125 x f x R,
где f -полоса частот в кГц; R -сопротивление в кОм.

Токовые шумы возникают при протекании через резистор тока. В этом случае шумовое напряжение появляется из-за эффекта флуктуации контактных сопротивлений между проводящими частицами материала. Его величина линейно зависит от приложенного напряжения. Поэтому шумовые свойства резисторов характеризуются уровнем шума, представляющим собой отношение действующего значения переменной составляющей напряжения шумов Em (мкВ) к приложенному напряжению U (В): Em/U.

Частотный спектр обоих видов шумов непрерывный («белый шум»). И если у теплового шума он равномерно распределен до очень высоких частот, то у токового шума начинает спадать уже примерно с 10 МГц.

Общая величина шума пропорциональна квадратному корню сопротивления, поэтому для его уменьшения величину сопротивлений в схеме надо также уменьшать.
Иногда с целью снижения шумов, вызванных резисторами, прибегают к их параллельному (или последовательному) включению, а также устанавливают большей мощности, чем это требуется для работы. Кроме того, можно применять из них те типы, в которых за счет технологии изготовления этот параметр меньше.

У непроволочных резисторов токовые шумы значительно больше тепловых. Общий уровень шума для разных типов резисторов может находиться в диапазоне от 0,1 до 100 мкВ/В.

Для сравнения различных резисторов (постоянных и подстроечных из группы СП) максимальные значения шумов приведены в таблице 1

Тип резисторов Технологическое исполнение Уровень шума, мкВ/В
БЛТ буроуглеродистые 0,5
С2-13 С2-29В металлодиэлектрические 1,0
С2-50 металлодиэлектрические 1,5
МЛТ ОМЛТ С2-23С2-33 металлодиэлектрические 1. 5
С2-26 металлооксидные 0,5
СП3-4
СП3-19
СП3-23
пленочные компазиционные 47. 100
25. 47
25. 47

Таблица 1 — Шумовые свойства резисторов

Как видно из таблицы, подстроенные резисторы значительно больше шумят. По этой причине их лучше применять с небольшими номиналами или же вообще исключить из схемы.
Шумовые свойства резисторов можно использовать для выполнения широкополосного генератора шума.

В качестве рекомендаций по выбору резисторов для сборки малошумящего усилителя можно отметить, что наиболее удобно использовать типы: С2-26, С2-29В, С2-33 и С1-4 (бескорпусное чип-исполнение). В последнее время в продаже появились малошумящие импортные металлодиэлектрические резисторы, по конструкции аналогичные С2-23, но с более низким коэффициентом шума (0,2 мкВ/В).

Существенно снизить шумы у резисторов можно путем их сильного охлаждения, но такой способ слишком дорогой и применяется очень редко.

Конденсаторы

В конденсаторах источником фликкершумов является ток утечки. Наибольшие токи утечки имеют оксидные конденсаторы большой емкости. Причем утечка увеличивается с увеличением емкости и снижается с увеличением допустимого номинального рабочего напряжения.

Справочные данные по наиболее распространенным оксидным конденсаторам приведены в таблице 29.
Наименьшие токи утечки среди полярных конденсаторов имеют: К53-1А, К53-18, К53-16, К52-18, К53-4 и другие.
Оксидные конденсаторы, установленные на входе в качестве разделительных, способны существенно увеличить шумы усилителя. Поэтому желательно избегать их применения, заменяя на пленочные (К10-17, К73-9, К73-17, КМ-6 и др.), хотя это и приведет к существенному увеличению размеров конструкции.

Тип конденсатора
Технология изготовления
Рабочая температура, С
Ток утечки, мкА
К50-6
К50-16
К50-24
алюминиевые оксидно-электролитические
-10. +85
-20. +70
-25. +70
4. 5000
4. 5000
18. 3200
К52-1
К52-2
К52-18
танталовые оксидные объемно-пористые
-60. +85
-50. +155
-60. +155
1,2. 8,5
2. 30
1. 30
К53-1
К53-1А
К53-18
танталовые оксидно-полупроводниковые
-80. +85
-60. +125
-60. +125
2. 5
1. 8
1. 63

Таблица 2 — Справочные параметры конденсаторов

Диоды и стабилитроны

При прямом прохождении тока шумы у диодов минимальны. Наибольший шум обеспечивает ток утечки (при действии обратного напряжения), и чем он будет меньше, тем лучше. Довольно большие шумы у стабилитронов. Это свойство даже иногда используют для выполнения простейших генераторов шума для детских игрушек (имитаторы шума прибоя, звуков костра и др. -Л16, Л17). Для получения максимального шума в таких схемах стабилитроны работают на малых токах (с большим добавочным резистором).

Трнзисторы

В самом транзисторе основными видами шумов являются тепловой и генерационно-рекомбинационный, спектральная плотность мощности которых не зависит от частоты.

Чтобы снизить уровень шума, для работы во входных каскадах у нас в стране обычно применяют малошумящие биполярные транзисторы с нормируемым коэффициентом шума (Кш). Такими являются: (п-р-п) КТ3102Д(Е), КТ342В и (p-n-р) КТ3107Е(Ж, Л) и ряд др. Тут следует отметить, что применение малошумящих высокочастотных биполярных транзисторов в диапазоне низких частот, как правило, бывает нецелесообразно. У таких транзисторов нормируется коэффициент шума только в области высоких частот, а в диапазоне ниже 100 кГц они могут шуметь не меньше любых других. Кроме того, у таких транзисторов возможно проявление склонности к возбуждению (автогенерации).

При необходимости получить большое входное сопротивление во входном каскаде усилителя нередко применяют полевой транзистор КП303В(А). Он изготовлен с затвором на основе р-n перехода (каналом n-типа) и имеет нормируемый коэффициент шума.

Контактные шумы

возникают при некачественной пайке (с нарушением температурного режима) или в местах соединения разъемов. По этой причине не рекомендуется выполнять подключение входных цепей малошумящего усилителя через разъемные соединения. Я также встречался с ситуацией, когда транзисторы после повторной пайки больше шумели в той же самой схеме.

Вибрационные шумы

могут проявляться при эксплуатации устройства на подвижных объектах или в местах с повышенной вибрацией от работающего оборудования. Они возникают из-за передачи механических колебаний на обкладки конденсаторов, между которыми имеется разность потенциалов (так называемый «пьезо-микрофонный эффект»). Это наблюдается даже в малогабаритных керамических конденсаторах (К10, К15 и др.) повышенной емкости (более 0,01 мкФ). Особенно сильно такая помеха может проявляться в разделительных конденсаторах, установленных на входе усилителя. Сигнал помехи при механических вибрациях имеет форму коротких остроконечных импульсов, спектр которых находится в диапазоне низких частот. Для борьбы с такого вида помехами можно применять амортизацию всей конструкции. В оксидных конденсаторах эти помехи не возникают.

При выборе деталей для сборки малошумящей схемы необходимо принимать во внимание их срок изготовления. Производитель гарантирует параметры только в течение определенного срока хранения. Это обычно не более 8. 15 лет. Со временем происходят процессы старения, проявляющиеся в снижении сопротивления изоляции, у конденсаторов уменьшается емкость и возрастают токи утечки. Особенно сильно меняют свои характеристики со временем оксидные конденсаторы. По этой причине лучше, по возможности, избегать их применения в цепях прохождения сигнала.

Высокое усиление без проблем: малошумящий инструментальный усилитель с чувствительностью в единицы нановольт

Создание измерительной системы с чувствительностью в единицы нановольт является очень сложной инженерной задачей. Лучшие из доступных операционных усилителей (ОУ), такие как ультра малошумящий AD797, на частоте 1 кГц позволяют получить напряжение шумов менее 1 нВ/√Гц, однако в полосе частот от 0.1 Гц до 10 Гц природа низкочастотных шумов ограничивает наилучшие достижимые значения уровнем 50 нВ пик-пик. Передискретизация и усреднение выборок могут уменьшить среднеквадратичный вклад от шумов с равномерным спектром за счет более высокой скорости передачи данных и дополнительного потребления мощности, но передискретизация не уменьшит спектральную плотность шума и не окажет никакого влияния на фликкер-шум (1/f). Кроме того, большой коэффициент усиления входной цепи предварительной обработки сигнала, необходимый для исключения шумового вклада последующих каскадов, уменьшает полосу пропускания системы. При отсутствии изоляции любые помехи на шине земли проявятся на выходе, где они могут подавить как слабые внутренние шумы усилителя, так и его входной сигнал. Хороший малошумящий инструментальный усилитель упрощает разработку и конструирование таких систем и уменьшает остаточные ошибки, обусловленные синфазным напряжением, флуктуациями питания и температурным дрейфом.

Малошумящий инструментальный усилитель AD8428 обеспечивает прецизионное усиление с коэффициентом 2000 и имеет все, что необходимо для решения перечисленных проблем. При температурном дрейфе усиления не более 5 ppm/°C, максимальном дрейфе напряжении смещения 0.3 мкВ/°C, минимальном коэффициенте подавления синфазного напряжения 140 дБ на частоте 60 Гц (не более 120 дБ на частоте 50 кГц), коэффициенте подавления пульсаций питания 130 дБ и полосе пропускания 3.5 МГц AD8428 идеально подходит для измерительных систем нижнего уровня. Но самое важное, что равное всего 1.3 нВ/√Гц значение спектральной плотности напряжения собственных шумов усилителя на частоте 1 кГц и лучшие в отрасли шумы 40 нВ пик-пик в полосе частот от 0.1 … 10 Гц, позволяют получить большое отношение сигнал/шум для очень слабых сигналов. Два дополнительных вывода (+FIL, –FIL) дают разработчикам возможность, изменив коэффициент усиления или добавив фильтр, сузить шумовую полосу частот. Кроме того, эти выводы фильтров являются уникальным средством улучшения отношения сигнал/шум.

Использование инструментального усилителя AD8428 для снижения шумов

На Рисунке 1 приведена схемная конфигурация, позволяющая еще больше снизить уровень шумов. Параллельное соединение входов усилителей и выводов фильтров четырех микросхем AD8428 уменьшает шумы в два раза.

Рисунок 1. Схема на четырех инструментальных
усилителях AD8428, снижающая
уровень шумов.

Выходной импеданс схемы будет низким независимо от того, с какого инструментального усилителя взят сигнал. Эту схему можно расширить, чтобы уменьшить шум в корень квадратный раз из числа усилителей.

Как схема снижает шумы

Типичное значение 1.3 нВ/√Гц приведенного к входу напряжения шумов, генерируемого каждым усилителем AD8428, не коррелированно с шумами, производимыми остальными усилителями. Шумы некоррелированных источников складываются на выводах фильтров как корень из суммы квадратов. В то же время входной сигнал имеет положительную корреляцию. Напряжения, возникающие на выводах фильтров каждой микросхемы вследствие прохождения входного сигнала, одинаковы, поэтому параллельное соединение нескольких AD8428 не меняет напряжения в этих точках, и коэффициент усиления остается равным 2000.

Анализ шумов

Следующий анализ упрощенной схемы на Рисунке 2 показывает, что соединенные таким образом два усилителя AD8428 уменьшают шум в √2 раз. Шум каждого усилителя может быть смоделирован напряжением на его входе +IN. Для определения общего шума следует заземлить входы и использовать метод суперпозиции для объединения источников шумов.

Рисунок 2. Упрощенная модель схемы для анализа шумов.

Шум источника en1 приходит на выход предусилителя микросхемы A1 дифференциально усиленным в 200 раз. Для этой части анализа выходы предусилителя микросхемы A2 считаем не содержащими шумов, а его входы заземленными. Резистивный делитель 6 кОм/6 кОм между каждым выходом предусилителя микросхемы A1 и соответствующим выходом предусилителя микросхемы A2 может быть заменен его эквивалентом Тевенина: половиной шумового напряжения предусилителя A1 с последовательным сопротивлением 3 кОм. Это деление и является тем механизмом, который уменьшает шумы. Полный анализ методом узловых потенциалов показывает, что шум en1 усиливается на выходе до уровня 1000 × en1. Исходя из симметрии схемы, естественно заключить, что вклад от en2 будет равен 1000 × en2. Одинаковые и равные en уровни en1 и en2 добавляются как корень из суммы квадратов, в результате чего общий выходной шум равен 1414 × en.

Для того чтобы привести его обратно к входу, необходимо определить величину коэффициента усиления. Предположим, что между выводами +ВХОД и –ВХОД приложен дифференциальный сигнал VIN. Дифференциальное напряжение на выходе первого каскада A1 будет равно VIN × 200. Такие же напряжения возникают и на выходах предварительного усилителя микросхемы A2, поэтому делитель 6 кОм/6 кОм никак не влияет на сигнал, и анализ методом узловых потенциалов показывает, что выходное напряжение равно VIN × 2000. Таким образом, общее напряжение приведенного к входу шума равно en × 1414/2000, или, что тоже, en/√2. Подставив сюда типовое для AD8428 значение плотности шума 1.3 нВ/√Гц, получим, что конфигурация из двух усилителей дает плотность шума порядка 0.92 нВ/√Гц.

При добавлении усилителей меняется импеданс вывода фильтра, что также уменьшает уровень шума. Например, при использовании четырех AD8428 в конфигурации, показанной на Рисунке 1, между выведенным на контакт фильтра резистором 6 кОм и каждым из нешумящих выходов предусилителей оказываются подключенными три резистора по 6 кОм. Это фактически образует резистивный делитель 6 кОм/2 кОм, ослабляющий напряжение шума в четыре раза. Тогда общий шум четырех усилителей, как и предсказывалось, становится равным en/2.

Компромисс между шумами и мощностью

С точки зрения критерия шум/мощность AD8428 отличается очень высокой эффективностью. При плотности входного шума 1.3 нВ/√Гц его ток потребления не превышает 6.8 мА. Для сравнения: малошумящему операционному усилителю AD797 для достижения уровня 0.9 нВ/√Гц потребуется максимальный ток 10.5 мА. Построенному на двух ОУ AD797 и одном маломощном дифференциальном усилителе дискретному инструментальному усилителю с коэффициентом усиления 2000 для получения приведенного к входу напряжения шумов 1.45 нВ/√Гц может потребоваться более 21 мА, которые будут потребляться в основном двумя ОУ и резистором 30.15 Ом.Помимо суммарного тока, потребляемого группой параллельно включенных усилителей, разработчик должен также учитывать их тепловые режимы. Мощность, рассеиваемая внутри одного корпуса AD8428 при питании напряжениями ±5 В, повышает его температуру примерно на 8 °C. Если несколько устройств расположены на плате компактной группой или находятся в замкнутом пространстве корпуса, они могут нагревать друг друга, что потребует при расчете схемы принимать во внимание и тепловые аспекты.

SPICE моделирование

SPICE моделирование, хотя и не должно заменять макетирование, может быть полезным в качестве первого шага для проверки идеи как таковой. Для проверки и имитации работы схемы, состоящей из двух включенных параллельно устройств, использовался симулятор ADIsimPE со SPICE макромоделью AD8428. Показанные на Рисунке 3 результаты демонстрируют ожидаемое поведение схемы: коэффициент усиления 2000 и сниженный на 30% шум.

Рисунок 3. Результаты SPICE моделирования.

Результаты измерений

Рисунок 4. Измеренная спектральная плотность напряжения
шумов схемы, показанной на Рисунке 1.

Полная схема с четырьмя микросхемами AD8428 была проверена в лабораторных условиях. Измеренный приведенный к входу шум имел спектральную плотность 0.7 нВ/√Гц на частоте 1 кГц и уровень 25 нВ пик-пик в диапазоне от 0.1 Гц до 10 Гц. Это меньше шумов многих нановольтметров. Результаты измерений спектральной плотности и пикового напряжения шума представлены на Рисунках 4 и 5, соответственно.

Рисунок 5. Измеренное пиковое напряжение шумов
схемы, показанной на Рисунке 1.

Заключение

Создание устройств с чувствительностью нановольтового уровня является очень сложной задачей, создающей множество проблем при проектировании. Инструментальный усилитель AD8428 обладает всеми характеристиками, необходимыми для реализации высококачественных систем, требующих низких шумов и большого усиления. Более того, его уникальная структура позволяет разработчикам добавить эту необычную схему в свой арсенал нановольтовых технических решений.

Ссылки

  1. MT-047 Tutorial. Op Amp Noise.
  2. MT-048 Tutorial. Op Amp Noise Relationships: 1/f Noise, RMS Noise, and Equivalent Noise Bandwidth.
  3. MT-049 Tutorial. Op Amp Total Output Noise Calculations for Single-Pole System.
  4. MT-050 Tutorial. Op Amp Total Output Noise Calculations for Second-Order System.
  5. MT-065 Tutorial. In-Amp Noise.

Материалы по теме

  1. Datasheet Analog Devices AD797
  2. Datasheet Analog Devices AD8428

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

малошумящего усилителя- 7 советов, которые нужно знать

Захватывающий новый дизайн rf front-end высокопроизводительных радиочастотных (RF) приемопередатчиков обеспечивает лучшую из убедительных технологий. Вообще говоря, если вы планируете улучшить его только за счет увеличения ширины транзистора или напряжения питания, это создаст проблемы проектирования. Вам может понадобиться больший размер печатных плат, и будет больше энергопотребления. В этой статье мы представим советы по конструкции малошумящего усилителя (LNA) для ВЧ-приемников/трансиверов.

Мы поможем вам изготовить печатные платы LNA, которые дают максимальную производительность, работая при низком энергопотреблении.

малошумящего усилителя

Содержание

Глава 1 Конструкция схемы усилителя с низким уровнем шума с низким уровнем шума Глава 2 Рассчитайте коэффициент шума и получите метрики производительности
Глава 3 Использование малошумящего усилителя с низким уровнем шума Глава 4 Использование устройств поверхностного монтажа в печатной плате усилителя с низким уровнем шума
Глава 5 Выберите подходящий материал печатной платы для схемы усилителя с низким уровнем шума Глава 6 Проектирование печатной платы в соответствии с требованиями высокочастотных сигналов
Глава 7 Достижение жесткой схемы согласования импеданса усилителя с низким уровнем шума Глава 8 Резюме

Проектирование схемы усилителя с низким уровнем шума и низким уровнем шума

Было бы полезно, если бы вы придумали инновационные схемы усилителя с низким уровнем шума, чтобы уменьшить его мощность и потребление напряжения. Малошумящий усилитель усиливает мощность сигнала антенны, следя за тем, чтобы шум был меньше. Это обеспечило бы достаточную выгоду, чтобы преодолеть шум следующих этапов.

Как правило, схема LNA имеет блоки согласования входного и выходного импеданса с блоком усиления между ними. Вы должны убедиться, что проверили ограничения усиления вашего rf-интерфейса, а затем соответствующим образом минимизировали коэффициент шума. Например, может быть ограничение, что максимально достижимое усиление составляет 20 дБ при радиочастотной частоте 2,4 ГГц.

Мы бы порекомендовали вам спроектировать линейный усилитель шума с индукторами. Они являются реактивными, и, следовательно, они не будут создавать никакого шума в вашей печатной плате. Это факт, что резонанс LC всегда повышает шумовые характеристики и усиление LNA.

Вычисление коэффициента шума и показателей прироста производительности

Итак, мы только что сказали вам, чтобы сохранить коэффициент шума печатной платы низким. Но как вы можете убедиться, что он низкий? Вам нужно будет вывести формулу, а затем выполнить анализ. Как правило, вы получаете показатель шума и получаете показатели производительности, чтобы проверить активность вашей печатной платы LNA.

Обычно вы можете рассчитать коэффициент усиления любой схемы LNA, выведя формулу, которая включает импеданс нагрузки и эффективную транспроводимость транзисторов. Для показателя шума можно использовать следующую общую формулу для анализа:

Используйте многослойную печатную плату с малошумящего усилителя.

Важно отметить, что малошумящий усилитель PCB будет работать на радиочастоте. Поэтому, если вы будете проектировать 4-слойную компоновку печатной платы, она будет поддерживать постоянную плоскость земли. Это также позволит распределить радиочастотную развязку области питания постоянного тока между двумя основными слоями плоскости земли.

Компоновка печатной платы схемы усилителя с низким уровнем шума требует общей контрольной точки ВЧ. Это точка заземления РЧ для всех радиочастотных сигналов от входного или выходного порта. Добавив общую основу, вы убедитесь, что все точки находятся в одном потенциале.

В 4-слойной конструкции печатной платы можно установить одну плоскость питания, две плоскости земли и один слой трассировки цепи. Кроме того, было бы полезно, если бы вы адекватно спроектировали форму и ширину следов меди. Это уменьшит распределенную индуктивность, емкость и сопротивление в цепи усилителя с низким уровнем шума.

малошумящего усилителя

4-слойная печатная плата также позволит вам получить управляемый размер линии микрополоски. Линия микрополоски представляет собой высокопроводящий металлический бегунок на печатной плате ВЧ диапазона. Вы можете связаться с производителем печатной платы для расчета таких параметров, как диэлектрическая проницаемость, вес меди, данные о материале, толщина сердечника и стандартный стек слоев. Используя эту информацию, вы можете легко сопоставить линию микрополоски с требуемым значением импеданса. Наконец, было бы полезно, если бы вы разработали полные следы смещения, чтобы уменьшить сопротивление пути.

Использование устройств поверхностного монтажа в печатной плате усилителя с низким уровнем шума

Технология поверхностного монтажа — это способ, с помощью которого вы непосредственно монтируете электрические компоненты на печатную плату. Если вы используете устройства поверхностного монтажа, вы получите более короткие медные следы и меньшие размеры печатных плат усилителя шума. И в радиочастотной цепи это уменьшит паразитное сопротивление и емкость.

Кроме того, было бы полезно, если бы вы сохранили соединения между компонентами поверхностного монтажа и заземлением короткими. Он заключается в уменьшении импеданса. Вы также можете сделать это, спроектировав два или три параллельных прохода на плоскости земли.

Другим важным моментом является определение температурного диапазона тестирования вашей схемы усилителя с низким уровнем шума. Компоненты поверхностного монтажа должны работать в этом температурном диапазоне. Кроме того, вы можете использовать банановые разъемы для подключения напряжения смещения, заземления и питания. Для получения радиочастотного подключения вы можете использовать разъемы SMA в печатной плате усилителя с низким уровнем шума. Помимо небольших размеров, они предлагают широкий частотный диапазон и высокую надежность.

Малошумящего усилителя – выберите подходящий материал печатной платы для схемы усилителя с низким уровнем шума

Приемлемый материал печатной платы может помочь в разработке вашего усилителя с низким уровнем шума. Это смягчит уровень тепла на ограничениях усилителя, таких как коэффициент шума и усиление. В целом, выбор печатных плат может внести значительный вклад в максимальный уровень производительности вашей конструкции LNA.

Было бы полезно, если бы вы рассматривали различные свойства материала печатной платы в качестве кандидата на проектирование малошумящего усилителя. Эти параметры включают коэффициент рассеивания (Df), диэлектрическую проницаемость (DK или εr), теплопроводность, температурный коэффициент Dk и допуск на толщину подложки.

Например, вы должны строго регулировать Dk материала печатной платы по всему материалу, чтобы добиться жесткого согласования импеданса. Было бы полезно, если бы у вас часто было так, чтобы поддерживать низкие показатели шума усилителя. Кроме того, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости (Tc Dk) также влияет на эти показатели шума и сети согласования импеданса.

малошумящего усилителя

Малошумящего усилителя – проектирование печатной платы в соответствии с требованиями высокочастотных сигналов

Всегда помните, что вы имеете дело с высокочастотными сигналами в вашей цепи небольшого усилителя шума. Печатная плата будет работать в радиочастотном диапазоне, поэтому вы должны спроектировать ее соответствующим образом. Как мы уже обсуждали, для уменьшения помех необходимо использовать многослойную плату. Шум четырехслойной плиты на 20 дБ меньше, чем у двухпанельной платы с тем же материалом. В то же время, однако, существует также опасение, что производство будет более сложным. Стоимость будет выше, и вам понадобятся экспертные знания для разработки макета печатной платы.

Радиочастотные сигналы в цепи усилителя с низким уровнем шума не должны развивать петлю во время проводки. Если вы не можете избежать этого, вы можете убедиться, что он как можно меньше. Также следует обратить внимание на перекрестные помехи, которые могут развиваться на близком расстоянии до параллельных сигнальных линий. Перекрестные помехи — это нежелательный шумовой сигнал среди радиочастотных сигналов из-за помех близлежащих электромагнитных полей.

Существуют различные методы, позволяющие избежать перекрестных помех. Можно попробовать соединить параллельные линии в один слой в перпендикулярном и разных слоях. Кроме того, вы должны использовать меньшее количество вибраций в конструкции усилителя с низким уровнем шума. Это увеличит скорость и уменьшит количество ошибок данных. Наконец, пожалуйста, держите провода между контактами короче. Это делается для того, чтобы избежать связи с компонентами из-за более длинных проводов радиочастотного сигнала.

Достижение жесткой схемы согласования импеданса вашего малошумящего усилителя

Это помогло бы, если бы вы попытались получить жесткую схему согласования импеданса для вашего усилителя с низким уровнем шума. Он учитывает оптимальные шумовые характеристики, фильтрацию и обеспечивает стабильность ввода и вывода. Пассивные элементы, такие как резисторы, ленточные линии, конденсаторы и индукторы, составляют схему согласования.

Допуски материала печатной платы, такие как толщина меди и допуски по ширине проводника, влияют на эту схему. Если есть какие-либо проблемы, связанные с изготовлением схем, это также повлияет на ваши схемы согласования импеданса. Размер этих допусков зависит от конкретной конструкции системы LNA.

Например, допуск на толщину меди оказывает более значительное влияние на соединительные структуры, такие как копланарные цепи.

С другой стороны, речь идет о влиянии на ширину и толщину проводника контура подложки. Более тонкие каналы отображают более значительную регулировку импеданса, чем более толстые курсы, для увеличения ширины проводника.

Допуск DK является еще одним параметром для печатной платы, который может влиять на ваши сети согласования импеданса, необходимые в конструкциях LNA.

малошумящего усилителя

Сводка

Итак, вот несколько советов, которым вы можете следовать, чтобы правильно спроектировать свою схему усилителя с низким уровнем шума. Вам нужны правильные сети согласования импеданса, материал печатной платы, слои печатной платы, схемы смещения, коэффициент шума и усиление. Вы можете обеспечить качественный дизайн, спроектировав печатную плату усилителя с низким уровнем шума в соответствии с требованиями радиочастотных сигналов.

Если вам нужен правильный поставщик услуг печатной платы. К счастью, существуют различные услуги по производству печатных плат, вы можете связаться с нами, и мы можем предоставить технологии, материалы и качественные услуги. Свяжитесь с нами прямо сейчас.

Hommer Zhao

Привет, я Хоммер, основатель WellPCB. На сегодняшний день у нас более 4000 клиентов по всему миру. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, вы можете связаться со мной. Заранее спасибо.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *