7 советов, которые необходимо знать о конструкции малошумящего усилителя FR

Захватывающий новый радиочастотный интерфейс конструкция высокопроизводительных радиочастотных (РЧ) приемопередатчиков обеспечивает наилучшую технологию убеждения. Вообще говоря, если вы планируете улучшить его только за счет увеличения ширины транзистора или напряжения питания, это создаст проблемы при проектировании. Вам может понадобиться больший размер печатных плат, и будет больше энергопотребление. В этой статье мы познакомим вас с советами по проектированию структуры малошумящего усилителя. (МШУ) для радиочастотных приемников/трансиверов.

Мы поможем вам изготовить печатные платы МШУ, обеспечивающие максимальную производительность при малом энергопотреблении.

Разработка схемы малошумящего усилителя с низким коэффициентом шума

Было бы полезно, если бы вы придумали инновационные схемы усилителя с низким уровнем шума, чтобы уменьшить его потребляемую мощность и напряжение. Малошумящий усилитель усиливает мощность сигнала антенны, одновременно снижая уровень шума. Это обеспечит достаточное усиление, чтобы преодолеть шум следующих каскадов.

Как правило, схема МШУ имеет блоки согласования входного и выходного импеданса с блоком усиления между ними. Вы должны обязательно проверить ограничения усиления вашего ВЧ-интерфейса, а затем соответствующим образом минимизировать коэффициент шума. Например, может существовать ограничение, согласно которому максимально достижимое усиление составляет 20 дБ на радиочастоте 2,4 ГГц.

Мы рекомендуем вам разработать линейный усилитель шума с катушками индуктивности. Они реактивны и поэтому не будут создавать шума на вашей печатной плате. Это факт, что LC-резонанс всегда увеличивает шумовые характеристики и коэффициент усиления LNA.

Рассчитать коэффициент шума и получить показатели производительности

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

Обычно коэффициент усиления любой схемы МШУ можно рассчитать, выведя формулу, включающую импеданс нагрузки и эффективную крутизну транзисторов. Для коэффициента шума можно использовать следующую общую формулу для анализа:

Используйте многослойную плату малошумящего усилителя.

Важно отметить, что печатная плата малошумящего усилителя будет работать на радиочастоте. Следовательно, если вы разработаете 4-слойную компоновку печатной платы, она сохранит постоянную плоскость заземления. Кроме того, это позволит распределенную радиочастотную развязку области питания постоянного тока между двумя основными слоями заземляющего слоя.

Компоновка печатной платы малошумящего усилителя требует наличия общей контрольной точки ВЧ. Это точка радиочастотного заземления для всех радиочастотных сигналов от входного или выходного порта. Добавляя общую основу, вы гарантируете, что все точки имеют одинаковый потенциал.

В 4-слойной печатной плате можно установить одну плоскость питания, две плоскости заземления и один слой трассировки цепи. Кроме того, было бы полезно, если бы вы правильно спроектировали форму и ширину медных дорожек. Это уменьшит распределенную индуктивность, емкость и сопротивление в цепи малошумящего усилителя.

Четырехслойная печатная плата также позволит вам получить управляемый размер микрополосковой линии. Микрополосковая линия представляет собой металлическую дорожку с высокой проводимостью на печатной плате радиочастотного диапазона. Вы можете связаться с производителем печатной платы для расчета таких параметров, как диэлектрическая проницаемость, вес меди, данные о материалах, толщина сердцевины и стандартный набор слоев. Используя эту информацию, вы можете легко согласовать микрополосковую линию с требуемым значением импеданса. Наконец, было бы полезно, если бы вы разработали трассы с полным смещением, чтобы уменьшить сопротивление пути.

Использование устройств для поверхностного монтажа в печатной плате малошумящего усилителя

Технология поверхностного монтажа — это способ монтажа электрических компонентов непосредственно на печатной плате. Если вы используете устройства для поверхностного монтажа, вы получите более короткие медные дорожки и меньшие размеры печатной платы усилителя шума. А в радиочастотной цепи это уменьшит паразитное сопротивление и емкость.

Кроме того, было бы полезно, если бы вы оставили соединения между компонентами поверхностного монтажа и заземлением короткими. Это для уменьшения импеданса. Вы также можете сделать это, разработав два или три параллельных переходных отверстия на плоскости земли.

Еще одним важным моментом является определение диапазона температур тестирования вашей схемы малошумящего усилителя. Компоненты для поверхностного монтажа должны работать в этом диапазоне температур. Кроме того, вы можете использовать разъемы типа «банан» для подключения напряжения смещения, заземления и источника питания. Для получения ВЧ-подключения вы можете использовать разъемы SMA на печатной плате малошумящего усилителя. Помимо небольшого размера, они обеспечивают широкий частотный диапазон и высокую надежность.

Малошумящий усилитель — выберите подходящий материал печатной платы для схемы малошумящего усилителя

Приемлемый материал печатной платы может помочь в разработке малошумящего усилителя. Это уменьшит уровень нагрева на ограничениях усилителя, таких как коэффициент шума и коэффициент усиления. В целом, выбор печатной платы может внести значительный вклад в достижение максимального уровня производительности вашей конструкции МШУ.

Будет полезно, если вы рассмотрите различные свойства материалов печатной платы в качестве кандидата на разработку малошумящего усилителя. Эти параметры включают коэффициент рассеяния (Df), диэлектрическую проницаемость (DK или εr), теплопроводность, температурный коэффициент Dk и допуск по толщине подложки.

Например, вы должны строго регулировать Dk материала печатной платы по всему материалу, чтобы добиться жесткого согласования импеданса. Было бы полезно, если бы он у вас был часто, чтобы поддерживать низкий уровень шума усилителя. Кроме того, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости (Tc Dk) также влияет на эти коэффициенты шума и схемы согласования импеданса.

Малошумящий усилитель — спроектируйте свою печатную плату в соответствии с требованиями к высокочастотным сигналам

Всегда помните, что вы имеете дело с высокочастотными сигналами в схеме малогабаритного 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 платы на 20 дБ меньше, чем у двухслойной платы из того же материала. В то же время, однако, есть и опасения, что производство будет более сложным. Стоимость будет выше, и вам потребуются специальные знания для разработки топологии печатной платы.

Радиочастотные сигналы в цепи малошумящего усилителя не должны образовывать петлю при подключении. Если вы не можете избежать этого, вы можете сделать его как можно меньше. Также следует обратить внимание на перекрестные помехи, которые могут развиваться на близком расстоянии от параллельных сигнальных линий. Перекрёстные помехи – это нежелательный шумовой сигнал среди РЧ-сигналов из-за интерференции близлежащих электромагнитных полей.

Существуют различные методы предотвращения перекрестных помех. Можно попробовать соединить параллельные линии в одном слое и перпендикулярные в разных слоях. Кроме того, вам следует использовать меньшее количество переходных отверстий в конструкции малошумящего усилителя. Это увеличит скорость и уменьшит количество ошибок в данных. Наконец, сделайте провода между контактами короче. Это делается для того, чтобы избежать связи с компонентами из-за более длинных проводов радиочастотного сигнала.

Создайте жесткую схему согласования импеданса вашего малошумящего усилителя

Было бы полезно, если бы вы попытались получить жесткую схему согласования импеданса для вашего малошумящего усилителя. Он учитывает оптимальные шумовые характеристики, фильтрацию и обеспечивает стабильность входа и выхода. Пассивные элементы, такие как резисторы, полосковые линии, конденсаторы и катушки индуктивности, составляют согласующую цепь.

На эту схему влияют допуски на материалы печатных плат, такие как допуски на толщину меди и ширину проводника. Если есть какие-либо проблемы, связанные с изготовлением схемы, это также повлияет на ваши схемы согласования импеданса. Размер этих допусков зависит от конкретной конструкции системы МШУ.

Например, допуск по толщине меди оказывает более существенное влияние на соединительные структуры, такие как копланарные цепи.

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

Допуск DK — это еще один параметр для печатной платы, который может повлиять на схемы согласования импеданса, требуемые в конструкциях МШУ.

Обзор

Итак, вот несколько советов, которым вы можете следовать, чтобы правильно спроектировать схему малошумящего усилителя. Вам нужны правильные цепи согласования импеданса, материал печатной платы, слои печатной платы, схемы смещения, коэффициент шума и коэффициент усиления. Вы можете обеспечить качественный дизайн, разработав печатную плату малошумящего усилителя в соответствии с требованиями к радиочастотным сигналам.

Если вам нужен правильный поставщик услуг печатных плат. 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 сейчас.