PCB Tecnico - Come progettare il piccolo amplificatore di segnale PCB RF?

Come progettare il piccolo amplificatore di segnale PCB RF? L'introduzione è la seguente:

Nei sistemi di comunicazione wireless, il livello del segnale di radiofrequenza che raggiunge il ricevitore è per lo più dell'ordine di microvolt. Pertanto, è necessario amplificare segnali a radiofrequenza debole. Il circuito dell'amplificatore di segnale a radiofrequenza è una parte importante del ricevitore di comunicazione wireless. Nella maggior parte dei casi, il segnale non è di una singola frequenza, ma di un segnale di banda di frequenza che occupa una certa larghezza spettrale. Inoltre, perché nello stesso canale, ci possono essere molti segnali di interferenza che deviano dalla frequenza utile del segnale allo stesso tempo, quindi il circuito di amplificazione del piccolo segnale a radiofrequenza deve avere una funzione di selezione della frequenza oltre alla funzione di amplificazione. I circuiti amplificatori a piccolo segnale RF sono suddivisi in due categorie: circuiti amplificatori a banda stretta e circuiti amplificatori a banda larga. Poiché il circuito amplificatore a banda stretta ha bisogno di amplificare i segnali deboli con una frequenza centrale di centinaia di kilohertz a centinaia di megahertz (o anche pochi gigahertz) e una larghezza di banda di diversi kilohertz a decine di megahertz senza distorsione, non è solo necessario C'è un certo guadagno di tensione e la capacità di selezionare la frequenza è richiesta.

Il circuito dell'amplificatore a banda stretta utilizza dispositivi attivi quali transistor bipolari, tubi di effetto di campo o circuiti integrati a radiofrequenza per fornire il guadagno di tensione e utilizza circuiti risonanti LC, filtri ceramici, filtri a cristalli di quarzo o filtri ad onde acustiche di superficie per raggiungere la selezione di frequenza.

Poiché il circuito dell'amplificatore a banda larga deve amplificare il segnale debole in una banda larga di frequenza da diversi megahertz a diverse centinaia di megahertz (o anche diversi gigahertz) senza distorsione, il circuito di amplificazione deve avere una frequenza di cut-off molto bassa (alcuni richiedono frequenza zero, cioè DC) e una frequenza di cut-off superiore molto alta. Il circuito dell'amplificatore a banda larga utilizza anche transistor, tubi effetto campo o circuiti integrati per fornire il guadagno di tensione. Al fine di ampliare la banda di frequenza di lavoro, non solo i dispositivi attivi devono avere buone caratteristiche ad alta frequenza, ma anche alcune misure di miglioramento saranno adottate nella struttura del circuito, come l'uso di un circuito combinato comune emettitore-base comune e feedback negativo.

Il modello di circuito selettivo dell'amplificatore di frequenza di piccolo segnale RF è composto da componenti attivi dell'amplificatore e rete selettiva di frequenza passiva.

Il dispositivo attivo dell'amplificatore può essere un transistor, un tubo di effetto di campo o un circuito integrato di radiofrequenza e la rete passiva di selezione di frequenza può essere un circuito risonante LC o un filtro di onde acustiche di superficie, un filtro ceramico o un filtro di cristallo. Diversi metodi di combinazione costituiscono una varietà di forme di circuito. Secondo il circuito di risonanza, l'amplificatore attivo è diviso in amplificatore sintonizzato singolo, amplificatore sintonizzato doppio e amplificatore sintonizzato sfalsato; Secondo il metodo di connessione del transistor, l'amplificatore attivo è diviso in base comune, collettore comune, amplificatore singolo sintonizzato dell'emettitore comune, ecc.

Il circuito dell'amplificatore di piccolo segnale RF include i principali indicatori tecnici quali guadagno, passband, selettività, gamma lineare, figura di rumore, isolamento e stabilità. Il piccolo circuito dell'amplificatore di segnale RF richiede la figura a basso rumore, la gamma lineare sufficiente, il guadagno adatto, la corrispondenza dell'impedenza di ingresso / uscita e un buon isolamento tra ingresso / uscita. Nelle apparecchiature di comunicazione mobile, è anche necessario avere una bassa tensione di alimentazione di esercizio e basso consumo energetico. È particolarmente importante sottolineare che tutti questi indicatori sono correlati, o addirittura contraddittori, come guadagno e stabilità, banda passante e selettività, ecc La priorità dovrebbe essere determinata in base alla situazione effettiva di produzione di PCB e dovrebbe essere utilizzato un compromesso nella progettazione. I principi e la considerazione di tutti gli indicatori sono molto importanti.

Il rumore di uscita del piccolo amplificatore di segnale PCB RF proviene dal terminale di ingresso e dal circuito stesso dell'amplificatore. Il livello di rumore generato dall'amplificatore stesso ha un impatto maggiore sul segnale trasmesso, soprattutto sui segnali deboli. Al fine di ridurre il rumore interno del circuito dell'amplificatore, durante la progettazione e la produzione del circuito dell'amplificatore, dovrebbero essere utilizzati componenti di amplificazione a basso rumore e dovrebbero essere selezionati correttamente lo stato di lavoro, la struttura del circuito corretto e il buon layout PCB.