高(gao)性能射(she)頻(pin) (RF) 收(shou)發(fa)器(qi)令(ling)人興奮的(de)全(quan)新 RF 前(qian)端(duan)設計確(que)保(bao)了(le)最(zui)佳的說服技術(shu)。壹般來說，如(ru)果只(zhi)打(da)算通過增加(jia)晶體(ti)管(guan)寬(kuan)度或(huo)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)來改(gai)進它，就會產生設計問(wen)題。您可(ke)能需(xu)要更大(da)尺寸的 PCB，並且(qie)會有(you)更多(duo)的(de)功(gong)耗(hao)。在(zai)本文中(zhong)，我們將介(jie)紹 用(yong)於(yu) RF 接(jie)收(shou)器(qi)/收(shou)發(fa)器(qi)的低(di)噪聲放大(da)器(qi)(LNA)設計結(jie)構的(de)技巧。

我們將幫助您生(sheng)產 LNA PCB，通過在(zai)低(di)功(gong)耗(hao)下運行(xing)來提(ti)供最大(da)性能。

設(she)計具(ju)有低(di)噪聲系數(shu)的(de)低(di)噪聲放大(da)器(qi)電(dian)路

如(ru)果您想(xiang)出(chu)創新的低(di)噪聲放大(da)器(qi)原理圖(tu)來降低(di)其(qi)功(gong)耗(hao)和(he)電(dian)壓(ya)消(xiao)耗(hao)，那(na)將會有所幫助。低(di)噪聲放大(da)器(qi)可(ke)放大(da)天線(xian)的信號功率，同時(shi)確保(bao)噪聲較(jiao)小(xiao)。它將提供足(zu)夠(gou)的增益來克服下壹級的(de)噪聲。

通常(chang)，LNA 原理圖(tu)具(ju)有輸(shu)入和(he)輸(shu)出(chu)阻抗(kang)匹(pi)配塊，它們之間(jian)有壹個(ge)放(fang)大(da)塊。您應(ying)該確(que)保(bao)檢(jian)查(zha)射(she)頻(pin)前(qian)端(duan)的增益限(xian)制(zhi)，然(ran)後(hou)相應地最小(xiao)化(hua)噪聲系數(shu)。例如(ru)，可(ke)能存(cun)在(zai)壹個(ge)限(xian)制(zhi)，即(ji)在(zai) 2.4 GHz 射(she)頻(pin)下可(ke)實現(xian)的最(zui)大(da)增益為(wei) 20 dB。

我們建議(yi)您設(she)計帶(dai)有電(dian)感器(qi)的線(xian)性噪聲放大(da)器(qi)。它們是反(fan)應性(xing)的，因此(ci)它們不會(hui)在您的(de) PCB 中產生任何噪音(yin)。事(shi)實上，LC 諧振(zhen)總是會(hui)增強 LNA 的噪聲性能和(he)增益。

計算噪聲系數(shu)和(he)增益性(xing)能指(zhi)標

所以，我們剛剛告訴妳(ni)保(bao)持(chi) PCB 的(de)低(di)噪聲系數(shu)。但(dan)是妳(ni)怎麽(me)能確(que)保(bao)它是低(di)的(de)呢？您需(xu)要推導出(chu)公式(shi)，然(ran)後(hou)進(jin)行(xing)分析(xi)。通常(chang)，您將獲得噪聲系數(shu)並獲得性(xing)能指(zhi)標以檢查(zha)您的(de) LNA PCB 活動。

通常(chang)，您可(ke)以通過推導出(chu)包含(han)負(fu)載阻抗(kang)和(he)晶(jing)體(ti)管(guan)有(you)效跨導的(de)公式(shi)來計算任何 LNA 電(dian)路的(de)增益。對(dui)於(yu)噪聲系數(shu)，您可(ke)以使(shi)用(yong)以下通用(yong)公式(shi)進(jin)行(xing)分析(xi)：

使(shi)用(yong)多(duo)層低(di)噪聲放大(da)器(qi) PCB。

需(xu)要註意(yi)的(de)是，低(di)噪聲放大(da)器(qi) PCB 將在射(she)頻(pin)下工(gong)作。因此(ci)，如(ru)果您將設計 4 層PCB 布局，它將保(bao)持(chi)恒定的(de)接(jie)地平面。它將進壹步允許兩(liang)個(ge)主(zhu)要(yao)接(jie)地層之間(jian)的(de)直(zhi)流電(dian)源(yuan)區(qu)域的分布式(shi)射(she)頻(pin)去(qu)耦。

低(di)噪聲放大(da)器(qi)電(dian)路原(yuan)理圖(tu)的(de) PCB 布局需(xu)要壹個(ge)公共 RF 參(can)考點(dian)。它是來自(zi)輸(shu)入或(huo)輸(shu)出(chu)端口的(de)所有射(she)頻(pin)信號的射(she)頻(pin)接(jie)地點。通過添(tian)加(jia)壹個(ge)共(gong)同(tong)點(dian)，您將確保(bao)所有點(dian)都(dou)處(chu)於(yu)相同的電(dian)位。

在(zai) 4 層 PCB 設計中(zhong)，您可(ke)以設置壹個(ge)電(dian)源(yuan)平面、兩個(ge)接(jie)地平面和壹個(ge)電(dian)路走(zou)線(xian)層。此外，如(ru)果您充(chong)分設(she)計了(le)銅(tong)跡線(xian)的形(xing)狀(zhuang)和(he)寬度，這(zhe)將有所幫助。它將降低(di)低(di)噪聲放大(da)器(qi)電(dian)路中(zhong)的分(fen)布電(dian)感、電(dian)容和(he)電(dian)阻。

4 層 PCB 還可(ke)以讓您獲(huo)得可(ke)管(guan)理的(de)微(wei)帶線(xian)尺寸。微帶(dai)線(xian)是射(she)頻(pin)範(fan)圍(wei) PCB 上的高(gao)導電(dian)金屬流(liu)道。您可(ke)以聯系PCB 制(zhi)造(zao)商(shang)計算介(jie)電(dian)常(chang)數、銅(tong)重量、材料(liao)數據(ju)、核心(xin)厚(hou)度和(he)標準層堆(dui)疊(die)等參(can)數(shu)。使(shi)用(yong)此(ci)信息，您可(ke)以毫不(bu)費力(li)地將微帶線(xian)與所需(xu)的阻抗(kang)值(zhi)匹(pi)配。最後(hou)，如(ru)果您設(she)計完(wan)整(zheng)的(de)偏置走(zou)線(xian)以降低(di)路(lu)徑電(dian)阻，這(zhe)將有所幫助。

在低(di)噪聲放大(da)器(qi) PCB 中使(shi)用(yong)表(biao)面(mian)貼裝器(qi)件

表(biao)面貼裝技術(shu)是(shi)將電(dian)子(zi)元(yuan)件直(zhi)接(jie)安裝在印(yin)刷(shua)電(dian)路板(ban)上的壹種方式(shi)。如(ru)果您使(shi)用(yong)表(biao)面(mian)貼裝器(qi)件，您將獲得更(geng)短(duan)的銅(tong)跡線(xian)和更(geng)小(xiao)的(de)噪聲放大(da)器(qi) PCB 尺寸。而且(qie)，在射(she)頻(pin)電(dian)路中(zhong)，它會降低(di)寄(ji)生(sheng)電(dian)阻和(he)電(dian)容。

此(ci)外，如(ru)果您保(bao)持(chi)表(biao)面貼裝組(zu)件和(he)接(jie)地之間的連(lian)接(jie)短，它會有所幫助。這是(shi)為(wei)了(le)降低(di)阻(zu)抗(kang)。您也(ye)可(ke)以通過在(zai)接(jie)地平面上設計兩(liang)個(ge)或(huo)三(san)個(ge)平(ping)行(xing)過孔(kong)來實(shi)現(xian)。  

另壹個(ge)關鍵點是(shi)定義低(di)噪聲放大(da)器(qi)電(dian)路的(de)測(ce)試溫(wen)度範(fan)圍(wei)。您的(de)表面(mian)貼裝元(yuan)件必(bi)須(xu)能夠(gou)在(zai)此溫(wen)度範(fan)圍(wei)內工(gong)作。此外，您可(ke)以使(shi)用(yong)香(xiang)蕉(jiao)插孔(kong)進行(xing)偏置電(dian)壓(ya)、接(jie)地和電(dian)源(yuan)連(lian)接(jie)。為(wei)了(le)獲(huo)得射(she)頻(pin)連(lian)接(jie)，您可(ke)以在低(di)噪聲放大(da)器(qi) PCB 中使(shi)用(yong) SMA 連(lian)接(jie)器(qi)。除了(le)體(ti)積小(xiao)之(zhi)外，它們還提供寬頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)和高(gao)可(ke)靠性。

低(di)噪聲放大(da)器(qi)——為(wei)低(di)噪聲放大(da)器(qi)電(dian)路選擇合適(shi)的(de) PCB 材料(liao)

可(ke)接(jie)受(shou)的(de)PCB 材料(liao)有助於(yu)設計您的(de)低(di)噪聲放大(da)器(qi)。它將減輕放(fang)大(da)器(qi)限制(zhi)（例如(ru)噪聲系數(shu)和(he)增益）的(de)熱(re)量水(shui)平(ping)。總之，PCB選擇可(ke)以對 LNA 設(she)計的(de)最終(zhong)性(xing)能水(shui)平(ping)做(zuo)出(chu)重大(da)貢獻(xian)。

如(ru)果您將各(ge)種 PCB 材料(liao)特(te)性視(shi)為(wei)低(di)噪聲放大(da)器(qi)的設(she)計候選，那將會有所幫助。這些(xie)參數包括(kuo)耗(hao)散(san)因數(shu) (Df)、介(jie)電(dian)常(chang)數（DK 或(huo) εr）、熱導率、Dk 的溫(wen)度系(xi)數和(he)基(ji)板厚(hou)度公差(cha)。

例如(ru)，您應(ying)該在(zai)整(zheng)個(ge)材料(liao)中嚴(yan)格調(tiao)節(jie) PCB 材料(liao)的 Dk，以實現(xian)剛性(xing)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配。如(ru)果您經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)它來保(bao)持(chi)低(di)放(fang)大(da)器(qi)噪聲系數(shu)會(hui)有所幫助。此外，介(jie)電(dian)常(chang)數 (Tc Dk) 溫(wen)度系(xi)數也(ye)會影(ying)響(xiang)這些(xie)噪聲系數(shu)和(he)阻抗(kang)匹(pi)配網絡(luo)。

低(di)噪聲放大(da)器(qi)——根據(ju)高(gao)頻信號的要求設(she)計您的(de) PCB

永遠(yuan)記住(zhu)，您正(zheng)在處(chu)理小(xiao)噪聲放大(da)器(qi)電(dian)路中(zhong)的高(gao)頻信號。PCB 將在射(she)頻(pin)範(fan)圍(wei)內工(gong)作，因此(ci)您必(bi)須(xu)相應地對其(qi)進(jin)行(xing)設計。正(zheng)如(ru)我們已經(jing)討(tao)論過的，必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)多(duo)層板來減(jian)少(shao)幹(gan)擾。四層板的(de)噪音(yin)比(bi)相同材料(liao)的雙(shuang)面(mian)板小(xiao)20分(fen)貝(bei)。然而，與此(ci)同(tong)時(shi)，也(ye)有人擔心(xin)生(sheng)產會更加(jia)復雜(za)。成(cheng)本(ben)會(hui)更(geng)高(gao)，而且(qie)您需(xu)要專業知識來設(she)計 PCB 布局。

低(di)噪聲放大(da)器(qi)電(dian)路中(zhong)的射(she)頻(pin)信號在接(jie)線(xian)時(shi)不得形(xing)成(cheng)回路。如(ru)果妳(ni)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)它，妳(ni)可(ke)以確保(bao)它盡可(ke)能地小(xiao)。您還應該註(zhu)意串(chuan)擾(rao)，它會在靠(kao)近平(ping)行(xing)信號線(xian)的地方產生。由(you)於(yu)附近電(dian)磁(ci)場(chang)的(de)幹(gan)擾，串(chuan)擾(rao)是射(she)頻(pin)信號中不受(shou)歡(huan)迎(ying)的噪聲信號。

有不同的方法(fa)可(ke)以避(bi)免(mian)串(chuan)擾(rao)。您可(ke)以嘗試(shi)將壹層中的(de)平(ping)行(xing)線(xian)垂直(zhi)和不(bu)同(tong)的(de)層連(lian)接(jie)起來。此(ci)外，您應(ying)該在(zai)低(di)噪聲放大(da)器(qi)設計中(zhong)使(shi)用(yong)較(jiao)少(shao)數量(liang)的過孔(kong)。它將提高(gao)速(su)度並減少(shao)數據(ju)錯(cuo)誤。最後，請保(bao)持(chi)引(yin)腳之間的電(dian)線(xian)較(jiao)短(duan)。避(bi)免(mian)因射(she)頻(pin)信號引線(xian)較(jiao)長而與元(yuan)器(qi)件耦(ou)合。

實現(xian)低(di)噪聲放大(da)器(qi)的剛性(xing)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配電(dian)路

如(ru)果您嘗試(shi)為(wei)低(di)噪聲放大(da)器(qi)獲得剛性(xing)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配電(dian)路，這(zhe)會有(you)所幫助。它考慮(lv)了(le)最(zui)佳噪聲性能、過(guo)濾(lv)並提供輸(shu)入和(he)輸(shu)出(chu)穩(wen)定性。電(dian)阻器(qi)、帶狀(zhuang)線(xian)、電(dian)容器(qi)和電(dian)感器(qi)等無(wu)源(yuan)元(yuan)件構成(cheng)匹配電(dian)路。

PCB 材料(liao)公差(cha)（例如(ru)銅(tong)厚(hou)度和(he)導體(ti)寬度公差(cha)）會影(ying)響(xiang)該電(dian)路。如(ru)果有(you)任何與(yu)電(dian)路制(zhi)造(zao)相關的問(wen)題，它也(ye)會影(ying)響(xiang)您的(de)阻抗(kang)匹(pi)配電(dian)路。這(zhe)些(xie)容差(cha)的大(da)小(xiao)取(qu)決(jue)於(yu) LNA 系統(tong)的具(ju)體(ti)設計。

例如(ru)，銅(tong)厚(hou)容差(cha)對耦(ou)合結(jie)構（如(ru)共(gong)面電(dian)路）的(de)影(ying)響(xiang)更為(wei)顯著(zhe)。

另(ling)壹方面(mian)，關註對基(ji)板的電(dian)路導(dao)體(ti)寬度和(he)厚(hou)度的(de)影(ying)響(xiang)。對於(yu)導體(ti)寬度的(de)增加(jia)，較(jiao)薄(bo)的通道比(bi)較(jiao)厚(hou)的通道顯示(shi)出(chu)更顯著(zhe)的(de)阻(zu)抗(kang)調(tiao)整(zheng)。

DK 容差(cha)是 PCB 的(de)另(ling)壹個(ge)參(can)數(shu)，它可(ke)能會(hui)影(ying)響(xiang) LNA 設計中(zhong)所需(xu)的阻抗(kang)匹(pi)配網絡(luo)。

概(gai)括(kuo)

因此(ci)，您可(ke)以遵循(xun)這(zhe)些(xie)技巧來正(zheng)確設(she)計低(di)噪聲放大(da)器(qi)電(dian)路。您需(xu)要正(zheng)確的(de)阻抗(kang)匹(pi)配網絡(luo)、PCB 材料(liao)、PCB 層、偏置電(dian)路、噪聲系數(shu)和(he)增益。您可(ke)以根據(ju)射(she)頻(pin)頻(pin)率(lv)信號要求設(she)計低(di)噪聲放大(da)器(qi) PCB，從而確保(bao)設(she)計質(zhi)量(liang)。

如(ru)果您需(xu)要正(zheng)確的(de) PCB 服務(wu)提供商(shang)。值(zhi)得慶(qing)幸(xing)的是，有各(ge)種PCB制(zhi)造(zao)服(fu)務(wu)，您可(ke)以聯系我們，我們可(ke)以提供技術(shu)、材料(liao)和優(you)質(zhi)的(de)服(fu)務(wu)。現(xian)在聯系我們。