Что такое усилитель радиочастот?

Что такое усилитель радиочастот?

«RF» в усилителе радиочастот означает «радиочастота» и относится к высокой частоте, используемой в мобильных беспроводных средствах связи, таких как радиоприемники и смартфоны.

В обычных усилителях входное напряжение или ток усиливаются и выводятся, но в случае усилителей радиочастот вместо этой функции используется смещение постоянного тока для усиления высокочастотных сигналов мощности за счет усиления усилителя относительно входной мощности. Следовательно, мощность для смещения постоянного тока может использоваться для усиления высокочастотной мощности с относительно высокой эффективностью без потери мощности смещения постоянного тока.

Следует отметить, что электрические характеристики, требуемые для усилителей ВЧ, то есть тип усилителя, различаются в зависимости от того, используются ли они для приемных или передающих цепей.

Усилители ВЧ характеризуются способностью усиливать и преобразовывать мощность постоянного тока в высокочастотную мощность без потери мощности постоянного тока и считаются высокоэффективными усилителями ВЧ. Тип различается в зависимости от того, используется ли он для приемных или передающих цепей.

Применение усилителей ВЧ

Радиочастотные схемы связи делятся на блоки для приема и передачи, а тип радиочастотного усилителя обычно различается в зависимости от того, используется ли он для приема или передачи.

Усилители ВЧ, используемые на передающей стороне, называются усилителями мощности (PA), которые требуют высокого усиления. Из-за большого количества обрабатываемой мощности важно иметь низкое энергопотребление, т. е. высокую эффективность усилителя, чтобы поддерживать надежность путем подавления тепловыделения и потребления энергии батареи. Кроме того, в зависимости от применения, сам усилитель должен иметь достаточную линейность, чтобы предотвратить искажение сигнала.

С другой стороны, усилители ВЧ, используемые для приема, называются малошумящими усилителями (LNA). Они характеризуются низким уровнем шума (NF), создаваемого самим усилителем, чтобы не допустить затопления сигнала шумом и поддерживать качество связи за счет повышения чувствительности приема во время связи.

Принцип усилителя ВЧ

Si MOSFET, SiGe биполярные транзисторы, HBT и HEMT, использующие составные полупроводники, такие как кристаллы GaAs и GaN, используются в качестве полупроводниковых приборов для усилителей ВЧ. Важно выбрать оптимальный полупроводниковый прибор в соответствии с максимальной выходной мощностью, коэффициентом усиления, эффективностью, линейностью и коэффициентом шума усилителя ВЧ.

В зависимости от частоты РЧ частотная характеристика, называемая частотой среза (fT), может быть недостаточной для получения достаточного усиления. Поэтому автономная частотная характеристика, определяемая структурой полупроводникового прибора, является очень важным фактором при построении усилителя РЧ.

Характеристики усилителя определяются путем подачи желаемого смещения постоянного тока на усилительное устройство и оптимальной настройки входных и выходных линий нагрузки усилителя. В дополнение к настройке импеданса основной частоты важна также настройка гармонического импеданса, и вместе со смещением можно установить различные рабочие классы (класс A, класс C, класс F и т. д.).

Другая информация о усилителях RF

Характеристики усилителя RF

Характеристики усилителя RF включают компрессию 1 дБ, усиление и коэффициент шума. В кривых усиления и мощности компрессия 1 дБ используется как мера максимального количества выходной мощности с усилением 1 дБ, подавленным из-за работы насыщения усилителя.

Поскольку на стороне передачи требуется большая выходная мощность, принято выбирать усилитель с большой областью компрессии 1 дБ и использовать его до ее верхнего предела. Усилитель RF может выражать свою частотную характеристику через усиление, которое является отношением мощности между входом и выходом, а его производительность оценивается по тому, что он находится в фиксированном диапазоне частот. Чем выше усиление, тем лучше.

Более высокое усиление желательно, но следует соблюдать осторожность, поскольку это компромисс между потребляемой мощностью и шумом. Коэффициент шума выражает степень, в которой ухудшается отношение сигнал/шум. При выборе усилителя ВЧ для приемной стороны выбирайте малый коэффициент шума.