Paano palakihin ang mababang maingay na signal na may amplifier?

Menu ng nilalaman

● Panimula sa Mababang Mga amplifier ng ingay (LNAs)

>> Mga pangunahing pagtutukoy ng mga LNA

● Mga pagsasaalang -alang sa disenyo para sa mga LNA

>> Halimbawa ng disenyo ng LNA

● Praktikal na pagpapatupad: Pagbuo ng isang mababang ingay amplifier

>> Halimbawa ng circuit

● Ang mga pagkakaiba -iba ng mga amplifier para sa pagbawas ng ingay

>> Paano gumagana ang mga pagkakaiba -iba ng mga amplifier

● Mga advanced na pamamaraan para sa pagpapalakas ng signal

>> Ang epekto ng Talbot

● Mga diskarte sa pagbabawas ng ingay

● Konklusyon

● FAQ

>> 1. Ano ang pangunahing layunin ng isang mababang ingay na amplifier?

>> 2. Paano binabawasan ng mga amplifier ng kaugalian ang ingay?

>> 3. Ano ang ginamit na epekto ng Talbot para sa pagpapalakas ng signal?

>> 4. Ano ang mga pangunahing pagtutukoy upang isaalang -alang kapag pumipili ng isang mababang ingay na amplifier?

>> 5. Bakit mahalaga ang pagtutugma ng impedance sa disenyo ng LNA?

● Mga pagsipi:

Ang pagpapalakas ng mababang mga signal ng maingay ay isang kritikal na gawain sa iba't ibang larangan, kabilang ang mga telecommunication, medikal na aparato, at kagamitan sa elektronikong pagsubok. Ang layunin ay upang mapahusay ang signal habang binabawasan ang pagpapakilala ng karagdagang ingay. Ang artikulong ito ay gagabay sa iyo sa proseso ng pagpapalakas ng mga mababang maingay na signal na ginagamit mga amplifier , na nakatuon sa mga pangunahing konsepto, pagsasaalang -alang sa disenyo, at praktikal na pagpapatupad.

Panimula sa Mababang Mga amplifier ng ingay (LNAs)

Ang isang mababang ingay amplifier (LNA) ay isang elektronikong sangkap na idinisenyo upang palakasin ang mga mahina na signal nang hindi makabuluhang nagpapabagal sa ratio ng signal-to-ingay (SNR). Ang mga LNA ay mahalaga sa mga sistema ng komunikasyon sa radyo, mga istasyon ng radio ng amateur, mga instrumento sa medisina, at kagamitan sa elektronikong pagsubok. Karaniwan silang nagbibigay ng isang pakinabang ng lakas na 100 (20 dB) habang pinapanatili ang isang mababang figure ng ingay (NF), na kung saan ay isang sukatan kung gaano kalaki ang isang amplifier ang SNR ng isang signal.

Mga pangunahing pagtutukoy ng mga LNA

- Makakuha: Ang halaga ng pagpapalakas na ibinigay ng LNA. Ang mas mataas na pakinabang ay maaaring palakasin ang mga mahina na signal ngunit maaari ring dagdagan ang ingay.

- Noise Figure (NF): Ang isang sukatan ng kung magkano ang isang amplifier ay nagpapabagal sa SNR. Ang mas mababang mga halaga ng NF ay nagpapahiwatig ng mas mahusay na pagganap.

- Linearity: Ang kakayahan ng amplifier upang mahawakan ang mga malalaking signal nang walang pagbaluktot.

- Pinakamataas na RF input: Ang maximum na lakas ng signal Ang maaaring hawakan ng amplifier nang walang saturation.

Mga pagsasaalang -alang sa disenyo para sa mga LNA

Kapag nagdidisenyo ng isang LNA, maraming mga kadahilanan ang dapat isaalang -alang:

1. Component Selection: Pumili ng mga sangkap na may mababang mga katangian ng ingay, tulad ng junction field-effect transistors (JFET) o high-electron-mobility transistors (HEMTS).

2. Mga Punto ng Operating: I -optimize ang boltahe ng bias para sa pagkakasunud -sunod at mababang pagkonsumo ng kuryente.

3. Pagtutugma ng Impedance: Tiyakin ang tamang pag -input at output na impedance na pagtutugma upang ma -maximize ang kahusayan sa paglilipat ng kuryente.

4. Mga diskarte sa feedback: Gumamit ng negatibong feedback upang patatagin ang pakinabang at pagbutihin ang pagtutugma ng input-output.

Halimbawa ng disenyo ng LNA

Upang mailarawan ang mga konsepto na ito, isaalang -alang ang isang simpleng circuit ng LNA gamit ang isang JFET:

Ang circuit ay karaniwang nagsasama ng isang JFET na may isang feedback risistor upang patatagin ang pakinabang at matiyak ang pagkakasunud -sunod. Ang signal ng input ay inilalapat sa gate ng JFET, at ang output ay kinuha mula sa kanal. Ang wastong pagtutugma ng impedance ay nakamit gamit ang mga LC circuit o mga transformer upang matiyak ang maximum na paglipat ng kuryente.

Praktikal na pagpapatupad: Pagbuo ng isang mababang ingay amplifier

Ang pagtatayo ng isang mababang ingay amplifier ay nagsasangkot ng maraming mga hakbang:

1. Pagpili ng Op-AMP: Pumili ng isang op-amp na may mababang mga katangian ng ingay, tulad ng LM324 o OP07.

2. Disenyo ng Circuit: Gumamit ng isang hindi pagsasaayos ng amplifier para sa pagiging simple at katatagan.

3. Pag-filter: Ipatupad ang mga high-pass at low-pass filter upang tukuyin ang bandwidth at bawasan ang ingay.

Halimbawa ng circuit

Narito ang isang pangunahing circuit para sa isang mababang ingay amplifier na may pag -filter:

Ang circuit ay nagsisimula sa isang high-pass filter upang alisin ang mababang-dalas na ingay, na sinusundan ng isang hindi pag-iikot na yugto ng amplifier upang mapalakas ang signal. Sa wakas, ang isang low-pass filter ay ginagamit upang alisin ang high-frequency na ingay at tukuyin ang output bandwidth.

Ang mga pagkakaiba -iba ng mga amplifier para sa pagbawas ng ingay

Ang mga pagkakaiba-iba ng mga amplifier ay partikular na epektibo sa pagbabawas ng karaniwang ingay ng mode. Pinalaki nila ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang mga signal ng pag -input, na tumutulong sa pag -alis ng panlabas na ingay na elektrikal.

Paano gumagana ang mga pagkakaiba -iba ng mga amplifier

- Prinsipyo: Palakihin ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang signal ng pag -input.

- Pagbabawas ng ingay: Ang ingay ng karaniwang mode ay ibinabawas, na nagreresulta sa isang mas malinis na output.

Ang mga pagkakaiba -iba ng mga amplifier ay karaniwang ginagamit sa mga aparatong medikal, tulad ng mga makina ng ECG, kung saan tinutulungan nila ang paghiwalayin ang mahina na biological signal mula sa panlabas na panghihimasok.

Mga advanced na pamamaraan para sa pagpapalakas ng signal

Ipinakilala ng kamakailang pananaliksik ang mga makabagong pamamaraan para sa pagpapalakas ng mga mahina na signal habang binabawasan ang ingay. Ang isa sa ganitong pamamaraan ay gumagamit ng epekto ng Talbot upang pasimpleng palakasin ang mga optical signal nang hindi pinipigilan ang kanilang mga alon.

Ang epekto ng Talbot

- Prinsipyo: Sinasamantala ang epekto sa pag-imaging sa sarili sa mga optical fibers upang mag-stack ng mga pulso.

- Application: Pinapalakas ang mahina na optical signal habang binabawasan ang ingay.

Ang pamamaraan na ito ay nangangako para sa mga aplikasyon sa mga optical system ng komunikasyon kung saan kritikal ang pagpapalakas ng signal para sa pagpapanatili ng integridad ng data sa mga malalayong distansya.

Mga diskarte sa pagbabawas ng ingay

Bilang karagdagan sa paggamit ng mga mababang amplifier ng ingay at mga amplifier ng pagkakaiba -iba, maraming mga diskarte sa pagbabawas ng ingay ay maaaring magamit:

1. PAGSUSULIT: Gumamit ng mga enclosure ng metal upang protektahan ang circuit mula sa panlabas na panghihimasok sa electromagnetic (EMI).

2. Grounding: Tiyakin ang wastong saligan upang maiwasan ang mga ground loops na maaaring magpakilala ng ingay.

3. Paglalagay ng Component: Madiskarteng lugar ng mga sangkap upang mabawasan ang pagsasama ng electromagnetic sa pagitan nila.

Konklusyon

Ang pagpapalakas ng mababang mga signal ng maingay ay nangangailangan ng maingat na pagsasaalang -alang ng disenyo ng amplifier, pagpili ng sangkap, at mga diskarte sa pag -filter. Sa pamamagitan ng pag -unawa sa mga prinsipyo ng mababang mga amplifier ng ingay at pagpapatupad ng mga advanced na pamamaraan tulad ng pagkakaiba -iba ng pagpapalakas at mga pamamaraan ng pagpapalakas ng pasibo, maaari mong epektibong mapahusay ang mahina na mga signal habang binabawasan ang ingay.

FAQ

1. Ano ang pangunahing layunin ng isang mababang ingay na amplifier?

Ang isang mababang ingay na amplifier ay naglalayong palakasin ang mga mahina na signal nang hindi makabuluhang nagpapabagal sa signal-to-ingay na ratio (SNR).

2. Paano binabawasan ng mga amplifier ng kaugalian ang ingay?

Ang mga pagkakaiba-iba ng mga amplifier ay nagbabawas ng ingay sa pamamagitan ng pagpapalakas ng pagkakaiba sa pagitan ng dalawang mga signal ng pag-input, na epektibong pagbabawas ng mga karaniwang ingay sa mode.

3. Ano ang ginamit na epekto ng Talbot para sa pagpapalakas ng signal?

Ang epekto ng Talbot ay ginagamit upang pasimpleng palakasin ang mahina na mga optical signal sa pamamagitan ng pag -stack ng mga pulses nang hindi pinipigilan ang kanilang mga alon.

4. Ano ang mga pangunahing pagtutukoy upang isaalang -alang kapag pumipili ng isang mababang ingay na amplifier?

Kasama sa mga pangunahing pagtutukoy ang pakinabang, figure figure, linearity, at maximum na RF input.

5. Bakit mahalaga ang pagtutugma ng impedance sa disenyo ng LNA?

Ang pagtutugma ng impedance ay mahalaga para sa pag -maximize ng kahusayan sa paglilipat ng kuryente at pag -minimize ng mga pagmuni -muni na maaaring magpabagal sa signal.

Mga pagsipi:

[1] https://www.youtube.com/watch?v=car8hk_ubjs

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/low-noise_amplifier

[3] https://www.pasternack.com/low-noise-amplifiers-category.aspx

[4] https://www.youtube.com/watch?v=nocp6cz32yo

[5] https://www.conoptics.com/low-noise-amplifier/

.

[7] https://www.everythingrf.com/search/microwave-rf-amplifiers/filters?page=1&country=global&stype=%3BLow+Noise+Amplifier%3B

[8] https://www.youtube.com/watch?v=QYUWPQE0MQ8

[9] https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220202111750.htm

[10] https://electronics.stackexchange.com/questions/690426/what-is-the-point-of-signal-amplification-if-noise-is-also-amplified

[11] https://e2e.ti.com/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/282827/i-want-to-amplify-a-low-frequency-and-low-amplitude-signal-and-am-facing-the-problem-of-noise-and-offset

[12] https://www.open.edu/openlearn/science-maths-technology/an-introduction-electronics/content-section-4.9

[13] https://www.analog.com/en/resources/app-notes/an-940.html

.

[15] https://www.windmill.co.uk/noise.html

[16] https://www.digikey.co.th/th/articles/low-noise-amplifiers-maximize-receiver-sensitivity

[17] https://resource.pcb.cadence.com/blog/2022-how-to-amplify-audio-signals

[18] https://electronics.stackexchange.com/questions/177381/how-to-amplify-a-very-small-signal

[19] https://www.analog.com/en/product-category/low-noise-op-amps-lessthanequalto-10nv.html

[20] https://farran.com/news/introduction-to-low-noise-amplifiers/

[21] https://www.mdpi.com/1424-8220/24/5/1417

[22] https://www.youtube.com/watch?v=l2azk_fwpaq

[23] https://www.alamy.com/stock-photo/low-noise-amplifier.html

[24] https://www.youtube.com/watch?v=wvqcchjh2be

[25] https://www.linkedin.com/advice/0/how-do-you-enhance-audio-video-signals

[26] https://www.analog.com/en/product-category/low-noise-amplifiers.html

[27] https://www.youtube.com/watch?v=uxg5uqjs8gg

[28] https://www.youtube.com/watch?v=2mgkvgywwrk

[29] https://www.multisim.com/content/bflq8sjcfy7hips2wav8ka/low-noise-amplifier/

[30] https://www.ti.com/video/5759962258001

[31] https://dl.acm.org/doi/10.1145/3457682.3457731

[32] https://www.minicircuits.com/webstore/modelsearch.html?model=pma2-123ln5-d%2B

[33] https://www.youtube.com/@lessnoisemoresignalpodcast

[34] https://ijournalse.org/index.php/esj/article/download/51/21

.

[36] https://www.minicircuits.com/pdfs/pma3-24323ln+.pdf

[37] https://www

[38] http://prof.khuisf.ac.ir/images/Uploaded_files/chapter5%20Low%20Noise%20Amplifiers_new%20edition%5B5088715%5D.PDF