انتشارات کاذب در تقویت کننده های RF می تواند نگرانی قابل توجهی برای بسیاری از کاربردها از جمله سیستم های ارتباطی بی سیم، رادار و تجهیزات آزمایشی باشد. به عنوان یک تامین کننده تقویت کننده RF، ما اهمیت به حداقل رساندن این سیگنال های ناخواسته را برای اطمینان از عملکرد بهینه سیستم های RF شما درک می کنیم. در این پست وبلاگ، استراتژیها و تکنیکهای مختلف برای سرکوب انتشارات جعلی در تقویتکننده RF را بررسی خواهیم کرد.
درک انتشارات جعلی
انتشارات کاذب سیگنال های ناخواسته ای هستند که توسط یک تقویت کننده RF خارج از باند فرکانس کاری مورد نظر تولید می شوند. این انتشارات می تواند توسط عوامل مختلفی از جمله غیر خطی بودن در دستگاه های فعال تقویت کننده (مانند ترانزیستورها)، عناصر انگلی در طرح مدار و برهمکنش بین اجزای مختلف ایجاد شود.
انتشارات کاذب می توانند با سایر سیستم های ارتباطی که در همان محدوده فرکانس کار می کنند تداخل داشته باشند و منجر به کاهش کیفیت سیگنال، افزایش نرخ خطا و مشکلات بالقوه انطباق با مقررات شود. بنابراین، اتخاذ اقداماتی برای سرکوب این انتشارات بسیار مهم است.
ملاحظات طراحی مدار
انتخاب جزء
انتخاب اجزای یک تقویت کننده RF می تواند تأثیر قابل توجهی بر انتشارات کاذب داشته باشد. دستگاه های فعال با کیفیت بالا با ویژگی های غیر خطی پایین باید انتخاب شوند. به عنوان مثال، ترانزیستورهای مدرن نیترید گالیوم (GaN) خطی بودن و کارایی بسیار خوبی را در مقایسه با ترانزیستورهای مبتنی بر سیلیکون سنتی ارائه می دهند که می تواند به کاهش انتشارات کاذب کمک کند.
اجزای غیرفعال مانند مقاومت ها، خازن ها و سلف ها نیز باید با دقت انتخاب شوند. اجزای کم تلفات و Q بالا می توانند رزونانس های ناخواسته و اثرات انگلی را که ممکن است به انتشار کاذب کمک کنند، به حداقل برسانند.
بهینه سازی چیدمان
طرح فیزیکی مدار تقویت کننده RF یکی دیگر از عوامل مهم است. برای کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI) باید از تکنیک های زمین و محافظ مناسب استفاده کرد. صفحات زمین باید به گونه ای طراحی شوند که مسیری با امپدانس کم برای جریان های برگشتی فراهم کنند و قطعات باید به گونه ای قرار گیرند که جفت شدن بین قسمت های مختلف مدار به حداقل برسد.
به عنوان مثال، دور نگه داشتن ردهای حساس RF از خطوط برق و سیگنال های دیجیتال می تواند از گفتگوی متقابل و تولید سیگنال های جعلی جلوگیری کند. علاوه بر این، استفاده از خطوط انتقال RF مناسب، مانند میکرواستریپ یا استریپ لاین، می تواند به حفظ یکپارچگی سیگنال و کاهش تلفات تشعشع کمک کند.
تکنیک های فیلترینگ
فیلترهای ورودی و خروجی
یکی از موثرترین راهها برای جلوگیری از انتشار کاذب، استفاده از فیلترها در ورودی و خروجی تقویتکننده RF است. فیلترهای باند گذر را می توان به گونه ای طراحی کرد که تنها به باند فرکانسی مورد نظر اجازه عبور دهد و در عین حال سیگنال های خارج از این باند را تضعیف کند.
به عنوان مثال، بسته به نیازهای خاص برنامه، می توان از فیلتر Chebyshev یا Butterworth استفاده کرد. این فیلترها را می توان با استفاده از اجزای مجزا یا مدارهای مجتمع، بسته به پیچیدگی طراحی و الزامات عملکرد، پیاده سازی کرد.
فیلترهای هارمونیک
هارمونیک ها نوع رایج انتشار کاذب هستند. فیلترهای هارمونیک برای هدف قرار دادن و تضعیف فرکانس های هارمونیک سیگنال اصلی طراحی شده اند. به عنوان مثال، یک فیلتر هارمونیک دوم می تواند برای کاهش جزء هارمونیک مرتبه دوم سیگنال خروجی استفاده شود.
این فیلترها را می توان با استفاده از مدارهای تشدید ال سی (سلف - خازن) یا انواع دیگر توپولوژی فیلترها پیاده سازی کرد. با سرکوب هارمونیک ها، سطح انتشار کاذب کلی تقویت کننده RF می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد.
بازخورد و تکنیک های خطی سازی
بازخورد منفی
بازخورد منفی یک تکنیک پرکاربرد در طراحی تقویت کننده RF برای بهبود خطی بودن و کاهش انتشارات کاذب است. با برگشت بخشی از سیگنال خروجی به ورودی با وارونگی فاز، غیر خطی بودن تقویت کننده را می توان جبران کرد.
به عنوان مثال، در یک تقویت کننده ولتاژ - فیدبک، ولتاژ خروجی با ولتاژ مرجع مقایسه می شود و از اختلاف برای تنظیم سیگنال ورودی استفاده می شود. این کمک می کند تا تقویت کننده در یک منطقه خطی تر کار کند و تولید سیگنال های جعلی را کاهش می دهد.
پیش اعوجاج
Predistortion یکی دیگر از تکنیک های خطی سازی پیشرفته است. این شامل اعمال یک پیش اعوجاج به سیگنال ورودی است که ماهیت آن برخلاف غیر خطی بودن تقویت کننده است. سپس این سیگنال از پیش تحریف شده تقویت می شود و سیگنال خروجی به دست آمده خطی تر است.
دو نوع اصلی پیش اعوجاج وجود دارد: آنالوگ و دیجیتال. پیش اعوجاج آنالوگ از مدارهای آنالوگ برای تولید سیگنال از پیش تحریف شده استفاده می کند، در حالی که پیش اعوجاج دیجیتال از تکنیک های پردازش سیگنال دیجیتال استفاده می کند. پیش اعوجاج دیجیتال انعطاف و دقت بیشتری را در جبران غیرخطی های تقویت کننده ارائه می دهد و می تواند در سرکوب انتشارات کاذب بسیار موثر باشد.
مدیریت نیرو
سوگیری مناسب
بایاس دستگاه های فعال در تقویت کننده RF برای عملکرد آن و سرکوب انتشارات کاذب بسیار مهم است. بایاسینگ نادرست می تواند منجر به افزایش غیر خطی بودن و تولید سیگنال های جعلی شود.
ولتاژ و جریان بایاس باید به دقت تنظیم شوند تا اطمینان حاصل شود که دستگاه های فعال در منطقه خطی بهینه خود کار می کنند. این ممکن است به استفاده از مدارهای بایاس نیاز داشته باشد که می تواند تغییرات دما و سایر عوامل محیطی را جبران کند.
جداسازی منبع تغذیه
سر و صدای منبع تغذیه نیز می تواند به انتشار کاذب در تقویت کننده RF کمک کند. خازن های جداکننده باید برای فیلتر کردن نویز فرکانس بالا از منبع تغذیه استفاده شوند. این خازنها معمولاً در نزدیکی دستگاههای فعال قرار میگیرند تا منبع شارژ محلی را فراهم کنند و ریپل منبع تغذیه را کاهش دهند.
تست و تایید
هنگامی که تقویت کننده RF طراحی و ساخته شد، آزمایش و بررسی عملکرد آن از نظر انتشار کاذب ضروری است. از آنالایزرهای طیف می توان برای اندازه گیری طیف خروجی تقویت کننده و شناسایی هرگونه سیگنال جعلی استفاده کرد.
نتایج اندازه گیری شده باید با استانداردهای نظارتی مربوطه مقایسه شود، مانند استانداردهای تعیین شده توسط کمیسیون ارتباطات فدرال (FCC) در ایالات متحده یا موسسه استانداردهای ارتباطات راه دور اروپا (ETSI) در اروپا. اگر سطوح انتشار کاذب از حد مجاز فراتر رود، ممکن است بهینه سازی و تنظیم بیشتر تقویت کننده مورد نیاز باشد.
محصولات تقویت کننده RF ما
به عنوان یک تامین کننده تقویت کننده RF، ما طیف گسترده ای از تقویت کننده های RF با کیفیت بالا را ارائه می دهیم که با در نظر گرفتن سرکوب انتشار کاذب طراحی شده اند. ماتقسیم کننده توان فرکانس بالامی تواند همراه با تقویت کننده های ما برای توزیع موثر توان RF و در عین حال به حداقل رساندن انتشارات کاذب استفاده شود.
ماتقویت کننده قدرت RF با راندمان بالابرای ارائه توان خروجی بالا با خطی بودن عالی و انتشار کاذب کم طراحی شده است. برای کاربردهای مختلف از جمله سیستم های ارتباطی بی سیم و رادار مناسب است.
علاوه بر این، ماتقویت کننده نویز فاز پایینایده آل برای کاربردهایی است که در آن نویز فاز کم و حداقل انتشار کاذب مورد نیاز است، مانند تجهیزات تست و اندازه گیری.
برای تهیه با ما تماس بگیرید
اگر به دنبال تقویت کننده های RF با کارایی بالا با مهار انتشار کاذب موثر هستید، خوشحال می شویم به شما کمک کنیم. تیم کارشناسان ما می توانند پشتیبانی فنی دقیقی را به شما ارائه دهند و به شما در انتخاب آمپلی فایر مناسب برای برنامه خاص خود کمک کنند. لطفا برای خرید و بحث های بیشتر با ما تماس بگیرید.
مراجع
- پوزار، DM (2011). مهندسی مایکروویو (ویرایش چهارم). وایلی.
- رضوی، ب (1396). RF Microelectronics (ویرایش دوم). سالن پرنتیس
- Vendelin، GD، Pavio، AM، & Rohde، UL (1990). طراحی مدار مایکروویو با استفاده از تکنیک های خطی و غیرخطی. وایلی.