در حوزه سیستمهای باند وسیع، تقویتکنندههای نویز فاز پایین (LPNA) نقش مهمی دارند. نویز فاز پارامتری است که می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد این سیستم ها تأثیر بگذارد. به عنوان تامین کننده تقویت کننده های کم نویز فاز، درک مفهوم نویز فاز در زمینه سیستم های باند وسیع برای تیم فنی و مشتریان ما ضروری است.
درک نویز فاز
نویز فاز به عنوان نوسانات کوتاه مدت در فاز یک سیگنال تعریف می شود. در یک سیستم باند وسیع، این نوسانات می تواند پیامدهای گسترده ای داشته باشد. یک سیستم ارتباطی باند وسیع را در نظر بگیرید که در آن چندین سیگنال به طور همزمان در یک محدوده فرکانس بزرگ منتقل می شوند. نویز فاز یک تقویت کننده می تواند باعث تداخل بین سیگنال های مختلف شود و منجر به کاهش کیفیت سیگنال شود.
از نظر ریاضی، نویز فاز اغلب بر حسب چگالی طیفی توان نویز فاز تک باند جانبی (SSB) بیان میشود که معمولاً در dBc/Hz اندازهگیری میشود. این نشان دهنده نسبت توان در پهنای باند 1 - هرتز در یک فرکانس افست معین از حامل به توان کل حامل است. به عنوان مثال، اگر یک سیگنال حامل در فرکانس (f_c) داشته باشیم و نویز فاز را در فرکانس آفست (\Delta f) از (f_c) اندازه گیری کنیم، نویز فاز SSB (L(\Delta f)) با:
[L(\Delta f)=\frac{P_{sideband}(\Delta f)}{P_{carrier}}]
که در آن (P_{sideband}(\Delta f)) توان در پهنای باند 1 - هرتز در افست (\Delta f) از حامل، و (P_{carrier}) توان حامل است.
اهمیت نویز فاز پایین در سیستم های باند وسیع
در سیستمهای باند وسیع، الزامات نویز فاز پایین در مقایسه با سیستمهای باند باریک سختتر است. این به این دلیل است که دامنه فرکانس وسیع به این معنی است که احتمال تداخل بین اجزای فرکانس مختلف بیشتر است. به عنوان مثال، در یک سیستم رادار باند وسیع، نویز فاز پایین برای تشخیص دقیق هدف بسیار مهم است. نویز فاز بالا می تواند باعث آلارم های کاذب یا اندازه گیری های محدوده و سرعت نادرست شود.
در یک سیستم ارتباطی با باند وسیع، مانند شبکه 5G، تقویتکنندههای نویز فاز پایین برای اطمینان از انتقال سیگنال با کیفیت بالا مورد نیاز است. تعداد زیاد کانال ها و سرعت بالای داده در 5G به تقویت کننده هایی با نویز فاز بسیار کم نیاز دارد تا تداخل را به حداقل برساند و یکپارچگی سیگنال را حفظ کند.
عوامل موثر بر نویز فاز در تقویت کننده های نویز فاز پایین
عوامل متعددی می توانند بر نویز فاز یک تقویت کننده نویز فاز پایین در یک سیستم باند وسیع تأثیر بگذارند. یکی از عوامل اصلی طراحی تقویت کننده است. انتخاب دستگاه های فعال مانند ترانزیستورها می تواند تاثیر قابل توجهی بر نویز فاز داشته باشد. به عنوان مثال، ترانزیستورهای اثر میدانی با کارایی بالا (FET) اغلب در LPNA ها استفاده می شوند زیرا می توانند نویز فاز کمتری را در مقایسه با انواع دیگر ترانزیستورها ارائه دهند.
شرایط بایاس آمپلی فایر نیز نقش دارد. بایاس نادرست می تواند منجر به افزایش نویز فاز شود. به عنوان مثال، اگر تقویت کننده خیلی نزدیک به ناحیه اشباع بایاس شود، غیر خطی بودن دستگاه می تواند باعث نوسانات فاز شود.
عامل دیگر منبع تغذیه است. منبع تغذیه پر سر و صدا می تواند نویز فاز را به تقویت کننده وارد کند. بنابراین، استفاده از منبع تغذیه با تنظیم خوب با ریپل و نویز کم ضروری است.
اندازه گیری نویز فاز در سیستم های باند وسیع
اندازه گیری نویز فاز در یک سیستم باند وسیع به دلیل محدوده فرکانس زیاد می تواند چالش برانگیز باشد. یکی از روش های رایج استفاده از تحلیلگر طیف است. تحلیلگر طیف می تواند چگالی طیفی توان سیگنال را اندازه گیری کند و به ما امکان می دهد نویز فاز را در فرکانس های افست مختلف محاسبه کنیم.
با این حال، برای اندازه گیری های دقیق، مهم است که کف سر و صدای خود ابزار را در نظر بگیرید. کف نویز تحلیلگر طیف می تواند دقت اندازه گیری نویز فاز را به خصوص در فرکانس های افست پایین محدود کند. برای غلبه بر این محدودیت می توان از تکنیک هایی مانند میانگین گیری و استفاده از پیش تقویت کننده استفاده کرد.
تقویت کننده های نویز فاز پایین ما در سیستم های باند وسیع
بهعنوان تامینکننده تقویتکنندههای نویز فاز پایین، ما مجموعهای از محصولات را توسعه دادهایم که به طور خاص برای سیستمهای باند وسیع طراحی شدهاند. تقویت کننده های ما به دقت مهندسی شده اند تا نویز فاز را به حداقل برسانند و تقویت سیگنال با کیفیت بالا را ارائه دهند.
ما از فنآوریهای پیشرفته نیمهرسانا و طرحهای مدار نوآورانه برای دستیابی به عملکرد نویز فاز پایین استفاده میکنیم. LPNA های ما برای کاربردهای مختلفی از جمله سیستم های ارتباطی باند وسیع، سیستم های رادار و تجهیزات تست و اندازه گیری مناسب هستند.
برای مشتریانی که به قطعات اضافی برای تکمیل تقویتکنندههای نویز فاز پایین ما نیاز دارند، ما محصولات مرتبط را نیز ارائه میکنیم. مثلا ماتقسیم کننده توان فرکانس بالامی توان از آن برای تقسیم سیگنال ورودی به چند خروجی استفاده کرد، در حالی که ماتقویت کننده RF با قدرت بالامی تواند تقویت با توان بالا را ارائه دهد. علاوه بر این، ماتقویت کننده درایور RFمی توان از آن برای هدایت سایر اجزای سیستم استفاده کرد.
نتیجه گیری
نویز فاز یک پارامتر حیاتی در سیستم های باند وسیع است و تقویت کننده های نویز فاز پایین برای حفظ عملکرد سیگنال با کیفیت بالا ضروری هستند. به عنوان یک تامین کننده، ما متعهد هستیم که بهترین تقویت کننده های نویز فاز پایین را در کلاس خود به مشتریان خود ارائه دهیم. محصولات ما به گونه ای طراحی شده اند که نیازهای سیستم های باند وسیع را برآورده سازند و ما به طور مداوم در تحقیق و توسعه برای بهبود عملکرد آنها سرمایه گذاری می کنیم.
اگر به تقویتکنندههای نویز فاز پایین ما علاقهمند هستید یا در مورد نویز فاز در سیستمهای باند وسیع سؤالی دارید، توصیه میکنیم برای بحث در مورد خرید با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده کمک به شما در یافتن راه حل مناسب برای نیازهای خاص شما هستند.
مراجع
- پوزار، DM (2011). مهندسی مایکروویو. وایلی.
- رضوی، ب (1396). میکروالکترونیک RF. سالن پرنتیس
- لی، TH (2004). طراحی مدارهای مجتمع رادیویی CMOS - فرکانس. انتشارات دانشگاه کمبریج