PA / LNA คืออะไร

ฉันเห็นการเปรียบเทียบของโมดูลตัวรับสัญญาณวิทยุที่คล้ายกันสองโมดูล พวกเขาใช้ IC เดียวกัน แต่มีช่วงที่กว้างกว่าเนื่องจากการรวม "PA / LNA" ซึ่งฉันเข้าใจว่าเป็นตัวย่อของ "Power Amp / Low Noise Amp"

• PA / LNA คืออะไร
• PA / LNA ทำงานอย่างไรเพื่อเพิ่มช่วง RF?
• PA และ LNA มักใช้ร่วมกันหรือไม่

(อัปเดต)โมดูลที่มีช่วงกว้างกว่ามี IC นี้ซึ่งรวมถึงฟังก์ชั่น PA และ LNA: SE2431L 2.4 GHz ZigBee / 802.15.4 Front End Module

• PA: (เพาเวอร์แอมป์) ขยายเมื่อส่งสัญญาณ
• LNA: (แอมป์สัญญาณรบกวนต่ำ) ขยายเมื่อได้รับ
• ทั้งนั่งระหว่างวงจรและเสาอากาศ
• สำหรับสัญญาณการพิมพ์สองด้านนั้นตัวส่งสัญญาณแบบสองทางแบบพาสซีฟจะเลื่อนระหว่างสัญญาณทั้งสองบน Rx / Tx

PA ย่อมาจากเพาเวอร์แอมป์ในกรณีนี้เครื่องขยายเสียง RF หรือไมโครเวฟที่ใช้สำหรับการส่งสัญญาณ LNA ย่อมาจากแอมพลิฟายเออร์เสียงรบกวนต่ำซึ่งโดยปกติใช้สำหรับคลื่นวิทยุ RF หรือสัญญาณไมโครเวฟที่สูงเป็นตัวรับสัญญาณที่มีความอ่อนไหว PAs และ LNAs ไม่ได้รวมกันเสมอ ขึ้นอยู่กับแอพพลิเคชั่น ฉันพบบทความนี้ในเว็บซึ่งครอบคลุมรายละเอียดพื้นฐาน

ทำความเข้าใจพื้นฐานของเครื่องขยายเสียงรบกวนต่ำและพลังงานในการออกแบบไร้สายโดย Bill Schweber
สนับสนุนโดยผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์
2013-10-24

1) ในการออกแบบไร้สายส่วนประกอบที่สองคือการเชื่อมต่อที่สำคัญระหว่างเสาอากาศและวงจรอิเล็กทรอนิกส์เครื่องขยายเสียงรบกวนต่ำ (LNA) และเพาเวอร์แอมป์ (PA) อย่างไรก็ตามนั่นคือที่ที่คนธรรมดาสามัญของพวกเขาจบลง แม้ว่าทั้งสองจะมีไดอะแกรมบล็อกการทำงานที่ใช้งานง่ายและมีบทบาทสำคัญในหลักการ แต่ก็มีความท้าทายลำดับความสำคัญและพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันมาก

2) ฟังก์ชั่น LNA ในโลกของราชวงศ์ ในฐานะที่เป็น "ส่วนหน้า" ของช่องรับสัญญาณนั้นจะต้องจับภาพและขยายสัญญาณที่มีกำลังแรงต่ำและแรงดันไฟฟ้าต่ำมากบวกกับสัญญาณรบกวนแบบสุ่มที่เกี่ยวข้องซึ่งเสาอากาศนำเสนอนั้นภายในแบนด์วิดธ์ที่น่าสนใจ ในทฤษฎีสัญญาณนี้เรียกว่าความท้าทายสัญญาณที่ไม่ทราบ / ไม่รู้จักเสียงซึ่งเป็นความท้าทายที่ยากที่สุดในการประมวลผลสัญญาณ

3) ในทางตรงกันข้าม PA จะใช้สัญญาณที่ค่อนข้างแรงจากวงจรพร้อม SNR ที่สูงมากและต้อง "เพิ่ม" พลังของมัน ทราบปัจจัยทั่วไปทั้งหมดเกี่ยวกับสัญญาณเช่นแอมพลิจูดการมอดูเลตรูปร่างรูปร่างรอบการทำงานและอื่น ๆ นี่คือ Quadrant ที่ทราบสัญญาณ / รู้จักเสียงของแผนที่การประมวลผลสัญญาณและที่ง่ายที่สุดในการจัดการ แม้จะมีสถานการณ์การทำงานที่เรียบง่าย แต่ PA ก็มีความท้าทายด้านประสิทธิภาพเช่นกัน

4) ในระบบดูเพล็กซ์ (สองทิศทาง), LNA และ PA มักจะไม่เชื่อมต่อกับเสาอากาศโดยตรง แต่ให้ไปที่อุปกรณ์ดูเพล็กเซอร์ซึ่งเป็นส่วนประกอบแบบพาสซีฟ อุปกรณ์สำหรับพิมพ์สองด้านใช้การวางขั้นตอนและการเลื่อนเฟสเพื่อควบคุมกำลังขับของ PA ไปยังเสาอากาศในขณะที่ปิดกั้นจากอินพุต LNA เพื่อหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดและความอิ่มตัวของอินพุต LNA ที่มีความละเอียดอ่อน

PA และ LNA จะอยู่ที่ปลายด้านตรงข้ามของลิงค์ RF - และในลิงค์ดูเพล็กซ์บทบาทจะเปลี่ยนไปตามทิศทางของสัญญาณ ส่วนประกอบทั้งสอง (พร้อมด้วยเสาอากาศทั้งสอง) ทำระยะยาวในการกำหนดงบประมาณลิงก์ซึ่งจะส่งผลต่อการรวมกันของช่วงการส่งและอัตราบิต

เมื่อสิ้นสุดการรับสำหรับรูปแบบการปรับที่กำหนดและอัตราความผิดพลาดที่ยอมรับได้คุณจะต้องมีอัตราส่วนสัญญาณกำลังต่อสัญญาณรบกวน กำลังของสัญญาณจะพิจารณาจากกำลังส่ง (จาก PA), อัตราขยายของเสาอากาศและการสูญเสียการส่งสัญญาณ อย่างไรก็ตามพลังงานที่เพิ่มขึ้นนั้นมีราคาแพงทั้งในส่วนประกอบและอุปทาน (PA มักจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่า 50%)

LNA ขยายสัญญาณที่ต้องการและเสียงความร้อนที่อินพุต LNA บวกกับเสียงรบกวนอีกเล็กน้อย สำหรับ LNA ที่ดีจะมีสัญญาณรบกวนความร้อนเพิ่มขึ้นประมาณ 1dB LNA ยังต้องเป็นแบบเชิงเส้นเพื่อหลีกเลี่ยงความผิดเพี้ยนที่เกิดจากสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ (บ่อยครั้งที่รุนแรง) ซึ่งสามารถกรองออกได้ภายหลังในห่วงโซ่การรับ

LNA ที่ดีคือสิ่งแรกที่คุณควรลงทุนซึ่งจะช่วยให้คุณซื้อ 1-2 dB ได้อย่างง่ายดาย เสาอากาศที่ดีจากนั้นในที่สุดก็มีประสิทธิภาพ PA มีรายละเอียดเล็ก ๆ จำนวนมากที่มีส่วนร่วมด้วย - องค์ประกอบทั้งสองนี้ด้วยตนเองไม่สามารถช่วยการออกแบบที่ไม่ดีได้

เมื่อพยายามทำความเข้าใจ PA / LNA คุณอาจต้องการเข้าใจว่าพวกมันเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์พิมพ์สองด้านหรือไม่ อย่างไรก็ตามฉันรู้สึกประหลาดใจที่เห็นว่ามันยากแค่ไหนในการหาแผนภาพที่เข้าใจง่ายของพื้นฐานduplexerซึ่งแสดงทั้งคุณสมบัติของสัญญาณและแผนผัง แน่นอนว่าทุกวันนี้คุณไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์สำหรับพิมพ์สองด้านเนื่องจากมีวิธีการแก้ปัญหาที่แตกต่างกันซึ่งมักใช้ในเครื่องรับส่งสัญญาณโทรศัพท์มือถือเบสแบนด์

ในภาพนี้ฉันพบภาพหนึ่งภาพเป็นภาพนี้มาจากสิทธิบัตร

และจากเว็บไซต์YateBTS

โปรดทราบด้วยว่าการพูดแบบเพล็กซ์คือการใช้ TX และ RX บนเสาอากาศเดียวกัน แต่ (บ่อยครั้ง) ไม่ใช่ความถี่เดียวกันในขณะที่Diplexerใช้เป็น TX หรือ RX บนเสาอากาศเดียวกัน แต่ (บ่อย) บน ความถี่ที่แตกต่างกัน