Caracterización de la cadena de amplificadores de RF

Bueno, ese es un problema sin solución, a menos que usted

• use componentes activos que tengan la misma ganancia, pero puntos de saturación más altos, o
• cambie dinámicamente la ganancia (o agregue atenuación dinámicamente) según su situación.

El segundo punto generalmente se implementa mediante lo que se denomina AGC (control automático de ganancia) y requerirá que diseñe un lazo de control que se ajuste a las características de su señal.

También tenga en cuenta que, como ingeniero de comunicaciones, este problema es algo que encontrará con bastante frecuencia. Una solución común es no resolverlo: si la distorsión causada por la no linealidad para señales muy fuertes las hace tan buenas como las señales "mediocres", bueno, que así sea, si aún puede trabajar con eso. Si tiene el control de la potencia del transmisor (y esto no es, por ejemplo, un sistema de radar, donde efectivamente no lo tiene), el control de potencia es algo común (porque más no siempre es mejor).

Otra opción es ignorar las señales débiles por ahora y, por ejemplo, tener varios receptores que, combinando sus señales de recepción, pueden lograr una ganancia de procesamiento suficiente para elevar las señales débiles "fuera del ruido de fondo".

Pero todos estos métodos son realmente cosas de alto nivel que requieren la comprensión de las señales con las que está trabajando, por lo que no podemos ayudarlo con eso en este momento: lo primero que debe hacer al resolver los problemas de sensibilidad/rango dinámico del receptor es anote un requisito del sistema algo completo.

Bienvenidos al infierno de la linealidad....

¿Con qué frecuencia estás trabajando y qué ancho de banda?

Solo está buscando 23dB de ganancia requerida, entonces, ¿realmente necesita tres etapas? Por lo general, la ganancia frontal excesiva es un problema mucho mayor que insuficiente, especialmente cuando se trata de señales bastante fuertes, -55dBm es una señal enorme a menos que esté trabajando con un ancho de banda muy amplio.

¿Cuál es su figura de ruido objetivo?

Ahora el rango dinámico de su receptor es 20dbm - -32dBm = 52dBm pero su especificación dice que necesita 55dB de rango dinámico (por cierto, ¿está seguro de que su Rx no tiene un atenuador de entrada ya? +20dBm es al menos 30dB más de potencia que lo habitual tipo de mezclador rx para manejar bien), por lo que necesita algún tipo de etapa de ganancia variable en cualquier caso, skyworks tiene algunas partes atenuadoras de IP3 bastante buenas que podrían funcionar.

Dado su piso de ruido evidentemente más bien relajado, probablemente solo colocaría el atenuador variable en frente de la cadena del amplificador, perjudica el rendimiento del ruido del sistema en una cantidad igual a la pérdida de inserción, pero reduce la posibilidad de saturar el extremo frontal.

Mi punto de partida con esto sería analizar detenidamente el diseño del receptor y ver si no puedo exprimir otros 10 dB de rango dinámico junto con un ruido de fondo más razonable, -32dBm no es un ruido de fondo razonable para un receptor a menos que sea una banda estúpidamente ancha, y 52dB entre el ruido de fondo y la saturación es bastante patético, al igual que necesitar +20dBm a la entrada, estaría tirando ese diseño y diciéndole a quien lo dibujó que regrese con un diseño para una radio real .

Ahora, la cadena de amplificadores en sí necesita lo que es efectivamente un pequeño amplificador de potencia en la salida (+20dBm es 100mW!), Realmente no puedes hacer esto con la mayoría de los mmic o similares, como digo, la especificación del receptor me parece improbable.

Según mi experiencia, considere el amplificador AGC para el primero, la potencia de salida después del AGC debe fijarse en el rango de potencia pequeño. Bueno, también puede elegir el amplificador AGC ubicado en la tercera etapa. Lo que debe hacer es establecer el valor apropiado del voltaje de control para que estos dos amplificadores AGC alcancen tanto su objetivo de potencia de salida como el amplio rango para el objetivo de la señal de entrada.