Görüntü bastırma filtresinin RF alıcı ön uç çıkış gürültüsü üzerindeki etkisi

RF alıcı ön uç devresi, LNA, filtre, mikser ve diğer bileşenleri içerir. Gürültü faktörü kademelenmesi açısından bakıldığında, daha düşük sistem gürültü faktörü elde etmek ve alım hassasiyetini artırmak için alıcı bağlantısının ilk aşamasının yüksek kazançlı, düşük gürültü faktörlü bir amplifikatör olması umulmaktadır.LNA'ya ek olarak, alıcı bağlantıda önemli bir bileşen daha bulunur: Görüntü bastırma filtresi. Bu filtre, Mikser'den önce yer alır ve tüm alıcı bağlantının SNR'sini ve görüntü parazitine karşı direncini artırmak için görüntü gürültüsünü ve görüntü sinyallerini filtrelemek için kullanılır.

Aşağıda, formül türetimi yoluyla, görüntü bastırma filtresinin sistem gürültü tabanına olan etkisi ayrıntılı olarak açıklanacaktır.

1. Görüntü bastırma filtresi mevcuttur.

Şekil 1, LNA, Filtre ve Mikser dahil olmak üzere basitleştirilmiş bir RF ön uç alıcı zincirini göstermektedir. Görüntü bastırma filtresinin ideal olduğunu, yani ekleme kaybının 0 dB ve bant dışı bastırmanın sonsuz olduğunu varsayarsak, görüntü gürültüsü tamamen bastırılabilir. Oda sıcaklığının T olduğunu varsayalım.0=290K, alıcı bağlantı 50 Ohm yük ile sonlandırıldı, GAve FAG ve G sırasıyla LNA'nın kazanç ve gürültü faktörleridir.Mve FMve sırasıyla mikserin kazanç ve gürültü faktörleridir.

Şekil 1. Basitleştirilmiş RF alım ön ucu: görüntü reddetme filtresi ile

Alıcı ön uç devresinin giriş gürültü gücü N'dir.in=kBT0toplam çıkış gürültü gücü

 (Formül 1)

 (Formül 2)

Sistem kademelemesi perspektifinden bakıldığında, tüm alıcı bağlantısının gürültü faktörü ve toplam kazancı sırasıyla şöyledir:

(Formül 3)

Oda sıcaklığı şu anda 290K olduğundan, bu anda toplam çıkış gürültü gücü şöyledir:

 (4. madde)

2 ve 4 numaralı denklemler tutarlıdır. Bu, görüntü bastırma filtresi olduğunda tüm alıcı bağlantısının gürültü tabanının hesaplama sürecidir.

2. Görüntü bastırma filtresi yok

Şekil 2, görüntü bastırma filtresi içermeyen basitleştirilmiş bir RF alıcı ön ucunu göstermektedir. Mikserin çalışma karakteristikleri nedeniyle, alıcı bağlantı bu sırada çalışırken, yalnızca beklenen çalışma frekans bandındaki gürültü ara frekansa dönüştürülmekle kalmaz, aynı zamanda görüntü frekans bandındaki gürültü de ara frekansa dönüştürülür. Bu durum, sistem tarafından üretilen gürültü gücünün, görüntü bastırma filtresi içerdiği duruma kıyasla iki katına çıkmasına neden olur.

Şekil 2. Basitleştirilmiş RF alım ön ucu: görüntü reddetme filtresi yok.

Mikserin görüntü frekans bandındaki frekans dönüştürme kaybının şu şekilde olduğunu varsayalım:Görüntü frekans bandındaki LNA'nın kazanç ve gürültü faktörü sırasıyla şöyledir:hem deBurada yalnızca en basit durum ele alınmıştır ve sonraki formül türetimi ve analizi aşağıdaki varsayımlara dayanacaktır:

 (5. madde)

Tüm alıcı zincirinin toplam çıkış gürültü gücü şöyledir:

 (6. madde)

Denklem 5'i yukarıdaki denkleme yerleştirerek şunu elde edin:

(Formül 7)

Yukarıdaki formülün daha da basitleştirilmesi sağlanabilir.

 (8. madde)

Sistem kademelemesi perspektifinden bakıldığında, tüm alıcı bağlantısının gürültü faktörü ve toplam kazancı sırasıyla şöyledir:

 (9. madde)

Görüntü bastırma filtresi olmadığı için, Mikser için önceki aşama LNA'ya beslenen gürültü gücünün, görüntü bastırma filtresi olduğu duruma göre iki kat daha fazla olduğunu belirtmekte fayda var; bu nedenle yukarıdaki denklemin ayarlanması gerekiyor. Görüntü bastırma filtresiyle aşağıdaki yapısal blok diyagramına eşdeğer olabilir.

Şekil 3. Görüntü bastırma filtresiyle eşdeğer yapısal blok diyagramı

Yukarıdaki şekil, LNA'nın gürültü faktörünü 2F'ye eşitlemektedir.AKazanç değişmeden kalır; LNA'nın kazancı da 2G'ye eşdeğer olabilir.AGürültü faktörü değişmeden kalır. Basitlik açısından, görüntü reddetme filtresinin ideal olduğu varsayılmaya devam edilmektedir.

Bu aşamada, tüm alıcı bağlantısının toplam gürültü faktörü ve kazancı sırasıyla şöyledir:

 (10. madde)

O halde, tüm alıcı bağlantısının çıkış gürültü gücü şöyledir:

 (11. madde)

Denklem 11 ve Denklem 8 tutarlıdır. Eğer LNA'nın kazancı 2G'ye eşdeğer iseAGürültü faktörü değişmeden kalırsa, tüm alıcı bağlantısının toplam gürültü faktörü ve kazancı sırasıyla şu şekildedir:

 (12. madde)

O halde, tüm alıcı bağlantısının çıkış gürültü gücü şöyledir:

(Formül 13)

Denklem 13 ve Denklem 8 tutarlıdır. Bu, görüntü bastırma filtresi olmadığında tüm alıcı zincirinin gürültü tabanının hesaplama sürecidir.

sonuç olarak:Görüntü bastırma filtresinin varlığında veya yokluğunda gürültü tabanını karşılaştırdığımızda, Denklem 4 ve 8'den görülebileceği gibi, LNA'nın kazancı çok yüksek olduğunda, görüntü bastırma filtresi olmadan gürültü tabanı, görüntü bastırma filtresinin varlığındaki gürültü tabanının neredeyse iki katıdır. Denklem 3 ve Denklem 10'u karşılaştırdığımızda, LNA'nın kazancı çok yüksek olduğunda, görüntü bastırma filtresi olmadan toplam gürültü faktörünün, görüntü bastırma filtresiyle birlikte toplam gürültü faktörünün neredeyse 2 katı olduğunu görebiliriz.

Bu makale "Mikrodalga radyo frekans ağıFikri mülkiyet haklarının korunmasını destekliyoruz, yeniden yayınlarken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir ihlal söz konusuysa, silinmesi için lütfen bizimle iletişime geçin.