Mikä on hiljainen vahvistin?

Sähköjärjestelmät koostuvat lukemattomista komponenteista, ja jännitteiden ja virtojen vaihtelut voivat aiheuttaa melua. Monet järjestelmät, erityisesti langaton tietoliikenne, käyttävät hiljaista vahvistinta tai esivahvistinta signaalin lisäämiseksi ja melun vähentämiseksi. Hiljainen vahvistin on olennainen osa monia sovelluksia, kuten matkapuhelimia ja langattomia lähiverkkoja (WLAN). Vastaanottimet ja antennit käyttävät hiljaisen vahvistimen toimintoa ylläpitämään tietyn sovelluksen signaali-kohina (SNR).

Vahvistimet ja esivahvistimet vaihtelevat koon ja lujuuden mukaan sovelluksesta toiseen. Esimerkiksi sotilaskäyttöön, kuten signaalin sieppaajaan, käytetty hiljainen vahvistin kuluttaa suuria määriä virtaa ja on tyypillisesti melko suuri. Kuluttajaelektroniikkateollisuudessa käytettäessä edullisia ovat kuitenkin matalajännitteiset vahvistimet, jotka toimivat pienjännitteellä ja integroituvat helposti.

Hiljainen vahvistin voidaan kehittää vastaamaan erilaisia ​​parametreja. Tärkeimpiä näistä parametreista ovat virrankulutustasot, vahvistus ja kohina. Vahvistin yhdistettynä sekoittimeen muodostaa suurimman osan radiotaajuisista (RF) vastaanottimista. Vahvistimen tarkoitus on vastaanottaa ja tehostaa tulevaa signaalia ja syöttää se sekoittimeen, joka suorittaa taajuuden muuntamisen.

Liiallinen melu on kaikelle langattomalle viestinnälle ominainen ongelma, ja sen aiheuttavat sekä sähkökomponentit että ulkopuolinen ympäristö. Jotta matalakohinainen vahvistin tehostaisi signaalia lisäämättä liikaa omaa kohinaa, ensimmäisen vaiheen vahvistuksen on oltava korkea, samoin kuin vahvistuksen. Kohinan ja tehonnousun tasapainottaminen mahdollistaa matalan melun vahvistimen helpottamaan signaalien vastaanottoa ja lähettämistä pienitehoisessa tai kohinaisessa ympäristössä.

Vakaus tietylle mallille halutulla taajuudella on toinen keskeisistä parametreista, joita harkitaan jatkuvasti. Virrankulutus ja häviö on myös testattu ja hienosäädetty suorituskykyä varten vahvistimia rakennettaessa. Vahvistimen tulo ja lähtö on suunniteltu sopimaan mahdollisimman tarkasti, jotta vältetään yhteensopimattomuudet, jotka voivat heikentää laitteen toimintaa. Hiljaisten vahvistimien syöttökuormat ovat tyypillisesti kaukana ihanteellisista, ja vaihtelut johtuvat usein tekijöistä, kuten ympäristön vaihtelusta ja tulosuodattimista. Kaikki hiljaisen vahvistimen komponentit on optimoitava tarjoamaan paras mahdollinen suorituskyky tasapainottamalla kunkin muuttujan parametrit.