PA / LNA 란 무엇입니까?

비슷한 무선 수신기 모듈 두 개를 비교했습니다. 그들은 동일한 IC를 사용했지만 "PA / LNA"가 포함되어 있기 때문에 범위가 더 넓습니다. "PA / LNA"는 "Power Amp / Low Noise Amp"의 약어로 이해됩니다.

• PA / LNA 란 무엇입니까?
• PA / LNA는 RF 범위를 늘리기 위해 어떻게 작동합니까?
• PA와 LNA는 일반적으로 함께 사용됩니까?

(업데이트) 더 넓은 범위의 모듈에는 PA 및 LNA 기능이 포함 된이 IC가 있습니다. SE2431L 2.4GHz ZigBee / 802.15.4 프런트 엔드 모듈

• PA : 전송할 때 (파워 앰프)가 증폭됩니다.
• LNA : 수신시 (저잡음 증폭기) 증폭됩니다.
• 둘 다 회로와 안테나 사이에 있습니다.
• 이중화 신호의 경우 수동 이중화 기는 Rx / Tx에서 둘 사이를 전환합니다.

PA는 전력 증폭기,이 경우 신호 전송에 사용되는 RF 또는 마이크로파 증폭기를 나타냅니다. LNA는 저잡음 증폭기를 나타내며 일반적으로 민감한 신호 수신기로 높은 RF 대역 또는 마이크로파 신호에 사용됩니다. PA와 LNA가 항상 결합 된 것은 아닙니다. 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 기본 세부 사항을 다루는 웹 에서이 기사를 찾았습니다 .

무선 설계에서 저잡음 및 전력 증폭기의 기본 이해 Bill Schweber의
전자 제품 제공
2013-10-24

1) 무선 설계에서 안테나와 전자 회로, 저잡음 증폭기 (LNA) 및 전력 증폭기 (PA) 사이의 중요한 인터페이스는 두 가지 구성 요소입니다. 그러나 그것이 공통점이 끝나는 곳입니다. 둘 다 원칙적으로 매우 간단한 기능 블록 다이어그램과 역할을 가지고 있지만 도전 과제, 우선 순위 및 성능 매개 변수는 매우 다릅니다.

2) LNA는 미지의 세계에서 기능한다 . 수신기 채널의 "프론트 엔드 (front end)"는 안테나가 관심 대역폭 내에서 매우 낮은 전력의 저전압 신호와 안테나에 표시되는 관련 랜덤 노이즈를 캡처하고 증폭해야합니다. 신호 이론에서는이를 모든 신호 처리 문제 중에서 가장 어려운 알 수없는 신호 / 알 수없는 잡음 문제라고합니다.

3) 대조적으로, PA는 매우 높은 SNR을 갖는 회로로부터 비교적 강한 신호 를 취하며 , 그 전력을 "단지"향상시켜야한다. 신호에 대한 모든 일반적인 요소, 예를 들어 진폭, 변조, 모양, 듀티 사이클 등이 알려져 있습니다. 이것은 신호 처리 맵의 알려진 신호 / 노이즈 사분면이며 관리하기 가장 쉬운 것입니다. 이 명백한 단순한 기능적 상황에도 불구하고 PA는 성능 문제도 있습니다.

4) 이중 (양방향) 시스템에서 LNA와 PA는 일반적으로 안테나에 직접 연결되지 않고 수동 구성 요소 인 이중 장치로 이동합니다. 듀플렉서는 페이징 및 위상 편이를 사용하여 PA의 출력 전력을 안테나로 조정하면서 LNA 입력에서 차단하고 민감한 LNA 입력의 과부하 및 포화를 피합니다.

PA와 LNA는 RF 링크의 반대쪽 끝에 있으며, 이중 링크에서는 신호의 방향에 따라 역할이 전환됩니다. 두 개의 구성 요소 (두 개의 안테나와 함께)는 링크 예산을 결정하는 데 먼 길을 가는데, 이는 전송 범위와 비트 전송률의 조합에 영향을줍니다.

수신단에서는 주어진 변조 방식과 허용 가능한 오류율에 대해 특정 비율의 신호 전력 대 잡음 전력이 필요합니다. 신호 전력은 (PA로부터의) 전송 전력, 안테나 이득 및 전송 손실에 의해 결정된다. 그러나 더 많은 전력이 부품과 공급 모두에서 비싸다 (PA는 일반적으로 50 % 미만의 효율).

LNA는 원하는 신호와 LNA 입력에서의 열 노이즈와 약간 더 많은 노이즈를 모두 증폭시킵니다. 좋은 LNA를 위해서는 약 1dB의 추가 열 잡음이 발생합니다. LNA는 또한 수신 체인에서 나중에 필터링 될 수있는 원하지 않는 (종종 강한) 신호로 인한 왜곡을 피하기 위해 선형이어야합니다.

좋은 LNA는 가장 먼저 투자해야하므로 1-2dB 정도를 쉽게 구매할 수 있습니다. 그런 다음 좋은 안테나, 마지막으로 더 강력한 PA. 이 두 가지 구성 요소만으로는 나쁜 디자인을 구제 할 수 없습니다.

PA / LNA를 이해하려고 할 때 이들이 듀플렉서와 어떻게 관련되어 있는지 이해하고 싶을 수도 있습니다. 그러나 duplexer신호 및 회로도 특성을 모두 보여주는 기본 이해하기 쉬운 다이어그램을 찾는 것이 얼마나 어려운지를 알게 된 것은 놀라운 일이었습니다 . 물론 오늘날에는 휴대폰베이스 밴드 트랜시버에 자주 사용되는 다양한 솔루션이 있기 때문에 듀플렉서가 필요하지 않습니다.

이와 관련하여, 내가 찾은 하나의 설명적인 그림은 특허의 것입니다.

그리고 YateBTS 사이트에서.

느슨하게 말해서, 듀플렉서 는 같은 안테나에서 TX 와 RX에 사용 되지만 종종 같은 주파수는 아니지만 다이 플 렉서 는 같은 안테나에서 TX 또는 RX 로 사용 되지만 (종종) 다른 주파수.