RF Cascade Budgetanalysator
Berechnen Sie die kaskadierte Rauschzahl, die Verstärkung, IIP3 und P1dB für eine N-stufige HF-Signalkette mithilfe der Friis-Formeln. Fügen Sie Ihre Stufenliste als JSON ein, legen Sie Ihre Systemspezifikationen fest und erhalten Sie eine zeilenweise Kaskadentabelle, eine Sensitivitätsanalyse und Monte-Carlo-Ertragsstatistiken für alle Komponententoleranzen.
So funktioniert's
Das Friis Rauschzahlenformel zeigt, dass die erste Stufe das System NF dominiert:
F_total = F₁ + (F₂−1)/G₁ + (F₃−1)/(G₁G₂) + ···
Der Beitrag jeder nachfolgenden Phase wird durch alle vorangegangenen Gewinne geteilt. Ein LNA mit hoher Verstärkung und niedrigem NF in Position 1 unterdrückt alles stromabwärts — bis die letzte Stufe mit hoher Leistung den IIP3 begrenzt.
Das kaskadiertes IP3 funktioniert in die entgegengesetzte Richtung:
1/IIP3_total = 1/IIP3₁ + G₁/IIP3₂ + G₁G₂/IIP3₃ + ···
Hier dominieren spätere Stufen mit hohem akkumuliertem Gewinn vor ihnen. Der letzte Verstärker vor dem ADC ist in der Regel der IIP3-Engpass. Diese Spannung — bei NF muss die Verstärkung früh gesetzt werden, aber die Streuung der Verstärkung erhöht die IIP3-Belastung auf späteren Stufen — ist der grundlegende Kompromiss beim Kaskadendesign.
Das kaskadiert P1dB wird auf die gleiche Weise aus dem eigenen P1dB jeder Stufe berechnet — nicht anhand von IIP3 geschätzt — und der Ausgang P1dB ist der Eingang P1dB plus der Kettenverstärkung abzüglich der 1 dB der Komprimierung, die ihn definiert.
Das Monte Carlo durchsucht die Stufen Gain (±0,5 dB σ), NF (±0,3 dB σ für aktive Stufen) und IIP3 (±2 dB σ), um die Verteilung der Systemmetriken über ein Fertigungslos zu berechnen.
Verwandte Rechner
Häufig gestellte Fragen
Warum wird mein IIP3 nach dem Hinzufügen eines Verstärkers mit hoher Verstärkung viel schlechter?+
Cascaded IIP3 wird von Stufen dominiert, vor denen eine große Verstärkung liegt. Das Hinzufügen eines Verstärkers mit 20 dB vor einer schwachen Stufe verstärkt das Signal um das 100-fache, sodass selbst eine winzige Nichtlinearität in dieser schwachen Stufe große Intermodulationsprodukte am Ausgang erzeugt. Die Friis IIP3-Formel (1/IIP3_total = Σ G_cumul/IIP3_i) macht dies deutlich: Der IIP3-Beitrag jeder Stufe wird durch die akkumulierte Eingangsverstärkung dividiert, nicht durch diese reduziert.
Was bedeuten die MC-Konfidenzbänder auf NF?+
Die p5/p50/p95 NF-Bänder stammen aus mehr als 50.000 Versuchen, bei denen die Verstärkung jeder Stufe um ±0,5 dB (σ) und die NF jeder aktiven Phase um ±0,3 dB (σ) gestört wird. Bei p95 NF handelt es sich um das 95. Perzentil im schlechtesten Fall — bei 95% der hergestellten Einheiten liegt der NF über diesem Wert. Schreiben Sie Ihre Systemspezifikation anhand der p95-Kurve, nicht anhand des Nennwerts. Der Ertragsprozentsatz gibt an, welcher Bruchteil der Einheiten alle Spezifikationen gleichzeitig erfüllt.