LNA 비포 vs 애프터 믹서: 리시버 아키텍처
수신기 설계에서 믹서를 기준으로 한 LNA의 배치는 시스템 노이즈 지수와 동적 범위에 큰 영향을 미칩니다.Friis 공식에 따르면 얼리 게인 (LNA 우선) 은 후속 스테이지의 노이즈 기여도를 줄이지만 다이나믹 레인지도 압축합니다.적합한 아키텍처를 선택하는 것은 애플리케이션의 민감도 및 선형성 요구 사항에 따라 달라집니다.
믹서 이전 LNA (표준 수신기)
표준 수퍼헤테로다인 수신기는 믹서 이전의 첫 번째 활성 스테이지로 LNA를 배치합니다.LNA의 게인은 믹서와 후속 스테이지의 노이즈 기여도를 억제하여 최상의 노이즈 지수를 제공합니다.
Advantages
- 최고의 노이즈 지수 — LNA 게인은 G_LNA에 의한 믹서 노이즈 기여도를 감소시킵니다.
- 프리스 포뮬러: NF_Sys ≈ NF_LNA + (NF_믹서 − 1) /G_LNA
- 약한 신호 애플리케이션 (위성, 전파 천문학) 에 필요
- 모든 셀룰러, WiFi 및 블루투스 수신기의 표준
Disadvantages
- LNA 게인은 입력 동적 범위를 줄입니다. 큰 신호는 LNA를 포화시킵니다.
- LNA IIP3 제한 시스템 IIP3 — 인터모듈레이션 제품이 일찍 등장
- 강력한 인접 채널에 의한 차단에 더 취약함
When to use
위성 지상국, IoT, WiFi, 셀룰러 업링크, 전파 천문학 등 감도가 주요 관심사인 모든 수신기에 LNA First를 사용하십시오.
LNA 이전의 믹서 (고선형성 수신기)
일부 특수 수신기는 LNA 앞에 필터와 믹서를 배치하여 신호를 먼저 하향 변환합니다.이렇게 하면 입력에서의 다이나믹 레인지가 보존되지만 믹서의 손실을 노이즈 지수로 나눈 값만큼 시스템 노이즈 지수가 증가합니다.
Advantages
- 안테나 포트의 다이나믹 레인지 향상
- 강력한 차단제가 존재할 때 유용합니다. 믹서는 증폭 전에 차단제를 처리합니다.
- 직접 변환 및 일부 SDR 아키텍처에 사용
Disadvantages
- 노이즈 지수가 훨씬 더 나쁘다는 것은 믹서에 NF에 6—8dB의 변환 손실이 추가되었다는 것입니다.
- 프런트 엔드 필터가 충분한 이미지 제거 기능을 제공하는 경우에만 실행 가능
- 민감도 저하로 인해 상용 수신기에는 거의 사용되지 않음
When to use
블로킹 저항이 감도 손실보다 큰 하이 다이나믹 레인지, 강한 신호 환경 (방송 송신기, 레이더 근처의 HF/단파 수신기) 에서만 믹서 우선적으로 사용하십시오.
Key Differences
- ▸LNA 우선: 최상의 NF, LNA IIP3에 의해 제한됨, 믹서 우선: 최악 NF, 더 나은 다이나믹 레인지
- ▸Friis는 1단계 게인이 후속 노이즈를 G1에 의해 직접 억제한다는 것을 보여줍니다.
- ▸LNA 퍼스트 NF ≈ NF_LNA, 믹서 퍼스트 NF ≈ NF_LNA + L_믹서 (일반적으로 6—8dB 페널티)
- ▸거의 모든 상용 수신기는 LNA 퍼스트를 사용하지만 믹서 퍼스트는 틈새 시장 (HF, 레이더)
- ▸LNA 이전의 감쇠기는 절충점입니다. 감쇠기 값에 따라 NF가 증가하고 IIP3가 향상됩니다.
Summary
LNA 비포 믹서는 거의 모든 감도가 제한된 수신기에 적합합니다.Mixer-Before-LNA는 다이나믹 레인지가 감도보다 더 중요한 강력한 블로커가 지배적인 환경에 적합한 제품입니다.의심스러우면 LNA를 최우선으로 생각하고 차단이 우려되는 경우 높은 IIP3 LNA를 사용하십시오.
Frequently Asked Questions
첫 번째 단계가 시스템 노이즈 지수를 지배하는 이유는 무엇입니까?
Friis 공식에서 각 후속 단계의 노이즈 기여도를 모든 이전 단계의 누적 게인으로 나눕니다.20dB 게인 LNA는 믹서의 노이즈 기여도를 100배 감소시킵니다.이것이 바로 LNA 선택이 수신기 체인에서 가장 중요한 노이즈 결정인 이유입니다.
일반적인 LNA 노이즈 수치는 얼마입니까?
1—6GHz용 상용 LNA는 0.3—1.5dB NF를 달성합니다.2.4GHz (와이파이) 에서는 0.8—1.2dB가 일반적입니다.28GHz (5G mmWave) 에서는 일반적으로 3~5dB입니다.위성용 극저온 LNA는 0.15dB 미만의 NF를 달성합니다.
LNA 앞이나 뒤에 필터를 넣어야 하나요?
LNA 이전의 대역통과 필터는 시스템 NF를 직접적으로 증가시키는 삽입 손실을 감수하면서 대역 외 차단기를 줄이고 LNA IIP3 마진을 개선합니다.LNA 이후의 필터를 사용하면 NF 페널티를 피할 수 있습니다.올바른 배치는 차단제 수준에 따라 달라집니다.고성능 설계에서는 둘 다 사용합니다 (사전 선택 + 사후 LNA 이미지 제거 필터).
일반적인 LNA의 IIP3은 무엇입니까?
LNA IIP3의 범위는 일반적으로 -5에서 +15dBm입니다.IIP3가 높을수록 선형성은 더 좋지만 일반적으로 전류가 더 높습니다.셀룰러 애플리케이션의 경우 일반적으로 +10~+20dBm OIP3이 사용됩니다.시스템 IIP3은 첫 번째 비선형 단계 (일반적으로 LNA 또는 믹서) 에 의해 지배됩니다.