Tớ mới đi hỏi một đứa bạn đồng nghiệp về LNA. Mất cái tớ viết về LNA lúc trước không hoàn toàn chính xác đâu. Có một số vấn đề thế này. Nhiễu flicker noise như tớ đã từng nói rất mạnh ở tần số thấp. Ngoài ra flicker noise còn tỉ lệ nghịch với tích W*L. Nói cách khác transistor càng lớn thì flicker noise càng nhỏ. Đối với các mạch thu tín hiệu cao tần thì ta có thể sử dụng minimum length channel transistor vì tín hiệu làm việc ở tần số lên đến cả GHz, trong khi đó flicker noise chỉ lên đến khoảng 100 MHz là đã suy yếu gần như toàn bộ. Tại đây mạch LNA thường có hệ số khuếch đại khoảng 20 dB. Sau mạch mixer thì ta cần thực hiện việc lọc để lấy ra tín hiệu base band rồi đưa vào ADC. Các mạch lọc này là những mạch lọc RC tích cực (RC kết hợp với mạch khuếch đại). Khi đó thermal và shot noise không còn là vấn đề lớn vì tín hiệu đã được khuếch đại lên 20 dB từ trước rồi, nhưng flicker noise lại là vấn đề vì tín hiệu của ta bây giờ đã ở trong tần số base band nên flicker noise sẽ rất mạnh nếu dùng minimum length channel. Do vậy transistor dùng cho các mạch lọc tích cực ở đây thường có L khoảng 1, hoặc 0.5 um, và tỉ số W/L có thể lên đến hàng trăm. Khi đó flicker noise sẽ bị đẩy xuống tấn số dưới 100 KHz và không còn ảnh hưởng gì nữa. Thông thường các mạch lọc tích cực này còn làm luôn nhiệm vụ khuếch đại hệ số khuếch đại cỡ khoảng 40 dB, và có thể điểu chỉnh được (điều chỉnh bằng số) tùy theo công suất tín hiệu đầu vào để tránh bão hòa.
Tớ có hỏi nó sao không nâng hệ số khuếch đại của LNA lên trên 20 dB để nhiễu của các tầng sau không ảnh hưởng đến tín hiệu. Nó nói rằng việc tăng hệ số khuếch đại ảnh hưởng đến độ tuyến tính của mạch LNA. Khi mạch không có độ tuyến tính tốt thì sẽ xuất hiện các thành phần bậc 2, bậc 3... Tớ lấy ví dụ có 2 tín hiệu f1, và f2. Thành phần bậc 3 sẽ tạo ra tín hiệu 2f1-f2, và 2f2-f1 có thể trùng với tần số tín hiệu mà ta đang cần xử lý. Cái này đặc biệt ảnh hưởng với các mạch cao tần băng thông rộng khi ta không thể lọc bỏ các thành phần bên ngoài băng. Đới với phần mạch lọc tính cực sau mixer thì độ tuyến tính đã được cải thiện đáng kể vì ở đây có sử dụng hồi tiếp. Vì vậy ta có thể nâng hệ số khuếch đại lên đến 40 dB.
Vấn đề tăng độ tuyến tính cho LNA đang là một yêu cầu rất quan trọng nhất là đối với những mạch băng thông rộng. Nó giới thiệu tớ bài báo này để tham khảo thêm "Linearization Techniques for CMOS Low Noise Amplifiers: A Tutorial"
Linearization Techniques for CMOS Low Noise Amplifiers A Tutorial_
Tớ có hỏi nó sao không nâng hệ số khuếch đại của LNA lên trên 20 dB để nhiễu của các tầng sau không ảnh hưởng đến tín hiệu. Nó nói rằng việc tăng hệ số khuếch đại ảnh hưởng đến độ tuyến tính của mạch LNA. Khi mạch không có độ tuyến tính tốt thì sẽ xuất hiện các thành phần bậc 2, bậc 3... Tớ lấy ví dụ có 2 tín hiệu f1, và f2. Thành phần bậc 3 sẽ tạo ra tín hiệu 2f1-f2, và 2f2-f1 có thể trùng với tần số tín hiệu mà ta đang cần xử lý. Cái này đặc biệt ảnh hưởng với các mạch cao tần băng thông rộng khi ta không thể lọc bỏ các thành phần bên ngoài băng. Đới với phần mạch lọc tính cực sau mixer thì độ tuyến tính đã được cải thiện đáng kể vì ở đây có sử dụng hồi tiếp. Vì vậy ta có thể nâng hệ số khuếch đại lên đến 40 dB.
Vấn đề tăng độ tuyến tính cho LNA đang là một yêu cầu rất quan trọng nhất là đối với những mạch băng thông rộng. Nó giới thiệu tớ bài báo này để tham khảo thêm "Linearization Techniques for CMOS Low Noise Amplifiers: A Tutorial"
Linearization Techniques for CMOS Low Noise Amplifiers A Tutorial_
Comment