Che cos'è un amplificatore a basso rumore?
I sistemi elettrici sono composti da una miriade di componenti e le variazioni di tensioni e correnti possono causare rumore. Molti sistemi, in particolare le comunicazioni wireless, utilizzano un amplificatore o preamplificatore a basso rumore per aumentare il segnale e ridurre il rumore. Un amplificatore a basso rumore è parte integrante di molte applicazioni, come telefoni cellulari e reti locali senza fili (WLAN). I ricevitori e le antenne utilizzano la funzione di un amplificatore a basso rumore per mantenere il segnale-rumore (SNR) di una particolare applicazione.
Amplificatori e preamplificatori variano in dimensioni e intensità da un'applicazione all'altra. Ad esempio, un amplificatore a basso rumore utilizzato in un'applicazione militare come gli intercettori di segnale consumerà grandi quantità di energia e sarà in genere piuttosto grande. Quando viene utilizzato nel settore dell'elettronica di consumo, tuttavia, è preferito un amplificatore a basso rumore che funziona a bassa tensione e si integra facilmente.
Un amplificatore a basso rumore può essere sviluppato per conformarsi a una varietà di parametri. Il più importante di questi parametri include i livelli di consumo energetico, il guadagno e il livello di rumore. Un amplificatore combinato con un mixer costituisce la maggior parte dei ricevitori a radiofrequenza (RF). Lo scopo dell'amplificatore è quello di ricevere e potenziare il segnale in ingresso e inviarlo al mixer, che esegue la conversione di frequenza.
Il rumore eccessivo è un problema inerente a tutte le comunicazioni wireless ed è prodotto sia dai componenti elettrici stessi che dall'ambiente esterno. Affinché un amplificatore a basso rumore sia efficace nel potenziare un segnale senza introdurre troppo del proprio rumore, l'amplificazione del primo stadio deve essere elevata, come deve essere il guadagno. Il bilanciamento della cifra di rumore e del guadagno di potenza consente a un amplificatore a basso rumore di facilitare la ricezione e la trasmissione di segnali in un ambiente a bassa potenza o rumore elevato.
La stabilità alla frequenza desiderata per un particolare progetto è un altro dei parametri chiave costantemente considerati. L'utilizzo e la dissipazione di energia sono inoltre testati e ottimizzati per le prestazioni durante la costruzione di amplificatori. L'ingresso e l'uscita dell'amplificatore sono progettati per adattarsi il più precisamente possibile per evitare discrepanze che potrebbero compromettere la funzionalità del dispositivo. I carichi in ingresso su amplificatori a basso rumore sono in genere tutt'altro che ideali, con variazioni spesso causate da fattori come fluttuazioni ambientali e filtri di ingresso. Tutti i componenti di un amplificatore a basso rumore devono essere ottimizzati per fornire le migliori prestazioni possibili bilanciando i parametri di ciascuna variabile.