O que é um amplificador de baixo nível de ruído?

Os sistemas elétricos são compostos por uma infinidade de componentes, e variações de tensões e correntes podem causar o que é chamado de ruído. Muitos sistemas, especialmente as comunicações sem fio, utilizam um amplificador ou pré-amplificador de baixo ruído para aumentar o sinal e reduzir o ruído. Um amplificador de baixo ruído é parte integrante de muitos aplicativos, como telefones celulares e redes locais sem fio (WLAN). Receptores e antenas utilizam a função de um amplificador de baixo ruído para manter o sinal-ruído (SNR) de uma aplicação específica.

Amplificadores e pré-amplificadores variam em tamanho e força de uma aplicação para outra. Por exemplo, um amplificador de baixo ruído usado em uma aplicação militar, como interceptores de sinal, consumirá grandes quantidades de energia e normalmente será bastante grande. Quando utilizado na indústria de eletrônicos de consumo, no entanto, é preferível um amplificador de baixo ruído, que funciona com baixa tensão e se integra facilmente.

Um amplificador de baixo ruído pode ser desenvolvido para se adaptar a uma variedade de parâmetros. O mais importante desses parâmetros inclui os níveis de consumo de energia, o ganho e o valor do ruído. Um amplificador combinado com um mixer compõe a maioria dos receptores de radiofrequência (RF). O objetivo do amplificador é receber e aumentar o sinal recebido e alimentá-lo no mixer, que realiza a conversão de frequência.

O ruído excessivo é um problema inerente a todas as comunicações sem fio e é produzido pelos próprios componentes elétricos e pelo ambiente externo. Para que um amplificador de baixo ruído seja eficaz em aumentar um sinal sem introduzir muito de seu próprio ruído, a amplificação do primeiro estágio deve ser alta, assim como o ganho. Equilibrar a figura de ruído e o ganho de potência permite um amplificador de baixo ruído para facilitar a recepção e transmissão de sinais em um ambiente de baixa potência ou alto ruído.

A estabilidade na frequência desejada para um projeto específico é outro dos principais parâmetros consistentemente considerados. O uso e dissipação de energia também são testados e ajustados para desempenho na construção de amplificadores. A entrada e a saída do amplificador foram projetadas para corresponder o mais precisamente possível para evitar incompatibilidades que possam prejudicar a funcionalidade do dispositivo. As cargas de entrada nos amplificadores de baixo ruído geralmente estão longe do ideal, com variações geralmente causadas por fatores como flutuações ambientais e filtros de entrada. Todos os componentes de um amplificador de baixo ruído devem ser otimizados para fornecer o melhor desempenho possível, equilibrando os parâmetros de cada variável.