Panduan Aplikasi Utama Untuk Desain Amplifier RF – Desain penguat RF memiliki tugas penting. Mereka memperkuat sinyal input Anda untuk meningkatkan bandwidth, cakupan, dan efisiensi. Tanpa mereka, Anda akan kesulitan mengelola sinyal RF Anda.
Panduan Aplikasi Utama Untuk Desain Amplifier RF
rfconcepts.com – Kami akan menyajikan enam poin terpenting untuk dipertimbangkan saat memulai proyek RF Anda. Namun sebelum itu, kita akan melihat aplikasi khas dari penguat RF.
1. Area Aplikasi Desain Penguat RFRF
Seperti yang kami katakan, amplifier RF memiliki berbagai aplikasi. Anda dapat menggunakannya untuk internet seluler, komunikasi satelit, dan militer, komunikasi nirkabel. Kapan pun Anda perlu memperbesar frekuensi radio Anda, pikirkan penguat RF.
Berikut adalah beberapa aplikasi yang paling umum
1.1. BTS 4G FDD dan TDD
Definisi
4G FDD (Frequency Division Duplex) adalah satu, dan yang lainnya adalah TDD (Time Division Duplex). Ini adalah dua standar teknologi 4G LTE. Kami menggunakan teknologi setiap hari di ponsel kami saat mengakses layanan online.
Spesifikasi desain
Dilansir dari kompas.com, FDD menggunakan spektrum berpasangan yang berasal dari 3G; TDD menggunakan spektrum tidak berpasangan dari TD-SCDMA. Amplifier bekerja di beberapa mode dan band untuk keandalan dan amplifikasi yang lebih tinggi.
Metode FDD menyebarkan dua frekuensi radio pembawa yang berbeda untuk transmisi dan penerimaan. Menjadi metode dupleks penuh, kedua fungsi dapat terjadi secara bersamaan.
Baca Juga : Kiat Penerimaan FM Yang Bagus Dari Radio Bob
Kedua bandwidth dipisahkan oleh frekuensi offset (Guard band). Dalam TDD, baik transmisi dan penerimaan terjadi melalui saluran yang sama. TDD lebih murah karena tidak adanya diplexer. Plus, pengguna dapat mengatur kecepatan unduh dan unggah dalam TDD.
Kasus desain
Untuk mengirim dan menerima sinyal pada saat yang sama untuk stasiun komunikasi yang ditingkatkan. Manfaat yang diharapkan termasuk pembicaraan yang lebih baik dengan waktu siaran dan menonton yang lebih baik. Amplifier ini membuat teknologi 4G lebih kuat dengan kekuatan sinyal yang luar biasa.
1.2. Stasiun Pangkalan 5G
Definisi
Stasiun pangkalan untuk spektrum 5G sebagian besar menggunakannya untuk konektivitas seluler. 5G adalah jaringan canggih dan berkecepatan tinggi yang menjadi populer di seluruh dunia.
Spesifikasi desain
Dibutuhkan ribuan menara 5G dan sistem antena terdistribusi. Amplifier berfungsi untuk teknologi 5G seperti IoT/LTE-A/5G. Mereka juga bergantung pada tingkat integrasi yang tinggi untuk menjaga biaya tetap rendah.
Spektrum bandwidth 5G terdiri dari frekuensi mulai dari 24 GHz hingga 95 GHz. Sekarang, ada dua rentang di sini. Rentang sub6 GHz (24GHz-39 GHz) dan spektrum pita milimeter (30Hz-300Hz) sangat populer. Ini digunakan untuk transmisi data berkecepatan tinggi, selain teknologi MIMO.
Kasus desain
Untuk memfasilitasi konektivitas dan komunikasi 5G. Kecepatan unduhan 5G yang tinggi dapat mentolerir latensi yang sangat rendah. Amplifier meningkatkan bandwidth dan memberikan efisiensi daya tinggi.
1.3. Repeater Nirkabel
Definisi
Repeater nirkabel adalah perluasan jangkauan nirkabel dan berfungsi untuk perangkat seperti router WiFi. Mereka hebat dalam memperluas jangkauan sinyal nirkabel.
Spesifikasi desain
Dilengkapi dengan receiver, amplifier, dan pemancar sinyal untuk memperluas jangkauan. Banyak speaker bahkan dapat meningkatkan sinyal WiFi dengan meregenerasi sinyal. Namun, repeater umumnya memberikan output daya yang rendah. Anda juga menggunakannya sebagian besar di lingkungan statis atau stasioner.
Repeater dan extender memanfaatkan sepenuhnya amplifier dua arah dupleks dan setengah dupleks. Amplifier dua arah dapat mengirimkan serta menerima sinyal RF.
Kasus desain
Memperluas jangkauan jaringan sinyal nirkabel seperti WiFi. Memungkinkan orang di area yang luas untuk mendapatkan sinyal RF. Regenerasi sinyal juga dapat mengurangi masalah seperti noise dalam pesan. Sehingga dapat meningkatkan kualitas sinyal.
1.4. Sistem Antena Terdistribusi (DAS)
Definisi
DAS adalah jaringan node antena. Node yang terpisah secara spasial terhubung ke terminal umum. Media terminal menyediakan layanan nirkabel di wilayah geografis tertentu.
Spesifikasi desain
DAS menggunakan konversi analog-ke-digital untuk mengubah transmisi RF menjadi sinyal digital. Amplifier bersifat dua arah dan dapat meningkatkan sinyal dari berbagai frekuensi. Mereka bahkan dapat membantu pesan mencapai area yang terhalang oleh menara ponsel.
Pembagi dan pengumpan pasif diperlukan untuk menerapkan DAS; Penguat repeater aktif dapat mengatasi rugi-rugi penyulang. DAS digunakan untuk menyebarkan area WiFi dalam ruangan untuk tujuan komersial.
Kasus desain
Gunakan untuk komunikasi nirkabel oleh polisi, layanan darurat, dan bahkan WiFi. Juga berguna untuk rumah sakit, bandara, bangunan komersial, dan terowongan. Ideal untuk mengakses layanan di area yang tidak tercakup oleh sinyal.
1.5. Radio Titik-ke-Titik Infrastruktur
Definisi
Radio point-to-point (P2P) adalah topologi nirkabel untuk menghubungkan dua sumber untuk membentuk jaringan. Ini adalah koneksi antara dua node atau titik akhir.
Spesifikasi desain
Ini memiliki salah satu arsitektur jaringan yang paling mudah. Topologi nirkabel P2P dapat berfungsi pada jarak kecil dan besar, dan tautan jarak pendek dapat menghubungkan dua lokasi yang terpisah beberapa ratus meter.
Yang perlu Anda lakukan hanyalah menggunakan radio nirkabel. Faktor penentu meliputi banyak hal. Misalnya, Anda melihat ketinggian perangkat radio Ethernet. Kemudian, Anda mengetahui frekuensi, daya keluaran, dan kemungkinan gangguan lingkungan.
Sirkuit datang dengan konfigurasi point-to-point untuk memungkinkan transmisi dan siaran. Amplifier dapat menyampaikan sinyal secara dua arah. Sistem ini ideal untuk mengembangkan infrastruktur nirkabel berkinerja tinggi.
Menyebarkan tautan dalam garis pandang yang jelas diperlukan untuk jaringan yang stabil di atas 2,4 GHz. Koneksi nirkabel P2P yang andal dimungkinkan dalam 900 MHz atau pita 400 MHz di NLOS (Near Line of Sight).
Kasus desain
Anda melihat ini untuk konektivitas nirkabel dua titik menggunakan frekuensi radio. Berguna untuk telekomunikasi, internet nirkabel, dan stasiun pangkalan. Memperkuat dan memperkuat sinyal untuk kinerja yang lebih baik.
1.6. Peralatan Nirkabel Keamanan Publik
Definisi
Peralatan nirkabel keselamatan publik adalah infrastruktur komunikasi khusus untuk tujuan keselamatan publik.
Spesifikasi desain
Arsitekturnya menggunakan sistem seperti TETRAPOL untuk komunikasi suara dan data. Spesifikasi amplifier berbeda berdasarkan sifat sistem nirkabel yang digunakan. Namun, amplifier sebagian besar bersifat dua arah. Mereka juga membantu memperluas jangkauan dan menghubungkan lebih banyak personel darurat di jaringan.
Kasus desain
Polisi, pemadam kebakaran, dan pemerintah menggunakannya untuk mengamankan warga. Teknologi ini beroperasi melalui walkie-talkie dan alat serupa. Peralatan keselamatan modern yang bekerja melalui internet juga dapat menggunakan amplifier.
1.7. Radio Militer
Definisi
Radio militer adalah perangkat komunikasi yang dirancang khusus untuk komunikasi pertahanan. Personil tentara menggunakan sistem selama patroli dan perang.
Spesifikasi desain
Anda dapat melihat radio genggam, radio taktis, dan stasiun siaran ulang. Amplifier termasuk amplifier RF taktis multi-band atau amplifier booster.
Amplifier high-rel, LNA, dan amplifier dua arah menjadi yang paling umum. Pesawat menggunakan bandwidth khusus 225-400 MHz. Dikenal sebagai band udara, itu juga umum dalam penerbangan sipil. Di antara pasukan darat, amplifier RF pada frekuensi bandwidth 30-512 MHz adalah standar.
Kasus desain
Militer menggunakan teknologi RF untuk komunikasi selama peperangan dan keadaan darurat. Bekerja secara efisien, bahkan di area dengan gangguan parah untuk menjaga konektivitas tanpa gangguan.
1.8. Peralatan Uji dan Pengukuran
Definisi
Peralatan pengujian dan pengukuran mengacu pada berbagai komponen dan peralatan RF. Anda dapat menggunakannya untuk menguji dan mengukur sinyal dan voltase.
Spesifikasi desain
Desain bervariasi sesuai dengan peralatan, seperti radio genggam. Kebanyakan amplifier memiliki buffer input yang tidak memerlukan Anda untuk mencocokkan impedansi. Hasilnya, Anda dapat menggunakannya dengan berbagai perangkat pengujian dan pengukuran.
Kasus desain
Desainnya sesuai dengan uji kebisingan elektromagnetik perangkat. Mereka dapat menentukan efisiensi berbagai alat dan mesin. Mereka juga dapat membantu dalam verifikasi kinerja.
2. Apa Fungsi Amplifier? Sebutkan Berbagai Jenis Amplifier RF?
Amplifier RF bekerja pada tegangan rendah (seringkali kurang dari 1 Volt). Sinyal RF nirkabel biasanya berada dalam rentang frekuensi 20 kHz hingga 300 GHz. Rentangnya adalah ambang batas pendengaran atas manusia. Ini juga merupakan titik awal untuk frekuensi inframerah.
2.1 Penguat RF memiliki tiga fungsi utama. Hampir semua aplikasinya menggunakan ketiganya.
Penguatan Amplifikasi
Salah satu fungsi utama RF Amplifier adalah meningkatkan kekuatan ketika amplitudo input terlalu rendah.
Rasio Signal-to-Noise (SNR), nilai kunci dalam komponen penguat RF, tidak boleh memiliki nilai kurang dari 1,1. Pengurangan nilai SNR adalah di mana gain masuk. Amplitudo harus sesuai dengan rentang input yang diperlukan untuk komponen seperti konverter A/D. Antena memancarkan sinyal RF yang memiliki tegangan potensial. Tegangan bervariasi dalam mikrovolt ke kisaran milivolt.
Penguat penguatan memperkuat frekuensi sinyal input tetapi menghindari kebisingan atau distorsi. LNA kompatibel dan berfungsi dengan level sinyal rendah dari antena. Beberapa desain LNA (low noise amplifiers) memungkinkan penguatan penguatan tetap (2x, 4x, 8x, 16x, 10x, atau 100x). VGA (penguat gain variabel) memberi pengguna kontrol yang lebih baik.
Mereka dapat menyempurnakan perolehan sesuai kebutuhan. Di VGA, komponen tambahan termasuk opsi kontrol tegangan seperti resistor eksternal. Kontrol analog antara 0 hingga 1 v juga tidak jarang.
Amplifikasi Penyangga
Buffer berguna dalam mempertahankan bentuk dan amplitudo sinyal yang seragam (terutama beban sinyal yang terus meningkat). Penguat penyangga mencegah distorsi sinyal atau perubahan fidelitas karena impedansi. Cocokkan impedansi rangkaian keluaran dari metode konjugasi yang rumit menggunakan penguat penyangga. Ini adalah metode yang populer.
Amplifikasi Pengemudi
Sebuah driver berfungsi sebagai sumber dan sink arus dan untuk beban impedansi rendah. Mereka memberikan dorongan daya untuk menggerakkan antena dalam bentuk arus / tegangan. Oleh karena itu, penguat driver RF juga dikenal sebagai penguat daya RF.
Tergantung pada konfigurasinya, driver RF dapat memberikan penguatan dan penguatan tetap. Aplikasi inovatif lainnya termasuk antarmuka yang dioperasikan pengguna dan power rail yang dioperasikan DC. Parameter yang harus diperhatikan adalah peringkat sumber/sink. Peringkat yang berbeda terkait dengan waktu dan tegangan juga diperlukan.
Sejumlah besar komponen rangkaian penguat RF tersedia di pasaran saat ini. Untuk mencegah penyalahgunaan dan ketidakcocokan, ketahui detail yang tepat dari komponen sirkuit Anda. Pilih produsen yang berpengalaman dan terkenal untuk kualitas dan jaminan.
2.2 Amplifier RF dapat terdiri dari banyak jenis berdasarkan penggunaan dan desainnya. Berikut adalah tabel untuk referensi Anda
1) Penguat Broadband:
Juga dikenal sebagai penguat pita lebar, penguat ini memberikan penguatan di seluruh bandwidth yang luas. Desain mereka memastikan bahwa mereka mempertahankan kebisingan minimal atau distorsi sinyal. Amplifier broadband adalah standar di sirkuit penerima dan di bagian depan antena.
Impedansi adalah perlawanan terhadap aliran arus oleh rangkaian pada penerapan tegangan beban. Sulit untuk memperkirakan transformasi impedansi melalui bandwidth yang luas. Ini menghasilkan penggunaan sehari-hari sebesar 50 sebagai beban keluaran.
Pout (Vbr – VK )2/8 Z0
Dimana Pout = Daya Keluaran Transistor
Vbr = Tegangan Rusak
VK = Tegangan Lutut.
2) Dapatkan Penguat Blok
Blok gain seperti amplifier broadband. Tapi, mereka gagal memberikan tingkat kebisingan yang rendah sebanding dengan amplifier broadband. Sebaliknya, mereka memiliki tingkat gain yang lebih tinggi dan lazim di IF, RF, dan pemancar gelombang mikro.
Blok penguatan dapat memberikan tingkat daya mulai dari 5 dBm hingga 1W melalui banyak bandwidth. Mereka cocok untuk digunakan baik dalam narrowband atau broadband. Tapi, ini tergantung pada tujuan desain mereka.
Penguat blok penguatan tersebar luas di industri, pertahanan, kedirgantaraan, dan infrastruktur nirkabel.
3) Penguat Log
Tegangan keluaran sebanding dengan log natural dari tegangan masukan.
Kurva penguatan dalam penguat log berguna untuk melakukan fungsi operasional yang berbeda.
Persamaan untuk log amp menggunakan konsep singkat virtual. Tegangan pada terminal input pembalik tetap 0 V. Proses 3 langkah melibatkan:
Persamaan nodal pada terminal input:
(0-Vi)/R1 + Jika Jika = Vi/R1
Persamaan untuk arus bias maju dalam dioda:
Jika = Apakah e
Menerapkan KVL dan log natural pada persamaan ke-2
V0= -nVTln()
Sini,
IS = Arus saturasi dioda
Vf = Penurunan tegangan pada bias maju
VT = Tegangan termal Setara
VI = Tegangan Masukan
4) Penguat Penguatan Variabel (Konverter Linier ke Logaritma)
Keuntungan utama dari penguat penguatan variabel adalah kemampuannya untuk mengontrol penguatan. Kadang-kadang, manfaatnya dapat diprogram dan bahkan dapat memberikan hasil yang diinginkan. VGC (Variable Gain Circuits, juga dikenal sebagai variabel attenuator) dapat mencapai kontrol ini. Disingkat sebagai VCA, mereka sering merupakan bagian dari rangkaian kontrol loop tertutup. Sirkuit ini mempertahankan tingkat daya sinyal yang konsisten.
Aplikasi utama VCA adalah di studio musik dan produksi audio. Mereka sangat penting untuk kompresi tingkat suara, modulasi amplitudo, dan synthesizer. VCA juga menemukan kegunaannya di banyak industri lain.
Baca Juga : 10 Stasiun Radio Musik Terbaik di Seluruh Dunia
5) Penguat Kebisingan Rendah
Penguat kebisingan rendah (LNA) dapat memperkuat sinyal berdaya rendah dan mengurangi kebisingan tambahan yang akrab bagi speaker tradisional. Perancang sirkuit mencapai ini dengan menggunakan komponen khusus dan topologi sirkuit. Fokus yang sama diperlukan untuk penguatan daya dan impedansi yang sesuai.
Tempat umum penggunaan LNA termasuk sistem komunikasi radio. Peralatan pengujian- baik elektronik dan medis menggunakan LNA. LNA rata-rata dapat memberikan penguatan daya sebesar 20 desibel. Rasio signal-to-noise dapat berkurang kurang dari dua faktor (3dB noise figure). Sementara LNA menangani sinyal yang lemah, dampak dari sinyal yang andal juga penting. Tanda-tanda daya tinggi yang dikombinasikan dengan gain tinggi LNA bertanggung jawab atas distorsi intermodulasi.
