PA / LNAとは何ですか?


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2つの同様の無線受信機モジュールの比較を見ました。彼らは同じICを使用していましたが、「パワーアンプ/低ノイズアンプ」の略語であると理解している「PA / LNA」が含まれているため、範囲が広がりました。

  • PA / LNAとは何ですか?
  • PA / LNAはRF範囲を拡大するためにどのように機能しますか?
  • PAとLNAは通常一緒に使用されますか?

(更新)より広い範囲のモジュールには、PAおよびLNA機能を含むこのICがあります。SE2431L2.4 GHz ZigBee / 802.15.4フロントエンドモジュール


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PA-パワーアンプ。LNA-低雑音アンプ。PA-信号強度。LNA-感度。PA-送信機。LNA-受信機。
イヴァン

回答:


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  • PA:(パワーアンプ)送信時に増幅します。
  • LNA:(低ノイズアンプ)受信時に増幅します。
  • 両方とも回路とアンテナの間にあります。
  • 二重化された信号の場合、パッシブデュプレクサはRx / Txの2つの間でシフトします。

PAは電力増幅器、この場合は信号の送信に使用されるRFまたはマイクロ波増幅器を表します。LNAは低ノイズアンプの略で、通常は高感度の信号受信機として高RF帯域またはマイクロ波信号に使用されます。PAとLNAは常に組み合わされているわけではありません。アプリケーションによって異なります。基本的な詳細をカバーするこの記事をウェブで見つけました。

ワイヤレス設計における低雑音および電力増幅器の基礎を理解するビル・シュウェバー
著電子製品提供
2013-10-24

1)ワイヤレス設計では、2つのコンポーネントがアンテナと電子回路の間の重要なインターフェースであり、低ノイズアンプ(LNA)とパワーアンプ(PA)です。しかし、それは彼らの共通性が終わるところです。どちらも原則として非常にシンプルな機能ブロック図と役割を持っていますが、それらには非常に異なる課題、優先度、パフォーマンスパラメータがあります。

2)LNAは未知の世界で機能します。レシーバチャネルの「フロントエンド」として、対象の帯域幅内で、非常に低電力、低電圧の信号に加えて、アンテナが自身に提示する関連するランダムノイズをキャプチャおよび増幅する必要があります。信号理論では、これは未知の信号/未知のノイズの挑戦と呼ばれ、すべての信号処理の挑戦の中で最も困難です。

3)対照的に、PAは、非常に高いSNRで、回路から比較的強い信号を受け取り、その電力を「単に」ブーストする必要があります。振幅、変調、形状、デューティサイクルなど、信号に関する一般的な要素はすべて既知です。これは、信号処理マップの既知信号/既知ノイズ象限であり、管理が最も簡単なものです。この明らかな単純な機能的状況にもかかわらず、PAにはパフォーマンス上の課題もあります。

4)デュプレックス(双方向)システムでは、LNAとPAは通常アンテナに直接接続せず、代わりに受動部品であるデュプレクサに接続します。デュプレクサは、位相調整と位相シフトを使用してPAの出力電力をLNA入力からブロックしながらアンテナに向け、敏感なLNA入力の過負荷と飽和を回避します。


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常に元のソースへのリンクを提供し、投稿のどの部分が引用されているかを明確に示すために常にテキストをフォーマットします。
デイブツイード

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@DaveTweed。リンクエイリアスの設定方法を教えてくれたThx。
Sparky256

いい説明。上部に箇条書きを追加する自由を取りました。
マークハリソン

デュプレクサをスキップできますか?ラズベリーパイボードからのWiFi信号を増幅して範囲を拡大したい。デュプレクサを制御するための制御ピンがあるとは思わない。
アビアロラ

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PAとLNAはRFリンクの両端にあります。二重リンクでは、信号の方向に応じて役割が切り替わります。2つのコンポーネント(2つのアンテナとともに)は、リンク予算を決定するのに非常に役立ちます。これは、送信範囲とビットレートの組み合わせに影響します。

受信側では、所定の変調方式と許容可能なエラーレートに対して、信号電力とノイズ電力の特定の比率が必要になります。信号電力は、送信電力(PAから)、アンテナゲイン、および伝送損失によって決まります。ただし、コンポーネントと電源の両方でより多くの電力が高価になります(PAは通常50%未満の効率です)。

LNAは、必要な信号とLNA入力での熱ノイズに加えて、もう少しノイズを増幅します。優れたLNAの場合、これは約1dBの余分な熱ノイズになります。また、LNAは、受信チェーンの後半で除去される可能性がある不要な(多くの場合強い)信号によって引き起こされる歪みを回避するために、線形である必要があります。

良いLNAは最初に投資するもので、これにより1-2 dBをかなり簡単に購入できます。それから良いアンテナ、そして最後にもっと強力なPA。貢献する小さな詳細もたくさんあります-これらの2つのコンポーネントだけでは、悪いデザインを救うことはできません。


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PA / LNAを理解しようとするとき、それらがデュプレクサとどのように関連しているかを理解することもできます。しかし、duplexer信号特性と回路図特性の両方を示す基本的なのわかりやすい図を見つけるのがどれほど難しいかを知るのは驚きでした。もちろん、今日では、携帯電話のベースバンドトランシーバーでよく使用されるさまざまなソリューションがあるため、デュプレクサも必要ありません。

この点で、私が見つけた説明的な写真の1つは、特許からのものです。

ここに画像の説明を入力してください

そしてYateBTSサイトから。

ここに画像の説明を入力してください

また、大まかに言うと、デュプレクサは同じアンテナでTX RXに使用されますが、同じ周波数ではないことがよくありますが、ダイプレクサは同じアンテナでTX または RX として使用されますが、異なる周波数。

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