¿Que es el LNA?

Amplificador de bajo ruido (LNA) es un amplificador electrónico utilizado para amplificar señales débiles (por ejemplo, capturado por una antena ). Por lo general se encuentra muy cerca del dispositivo de detección para reducir las pérdidas en la línea de alimentación. Esta antena activa es de uso frecuente en los sistemas microondas como el GPS , ya que el cable coaxial de línea de transmisión tiene mas pérdidas en frecuencias de microondas, por ejemplo, una pérdida del 10% procedentes de unos pocos metros de cable podría causar una degradación del 10% de la señal-ruido- (SNR).

El uso de un LNA, el efecto del ruido de las etapas posteriores de la cadena que recibe se reduce por el aumento de la LNA, mientras el ruido de la propia LNA se inyecta directamente en la señal recibida. Por lo tanto, es necesario que la LNA para aumentar la potencia de la señal deseada al tiempo añada el menor ruido y la distorsión posible, de manera que la recuperación de esta señal es posible en las etapas posteriores en el sistema. Una buena LNA tiene un NF baja (como de 1 dB), una ganancia lo suficientemente grande (como 20 dB) y debe tener sobremodulación lo suficientemente grande y el punto de compresión (IP3 y P1dB). Otros criterios son el ancho de banda de funcionamiento, de la llanura de ganancia, la estabilidad y la VSWR de entrada y de salida.

Para ruido, el amplificador debe tener una amplificación alta en su primera etapa. Por lo tanto JFET y HEMT son de uso frecuente, y amplificadores de distribución pueden ser utilizados. Son conducidos en un régimen de corrientes altas, que no es eficiente, pero reduce la cantidad relativa de ruido de disparo . De entrada y salida se pongan en venta los circuitos para los circuitos de banda estrecha mejorar la ganancia (ver ancho de banda de ganancia del producto ) y no utilizar resistencias, ya que aumentaría el ruido. Polarización es realizada por grandes resistencias, ya que la eficiencia energética no es necesaria, y una gran resistencia evita las fugas de la salida de la señal débil de la ruta de señal o ruido en la señal.


Enlaces de Referencia

http://translate.google.com.co/translate?hl=es&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Low-noise_amplifier&ei=eZc_TarpHcOBlAf4qP2WAw&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=1&ved=0CCwQ7gEwAA&prev=/search%3Fq%3DLNA%26hl%3Des%26prmd%3Divns

https://docs.google.com/viewer?url=http://www.ele.uva.es/~sduenas/ELECTAV4/CAP8LNA.ppt


¿Que es selectividad en un receptor?

La selectividad del  receptor  móvil es su habilidad para rechazar las interferencias vecinas dentro  y  fuera  de  la banda de recepción. En la arquitectura  heterodina, la señal imagen es la principal  interferencia a considerar, otras interferencias importantes son dentro de la banda, las interferencias en el  canal  adyacente, en  el canal alterno, y la intermodulación producida por dos interferencias en  banda,  y fuera de la banda, las interferencias de alto nivel que eventualmente pudieran desensibilizar  al receptor. Todo estas condiciones son función del tipo de arquitectura de recepción, la selectividad de los filtros, y el nivel de las interferencias tal y como lo analizaremos a continuación. Cuando  una interferencia de alto nivel se presenta a la entrada  del receptor junto con la señal deseada, la interferencia podría degradar la sensibilidad  del receptor si la selectividad del receptor (rechazo de la interferencia) no es adecuada, esto se manifiesta por una potencia de ruido  residual que se adiciona al ruido de fondo en el canal deseado degradando la relación señala ruido mínima requerida, esto se  expresa de  la siguiente forma:

Donde  en  dBm es la contribución del ruido de fondo en el canal y la potencia  de  ruido residual generada por la interferencia, KTBF es la potencia  del ruido de fondo en el canal en dBm,es la relación señal a ruido mínima en dB y  es la potencia residual producida por la interferencia en dBm, de acuerdo al lenguaje de los receptores esta ecuación esta referida a  la entrada del receptor. Veamos  ahora los casos particulares de las interferencias arriba mencionados.

Selectividad de los canales adyacente y alterno

Una señal modulada e interferente de gran nivel en el canal adyacente o alterno puede impactar el funcionamiento del  receptor  si la potencia de la interferencia residual degrada significativamente la relación  señal a ruido. En el caso de una interferencia en el canal adyacente  las contribuciones a esta degradación pueden ser de cuatro fuentes, la primera es el  resultado de un rechazo inadecuado del filtro del canal adyacente para la  trayectoria directa, la segunda es el resultado del efecto de mezclado reciproco entre la interferencia y el  ruido de fase del oscilador local,  la  tercera  es el resultado del efecto de mezclado reciproco entre la interferencia  y  los espurios del oscilador local y la cuarta es el resultado de la íntermodulación de tercer orden de la señal interferente modulada. Considerando que las cuatro contribuciones presentan la misma ponderación.

Selectividad  de interferencias a ínter modulación de Tercer orden

Dos interferencias de alto nivel junto con la señal deseada a la entrada del receptor pueden producir una íntermodulación de tercer orden en el canal deseado. En este caso la potencia residual es una contribución  desigual de al menos 5 fuentes: la primera y segunda es por el rechazo  inadecuado de la  interferencia por el filtro de la trayectoria directa, la tercera es por el mezclado  reciproco entre  la primera interferencia y el ruido de fase del oscilador local, la cuarta es por el mezclado reciproco entre la segunda interferencia y el ruido de fase del oscilador local y la quinta es la íntermodulación producida por  las  dos  señales de interferencia. En este  caso el  parámetro buscado es  el nivel de intermodulacion a la entrada por en primer lugar es indispensable definir el nivel máximo de la ínter modulación permitida.

Selectividad de interferencias bloqueadoras.

Dos tipos de interferencias  son  a  considerar, dentro  y fuera de la banda. Las grandes interferencias tienden a reducir la ganancia del receptor por el efecto de compresión de  la ganancia, cuando una  señal de interferencia de alto nivel se presenta junto con la señal deseada a la  entrada del receptor, la señal deseada experimenta una reducción de  ganancia produciendo la desensibilizacion del receptor. La interferencia residual en este  caso es  una contribución doble, la primera es el resultado de filtrado inadecuado de la  interferencia  en la trayectoria directa  y la segunda es el resultado del mezclado reciproco entre la interferencia y el ruido de fase del oscilador local.

Enlaces de Referencia:

http://webdiee.cem.itesm.mx/web/comunicaciones/publicaciones/considermovilesver2003.pdf

¿Que es sensitividad o sensibilidad en un receptor?

La sensibilidad del receptor móvil determina su capacidad  para  responder a señales débiles, donde la mínima potencia de la señal deseada que el receptor puede detectar se define como la sensibilidad. Generalmente en el lenguaje de los receptores  el  ancho  de banda de la recepción deberá estar definido, así la mínima potencia de recepción esta relacionada con el ruido en el canal.

Por ejemplo, una sensibilidad de la recepción de -98 dBm es mejor que una sensibilidad de la recepción del dBm -95 por DB 3, o un factor de dos. Es decir en una tarifa de datos especificada, un receptor con una sensibilidad del dBm -98 puede oír las señales que son medio tan débiles como un receptor con un dBm -95 recibe sensibilidad.

La ecuación simplificada de la sensibilidad (en voltios) es

donde

k = Constante de Boltzmann
Ti = temperatura de ruido que la antena ve (los kelvins)
Ts = temperatura de ruido del receptor (kelvins)
B = anchura de banda (hertzios)
R = SNR requeridos en la entrada (linear, no en el DB)
Z0 = impedancia característica (50 Ω)

Se define a la sensibilidad como: “La potencia (o tensión, según el modo de definirla) que aplicada a la entrada del receptor produzca en su salida un aumento de la potencia de salida total de 10 dB”. Este aumento potencia de salida total,  que medimos sobre el parlante, por ejemplo, es la señal más el ruido presente. La manera matemática de expresarlo es:

Señal de Salida + Ruido de Salida           <= Con el generador
10 log ———————————– = 10 dB  (ec-7)
Ruido de Salida                    <= Sin el generador

Si escribimos la ec-7 de otra manera

Señal de Salida     Ruido de Salida
10 log —————- + —————– = 10 dB  simplificando…
Ruido de Salida     Ruido de Salida

Señal de Salida
10 log —————- + 1 = 10 dB   (ec-8)
Ruido de Salida

De esa última podemos conocer cual es la relación señal-ruido a la salida en estas condiciones, despejando:

Señal de Salida
—————- = 10 – 1 = 9  que expresada en dB es:
9,54 dB (ec-9)
Ruido de Salida

Con esta podríamos averiguar cuál es la señal de entrada que aplicada sobre un receptor ideal produciría ese aumento, por ende la sensibilidad de un receptor ideal. Sabemos que la salida es igual a la entrada multiplicada por la ganancia del receptor, entonces:

Señal de salida = G * Señal de Entrada [W]   y

Ruido de salida = G * F * Ruido de Entrada [W]   pero recordando que por la ec-4:

Ruido de Entrada = k * To * B

reemplazando todo esto en la ec-9 obtenemos

G * Señal de Entrada
———————- =
9      despejando Señal de Entrada tenemos
G * F * k * To * B

Señal de Entrada [W] =  9 * F * k * To * B (ec-10)

Señal de Entrada [W] =  9 * 5 * 1,38 * 10-23 * 291 * 2700 = 4,88 * 10-16 W

Que siendo la resistencia de entrada 50 Ohm, representa una tensión de:

_______________________________
Señal de Entrada [V] =
Ö Señal de Entrada [W] * 50 Ohms

__________________________________________________
Señal de Entrada [V] =
Ö 4,88 * 10-16 W * 50 Ohms = 1,57 * 10-7 V = 0,157 µV

De aquí vemos que la sensibilidad del receptor ideal en estas condiciones es de 0,157 µV.

Enlaces de Referencia:

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Sensitivity_(radio_receiver)

http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/ruido/sen-ruido.htm

¿Que es Frecuencia Imagen?

En una recepción de radio utilizando un receptor superheterodino, la frecuencia imagen es una frecuencia de entrada no deseada que es capaz de producir la misma frecuencia intermedia (IF) que la que produce la señal de entrada deseada. Es una causa potencial de interferencias y por tanto crea problemas a la hora de obtener una recepción adecuada.

En un receptor heterodino, un mezclador alimentado mediante un oscilador local cuya frecuencia f_{o}\! sintonizable convierte la frecuencia de entrada deseada f_{s}\! a una IF prefijada f_{i}\! la cual pasa a través de filtros selectivos en frecuencia, amplificadores y detección. La salida de un mezclador simple contiene la suma y la diferencia de las dos frecuencias de entrada. Posteriormente ambas frecuencias f_{o}\pm f_{s} se convierten a la frecuencia f_{i}\!. Normalmente sólo se desea recibir una de las dos. La frecuencia no deseada se llama “imagen” de la deseada, o bien la “frecuencia espejo”, debido a la simetría entre ambas frecuencias detectables respecto a f_{o}\!. La sensibilidad a la frecuencia imagen puede ser minimizada o bien mediante un filtro sintonizable que preceda al mezclador, o bien mediante un circuito mezclador mucho más complejo.

Elegir una alta IF permite el uso de un filtro simple para la primera opción. Los filtros IF fijos no contribuyen al rechazo de la imagen pero pueden ser diseñados para dejar pasar un rango determinado de frecuencias, llamado ancho de banda, que estará centrado en la frecuencia f_{s}\! del receptor.

Por ejemplo, si la señal deseada es 100.0 MHz, y la IF es 10.7 MHz, el oscilador local puede sintonizarse a 110.7 MHz, generando la señal suma (210.7 MHz) y la resta (10.7 MHz). Sin embargo, una señal de entrada que esté a 121.4 MHz generará también una señal suma (232.1 MHz) y una señal diferencia (10.7 MHz). Ésta última señal será seleccionada y amplificada por las etapas IF del receptor de radio. La señal a 121.4 MHz se denomina “imagen” de la señal deseada a 100.0 MHz.

En resúmen:

f_{imagen}=|f_{s}-2f_{o}|\!

Enlace de Referencia

http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/amtema.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_imagen