L'MMIC BGA7024 della NXP è un amplificatore one-stage, disponibile in un contenitore a basso costo surface-mount. L'amplificatore BGA7024 della NXP offre una corrente di uscita di 24 dBm di guadagno ad 1 dB di compressione ed una prestazione fino a 2700 MHz.
Amplificatore BGA7024 - Caratteristiche
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- frequenza di funzionamento da 400 MHz a 2700 MHz
- 16 dB small signal gain a 2 GHz
- polarizzazione integrata attiva
- 5 V supply operation
- tutti i pin protetti ESD
Applicazioni BGA7024
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- applicazioni industriali
- broadband CPE/MoCA
- WLAN/ISM/RFID
- e-metering
- infrastrutture wireless (base station, ripetitori, sistemi di backhaul point-to-point)
- SMATV
Vedo che è un amplificatore molto versatile, che rende i segnali molto più facili da analizzare, e soprattutto puliti, senza troppe distorsioni, questo può essere un fattore fondamentale per le trassmissioni digitali delle immagini televisive, che come sappiamo, sono molto instabili dato che sono molto sensibili alla qualità del segnale, e se non sono amplificati correttamente, ma distorti, non riusciamo a vedere il nostro film preferito, perché le immagini sul televisore o si vedono bene o non si vedono proprio.
la cosa interessante è la larghezza della banda, comunque andando a guardare il datasheet cambiano i componenti esterni per ogni range di frequenze, il che dipende dall’utilizzo che se ne vuole fare.
non ho ancora studiato amplificatori ad alte frequenze… la cosa che salta subito all’occhio e mi incuriosisce, per me che ora sto studiando la progettazione del pcb, sono gli accorgimenti che si usano nel caso di frequenze così alte, per evitare interferenze tra le piste, e adattare l’impedenza sempre a 50ohm, sono sempre specificate nel collegamnto tra due componenti le microstrip..
Un massimo di 2700mhz? ma non è tantissimo???
non eccessivamente…nelle applicazioni satellitari si arrivano a toccare i 12GHz, quindi i sistemi di telecomunicazione utilizzati in questi ambiti necessitano di amplificatori a microonde che supportano frequenze così alte. Anche nei network analyzer da qualche centinaia di miliaia di euro ci sono amplificatori con prestazioni ben più spinte rispetto a ciò che è presentato nell’articolo. Poi tieni conto che le comunicazioni wireless comunicano alla frequnza tipicamente di 2.4GHz e necessitano di amplificatori la cui larghezza di banda deve essere ben più estesa per evitare attenuazioni e riduzioni di guadagno.
ti hanno gia risposto, può esserti utile dare uno sguardo a questo link, giusto per avere una panoramica delle bande che si utilizziano (così in alto) e gli usi che se ne fanno —> http://www.sicurarea.com/index.php?option=com_content&view=article&id=64:normativa&catid=61:normative&Itemid=86
le suddivisioni di questo tipo, esistono sin dai tempi dei radio amatori… 🙂
ti mando anche qualche altro link http://it.wikipedia.org/wiki/Bande_radioamatoriali
http://it.wikipedia.org/wiki/Radioamatore
ancora meglio questo
http://www.oocities.org/siliconvalley/2551/bande.htm
riguardo l’impedenza delle microstrisce: Non sono uno specialista del settore, ma so che ad esempio i cavi coassiali televisivi sono adattati a 75Ω, le piste che devono interfacciarsi con questi cavi vengono realizzate ugualmente a 50Ω? vengono realizzate reti di adattamento, oppure si trascurano le perdite da disadattamento?
Comunque per quel che riguarda gli amplificatori a rf, difficilmente vengono realizzati amplificatori _di potenza_ a banda molto larga, perchè le tecniche utilizzate consistono spesso in amplificatori accordati, e allargare la banda passante, mantenendo una fase lineare in frequenza potrebbe essere abbastanza difficile… Poi dipende sempre dagli usi che si devono fare… probabilmente le prestazioni in fase potrebbero non essere determinanti, e allora la realizzazione può essere più agevole
allora, l’impedenza Zo di una linea dipende dalle dimensioni geometriche e dal tipo di isolante utilizzato. In ultima analisi Zo dipende dalla capacità e dallinduttanza calcolabili per unità di lunghezza… Una formula generale ed apparentemente semplice è: Zo = √ ( Lo / Co ) il problema è prorpio il calcolo di Lo e Co.
Ad esempio per un cavo coassiale Zo = (1 / 2π)√ [μ/ε ln (a/b)] dove μ ed ε sono le costanti magnetiche ed elettriche dell’isolante, a è il diametro interno del conduttore esterno, e b il diametro esterno del conduttore interno…
Il problema nasce quando si collegano due oggetti (collegamenti, amplificatori o altro ) con Zo diversi.
La linea si dice adattata quando è chiusa su un carico pari all’impedenza caratteristica, quando una linea di trasmissione è chiusa su un carico, una parte di potenza incidente viene riflessa dal carico stesso, se la linea è adattata possiamo dire che in pratica simula una linea di trasmissione di lunghezza infinita in cui la propagazione avviene con una sola onda diretta dal generatore al carico senza punti di riflessione.
nel caso di linea disadattata innanzi tutto perdiamo in potenza (come dicevi tu)
e poi sulla linea si gengera un onda stazionaria che può risulatre dannosa, ad esempio in sistemi ad alta potenza, tensioni elevate possono indurre perforazioni del dielettrico (potrebbe giungere ad avere una ampiezza massima superiore a quella ammissibile) e l’onda riflessa danneggiare il generatore.
si mettono degli adattatori, tra linea e carico e l’operazione di adattamento consiste nell’aggiungere al carico unimpedenza tale che quella totale sia pari a Zo.
Per adattare la linea, si aggiunge un tratto di linea lungo λ/4 prima del carico in modo da eliminare ogni riflessione ma tale adattamento è a banda stretta perché, a rigore è valida per la sola frequenza f = c/λ
Adattamento mediante stub in serie o parallelo:
stub parallelo, ci metti un pezzo di linea in parallelo chiusa in corto,
stub serie, si apre una linea e si aggiunge un pezzo di filo in serie a quell’altro …
alla fine della fiera non credo che trascurino le perdite ma che ci mettano un adattatore… per tutti i problemi sopra elencati
ps_ campi elettromagnetici l’ho seguito un po per cultura personale ma non l’ho proprio studiato, dato che non è nel mio curriculum formativo 🙂
Grazie della risposta! I link sono utilissimi!
Grazie anche ad Alex per la precisione e puntualità 😉
Qualcuno può spiegarmi cosa significa “24 dBm di guadagno ad 1 dB di compressione” in materia sono piuttosto ignorante ma mi interessa molto. Così mi interesssa il suo utilizzo nel caso delle reti wifi così come ho letto sopra. Thanks
Un dBm è un’unità standard per misurare la potenza di un segnale, in relazione ad un segnale di riferimento di 1 milliwatt.
dBm è simile al dB (decibel) restando che il decibel è relativa alla potenza del segnale in ingresso, mentre il dBm è relativo ad un segnale di 1 milliwatt.
In altre parole, il dB è una misura relativa e dBm è una misura assoluta.
Esprimersi in dbm significa rapportare una potenza P con una P* il cui valore è 1 milliwatt, secondo la formula dbm=10logP/P*. (Il logaritmo naturalmente è in base 10).
1 db di compressione è il valore della potenza d’ingresso corrispondente ad una diminuzione del guadagno di 1dB rispetto al valore lineare
La compressione del guadagno è dovuta alle non-linearità dell’amplificatore, tale non-linearità causa la riduzione del guadagno quando vengono applicati in ingresso segnali con potenze sufficientemente alte. L’influenza della compressione se si vuole ottenere una buona fedeltà va limitata perchè causa distorsioni.
Per misurare questa cosa si usa il “punto di compressione del guadagno” definito come la potenza di ingresso per cui il guadagno si riduce rispetto a quello di piccolo segnale di una determinata quantità…
http://www.etantonio.it/IT/Universita/MasterSatellitare/ESP/ProgettazioneAmplificatoriEtTecnologie.aspx
http://it.wikipedia.org/wiki/Compressione_del_guadagno
ho capito… l’adattamento mediante stub e LdT a lambda quarti l’ho visto a campi elettromagnetici, e le cose sulle guide d’onda le ho viste a microonde. Non pensavo comunque che si facesse davvero in maniera così semplice! Pensavo boh… che si creasse qualche struttura geometrica tale da rendere il carico adattato in qualche maniera! interessante comunque!
anche io ci son rimasto così :O quando il prof ha detto che “basta un pezzo di filo”… mi immaginavo anche io robe simili, ma magari questo è in linea di principio, poi non so nella pratica come fanno veramente… se guardi la foto dell’amplificatore vedi che c’è un pezzo di pista a zig-zag tipo serpente o meglio a ondine non so come definirlo, comunque a sinistra vicino al connettore di ingresso… potrebbe essere un addattamento o secondo te è un induttanza? bhò
“L’amplificatore BGA7024 della NXP offre una corrente di uscita di 24 dBm di guadagno” non è un’espressione corretta.
L’espressione corretta è:
“L’amplificatore BGA7024 della NXP offre una POTENZA di uscita di 24dBm al punto di compressione di un 1dB”
– Il dBm è un’unità di misura della POTENZA.
– Il dB è un’unità di misura del GUADAGNO (o dell’ATTENUAZIONE).
– In generale, il guadagno di un amplificatore decresce al crescere della potenza in ingresso/uscita. Il punto a 1dB di compressione è il punto di lavoro dove il fattore di amplificazione cala esattamente di un decibel.
Ciao
In qualche amplificatore a microonde che ho avuto modo di vedere, c’erano delle curve come quelle che servivano da induttanza (a volte anche circondata da pezzi di ferrite magnetizzata), ma probabilmente (teoria mia) si dovrebbero adattare bene anche come reti sfasatrici… metti che voglio creare un elemento di ritardo a banda stretta, l’idea è come quella dello stub a lambda quarti: a frequenze molto alte uno potrebbe piazzare una certa parte di microstriscia e ottenere così uno sfasatore che ritarda il segnale della frazione di lambda che è lunga la striscia. Non so se mi sono spiegato… In ogni caso non fidarti troppo della mia impressione
ok quello dei campi è un campo ^_^ in cui non siamo prorpio esperti, ci vuole un telecomunicazionista, (i quali d’altronde li abbiamo creati noi elettronici hahaa), comunque ho capito cosa volevi dire, è possibile anche quello…mhà vabè
alt! ci vorrebbe un “elettronico telecomunicazionista” da noi tlc e basta è un corso di laurea ad alto livello, più vicina a informatica che a elettronica! gli esami di antenne e microonde non sono nemmeno obbligatori!
D: qui invece, c’è proprio il corso triennale e di queste robe ne fanno abbastanza… e per quanto ne sappia, almeno nell’ordinamento precedente, tra campi, microonde e compatibilità elettromagnetica mi sembra che crediti ce ne siano abbastanza 🙂
Mi sembra un ottimo amplificatore di segnale, il guadagno è più che buono e la frequenza è molto alta.
Nessuna notizia riguardo al costo?
per il costo, guarda qui… http://www.nxp.com/#/page/content=%5Bf=/dynamic/orderportal/tid-50812_sid-50961_typ-BGA7024/data.xml%5D
Quello nell’articolo viene anche detto LNA (Low Noise Amplifier), è un amplificatore che lavora alle frequenze delle microonde e quando si ha a che fare con frequenze così alte, la progettazione di questi oggetti diventa molto più complessa rispetto alla progettazione elettronica usuale. Detto ciò, mi accingo a rispondere alla tua domanda dato che sono abbastanza preparato in materia avendo sostenuto non da molto l’esame di circuiti a microonde in cui a parte l’orale teorico era prevista la consegna di una relazione su un progetto riguardante proprio il dimensionamento di un LNA. Devi sapere (o forse già sai) che un amplificatore a microonde altro non è che un comunissimo stadio amplificatore a bjt in configurazione emettitore comune in cui la sorgente di segnale e il carico vengono applicati al bjt tramite delle reti di adattamento di impedenza realizzate su pcb da piste in rame (microstrip) opportunamente dimensionate nella geometria per presentare una determinata impedenza caratteristica. Il segnale viene comunque amplificato da un bjt che sappiamo essere un componente non lineare, o meglio è lineare fino a quando la dinamica del segnale di ingresso non supera il valore limite che lo porterebbe verso il regime di saturazione. Quando il bjt entra in saturazione, il segnale in uscita all’amplificatore si presenta fortemente distorto. Quindi, ad esempio, se metti in ingresso all’amplificatore una sinusoide pura, finché si è in regime lineare avrò in uscita la medesima sinusoide amplificata e al massimo ritardata di una certo angolo, ma il contributo armonico aggiuntivo sarà abbastanza irrisorio rispetto all’armonica fondamentale. Se a questo punto aumenti la dinamica di escursione dell’onda in ingresso, allora in uscita vedrai una sinusoide mozzata nelle creste, perché in corrispondenza dei massimi del sin di ingresso, il bjt va in saturazione. Se si facesse una FFT sul segnale all’uscita dell’amplificatore, si vedrebbero le armoniche multiple della fondamentale crescere in ampiezza all’aumentare dell’ampiezza del segnale d’ingresso. Il “1-dB compression point” indica il livello di potenza (in dBm = 10*log10(P/1mW)) del segnale d’ingresso in corrispondenza del quale si ha che il guadagno di potenza (espresso in dB) dell LNA sulla prima armonica cala di 1dB rispetto al valore nominale. In realtà le definizione la si può rigirare in questo modo: il 1dB compression point indica il valore di potenza all’ingresso dell LNA tale per cui la dinamica di crescita dell’uscita dista di 1dB rispetto al valore che si avrebbe se il tutto continuasse a funzionare in regime lineare. È un parametro molto importante perché caratterizza il regime lineare dell’amplificatore. Nel caso dell’articolo, il 1dB-CP è pari a 24dBm cioè la potenza massima in ingresso sarà pari a 250mW che è pari ad una tensione efficace di 111uVrms. Come valore è abbastanza alto, quindi il componente della NXP Semiconductors si presta per applicazioni dove i segnali non sono così infimi ma possono addirittura superare i 100uVrms, e non è sicuramente poco perchè erogare una potenza di 250mW su un’onda elettromagnetica a frequenza elevata non è cosa da niente. Consiglio vivamente di consultare il datasheet del componente in cui compare un ulteriore parametro prestazionale di fondamentale importanza, IP3, fortemente valutato nella determinazione del contributo armonico dei prodotti di intermodulazione quando l’amplificatore è sollecitato da due armoniche distanti 1MHz e aventi la stessa ampiezza.
Guardando la foto dell’oggetto e leggendone le caratteristiche, mi ritorna in mente il corso di progettazione a microonde dove il professore ci diede da progettare un LNA a 1.8GHz con 20dB di guadagno, ecc… Al di là della mia regressione, l’oggetto sembra essere qualcosa di davvero interessante soprattutto valutando il range di funzionamento in frequenza. Infatti, per chi non ha idea di cosa significhi lavorare con circuiti a microonde, perché tra le sezioni di un LNA (Low Noise Amplifier) transiti la massima potenza disponibile, queste devono essere tra loro adattate in potenza (in realtà l’adattamento è di due tipi, in potenza e in rumore e ovviamente le due condizioni non coincidono, quindi ancora una volta bisogna sottostare ad un compromesso). Alle frequenze delle microonde, adattare le sezioni in potenza significa progettare delle linee di trasmissione con stub open o short le cui dimensioni fisiche sono funzioni della lunghezza d’onda dei segnali. Una linea di collegamento, quando le dimensioni sono confrontabili con la lunghezza d’onda, è vista come un circuito risonante RLC serie o parallelo la cui frequenza di risonanza è funzione quindi del dimensionamento geometrico. Se vogliamo che una linea sia adattata in potenza alla frequenza di 2.4Ghz, non possiamo pretendere che lo sia anche a 2GHz, perché la linea è stata dimensionata sulla prima frequenza. A parte le linee, anche i dispositivi attivi risentono della variazione di frequenza. I bjt o i mosfet (realizzati in GaAs) vengono rappresentati tramite un modello equivalente la cui descrizione viene data attraverso quella che è detta “matrice h”. Da tale matrice si parte con il dimensionamento del guadagno dell’intero amplificatore, il livello di rumore minimo desiderato (o meglio la figura di rumore), ecc… Una volta scelto il bjt con una frequenza di taglio almeno 10 volte la frequenza massima del segnale da amplificare e con una una figura di rumore inferiore rispetto a quella dichiarata nelle specifiche dell’amplificatore, si passa alla progettazione della rete di polarizzazione del bjt e al dimensionamento della rete di adattamento d’ingresso e di uscita, la prima per adattare la sorgente all’ingresso del bjt, la seconda per adattare il carico a 50ohm all’uscita dell’amplificatore. Il tutto sempre ad una singola frequenza di funzionamento. Ci sono tecniche che permettono un adattamento di impedenza su un range ben più ampio della singola frequenza, ma per quanto possano definirsi broadband queste tecniche, non si riuscirà mai a garantire il perfetto raggiungimento delle specifiche di progetto su un ampio range di variazione della frequenza di lavoro. Altri due parametri tipici di questi dispositivi sono il 1dB-CP (1dB Compression Point) e IP3 (3rd Order Intercept Point). Sono questi parametri che quantificano il contributo distorcente introdotto dall’amplificatore dovuto alla non linearità del componente attivo adottato. Insomma, questo per evidenziare quanto sia difficile mantenere costante il guadagno di un LNA in un range di frequenza così ampio (400MHz – 2700MHz). La progettazione a microonde è un mondo affascinante, più complessa rispetto alla tipica progettazione elettronica ma che arriva a darti le giuste soddisfazioni una volta che il tutto lo vedi funzionare secondo quanto previsto e dimensionato. La realizzazione dei circuiti stampati a microonde avviene su materiali ceramici multistrato che hanno ottime caratteristiche in termini di costante dielettriche ed un comportamento in frequenza certamente diverso rispetto ad esempio alla vetronite o alla bachelite. Quindi ci si deve dimenticare di poter arrivare ai GHz con PCB home made fatte su piastre economiche!