Decálogo LNA

1.¿Qué es la Tecnología GPS? Y qué tiene que ver con LNA?

Las siglas GPS corresponden a “Global Positioning System” es decir, Sistema de posicionamiento Global. Fue desarrollado en los años 80 por el departamento de defensa de los Estados Unidos con fines militares. Hoy día su uso está extendido, sin embargo el departamento de los Estados Unidos sigue encargado de su operación ymantenimiento.
GPS permite determinar la posición de un objeto o persona que se encuentra en cualquier punto del planeta (latitud, longitud, altura y velocidad), gracias al uso de una red de 30 satélites que orbitan en la tierra.
Arquitecturas típicas de un receptor GPS:
1. Receptor Heterodino

2. Receptor Homodino

LNA, Low Noise Amplifier, Amplificador de Bajo Ruido, cuya función principales la de amplificar la señal que llega al receptor de manera que introduzca el menor ruido posible y proporcione la suficiente linealidad, preservando la relación SNR del sistema a niveles de potencia muy bajos. Para niveles de señal de gran tamaño, el LNA amplifica la señal recibida sin introducir distorsión, eliminando de este modo la interferencia de canal.
El LNA siempre opera en clase A. Laclase A posee un punto de polarización más o menos en el centro de máxima corriente y tensión del dispositivo. La corriente y tensiones de RF son lo suficientemente pequeños para que el punto de polarización no se desplace.



-Arquitecturas típicas de un LNA:


Etapa simple Etapa diferencial Etapa cascodo-Adaptación de impedancias:
1. A la entrada

2. A la salida


2.¿Cuáles son los pasos clave a seguir para el diseño de un LNA? (Explicar un poco que hace cada paso)

1) Seleccionaremos el dispositivo y diseñaremos una topología para el circuito.
2) Dimensionaremos la zona de trabajo del transistor.
3) Analizaremos la estabilidad.
4) Definiremosla impedancia de carga y la impedancia fuente.
5) Determinaremos las redes de adaptación.
6) Configuraremos la red de polarización de corriente continua.
7) Realizaremos una optimización del circuito al final del proceso.
3.¿Qué tecnología utilizar a la hora del diseño del LNA?

Muchos receptores GPS de bajo ruido están basados en soluciones discretas puesto que usan transistores queproporcionan una figura de ruido más baja, aunque presentan algunas desventajas, principalmente en aplicaciones portátiles.
Sin embargo, las características de los sistemas que operan en las bandas de RF y Microondas pueden ser optimizadas mediante la integración de componentes en MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuits). Es corriente usar componentes “off the shelf” pero a costa de aumentar lacomplejidad y el coste del diseño. El uso de componentes MMIC es un medio rápido y efectivo en coste. Sin embargo cuando se trata de diseñar MMICs a medida hay que tener en cuenta que su coste y tiempo de desarrollo son importantes por lo que solo en casos de grandes series o en aplicaciones especiales como en espacio, es aconsejable.
En contrapunto a este aspecto, las soluciones basadas en losnuevos circuitos MMIC ofrecen capacidades de ruido comparables además de otras ventajas como:
Linealidad
Simplificación del diseño teniendo en cuenta las PCB bias
Simplificación a la hora de adaptar impedancias
Tamaño
Menor ciclo de diseño
Reducción de tamaño y costes para volúmenes de producción medio-altos.
Mejora de las características de los sistemas por la inclusión de algunasfunciones como lógicas, RF,.. en un único circuito, así como la reproducibilidad, debido al procesamiento e integración uniforme para todas las partes del circuito.
Mejora del diseño sin necesidad de realizar numerosas iteraciones, debido a la reproducibilidad y al diseño asistido por ordenador.
Mayor rango de frecuencias, reduciendo efectos parasitarios en los dispositivos.
Realimentación interna,...