Was ist ein rauscharmer Verstärker?
Elektrische Systeme bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, und Schwankungen der Spannungen und Ströme können so genannte Störungen verursachen. Viele Systeme, insbesondere die drahtlose Kommunikation, verwenden einen rauscharmen Verstärker oder Vorverstärker, um das Signal zu verstärken und das Rauschen zu reduzieren. Ein rauscharmer Verstärker ist ein wesentlicher Bestandteil vieler Anwendungen, wie z. B. Mobiltelefone und drahtlose lokale Netzwerke (WLAN). Empfänger und Antennen nutzen die Funktion eines rauscharmen Verstärkers, um das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) einer bestimmten Anwendung aufrechtzuerhalten.
Verstärker und Vorverstärker variieren von Anwendung zu Anwendung in Größe und Stärke. Beispielsweise verbraucht ein rauscharmer Verstärker, der in einer militärischen Anwendung wie Signalabfangvorrichtungen verwendet wird, viel Energie und ist typischerweise ziemlich groß. Bei Verwendung in der Unterhaltungselektronikindustrie wird jedoch ein rauscharmer Verstärker bevorzugt, der mit einer niedrigen Spannung betrieben wird und sich leicht integrieren lässt.
Ein rauscharmer Verstärker kann entwickelt werden, um einer Vielzahl von Parametern zu entsprechen. Die wichtigsten dieser Parameter sind der Stromverbrauch, die Verstärkung und die Rauschzahl. Ein mit einem Mischer kombinierter Verstärker bildet die meisten Funkfrequenzempfänger. Der Verstärker dient dazu, das eingehende Signal zu empfangen, zu verstärken und dem Mischer zuzuführen, der die Frequenzumwandlung durchführt.
Übermäßiges Rauschen ist ein Problem, das bei jeder drahtlosen Kommunikation auftritt und sowohl von den elektrischen Komponenten selbst als auch von der äußeren Umgebung verursacht wird. Damit ein rauscharmer Verstärker ein Signal wirksam verstärken kann, ohne zu viel Eigenrauschen zu verursachen, muss die Verstärkung der ersten Stufe und die Verstärkung hoch sein. Durch das Ausbalancieren der Rauschzahl und der Leistungsverstärkung kann ein rauscharmer Verstärker den Empfang und die Übertragung von Signalen in einer Umgebung mit geringer Leistung oder hohem Rauschen erleichtern.
Die Stabilität bei der Frequenz, die für ein bestimmtes Design gewünscht wird, ist ein weiterer der Schlüsselparameter, die konsequent berücksichtigt werden. Der Stromverbrauch und die Verlustleistung werden auch beim Bau von Verstärkern getestet und auf ihre Leistung abgestimmt. Der Eingang und der Ausgang des Verstärkers sind so genau wie möglich aufeinander abgestimmt, um Fehlanpassungen zu vermeiden, die die Funktionalität des Geräts beeinträchtigen könnten. Eingangslasten bei rauscharmen Verstärkern sind in der Regel alles andere als ideal, da Schwankungen häufig durch Faktoren wie Umgebungsschwankungen und Eingangsfilter verursacht werden. Alle Komponenten eines rauscharmen Verstärkers müssen optimiert werden, um die bestmögliche Leistung zu erzielen, indem die Parameter jeder Variablen abgeglichen werden.