Qu’est-ce qu’un amplificateur RF ?
Le sigle RF dans amplificateurs RF est l’abréviation de “Radio Frequency”, c’est-à-dire les hautes fréquences utilisées dans les communications mobiles sans fil telles que les radios et les smartphones, de sorte qu’un amplificateur Rf est un amplificateur de puissance à haute fréquence.
Dans les amplificateurs généraux, la tension ou le courant d’entrée est amplifié et émis, mais dans le cas des amplificateurs RF, au lieu de cette fonction, une polarisation continue est utilisée pour amplifier le signal de puissance à haute fréquence par le gain de l’amplificateur par rapport à la puissance d’entrée. Cela signifie que la puissance de polarisation CC peut être utilisée pour amplifier la puissance haute fréquence avec une efficacité relativement élevée sans perte de puissance.
Il convient également de noter que les caractéristiques électriques requises des amplificateurs RF, c’est-à-dire le type d’amplificateur, diffèrent selon qu’ils sont utilisés dans des circuits de réception ou d’émission. Les amplificateurs RF se caractérisent par leur capacité à amplifier et à convertir une puissance continue en une puissance haute fréquence sans perte de puissance continue, et sont considérés comme des amplificateurs RF très efficaces. Les types diffèrent selon qu’ils sont utilisés dans des circuits de réception ou d’émission.
Utilisations des amplificateurs RF
Les circuits haute fréquence pour la communication sont divisés en blocs de réception et d’émission, et le type d’amplificateurs RF diffère généralement selon qu’il est utilisé pour la réception ou l’émission.
Les amplificateurs RF utilisés du côté de la transmission sont appelés amplificateurs de puissance (PA), qui nécessitent une forte amplification. En raison de la grande quantité d’énergie gérée, il est important d’avoir une faible consommation d’énergie, c’est-à-dire un rendement élevé de l’amplificateur, afin de maintenir la fiabilité en supprimant la production de chaleur et la consommation d’énergie de la batterie. De plus, selon l’utilisation, l’amplificateur lui-même doit avoir une linéarité suffisante pour éviter de fausser le signal.
Les amplificateurs RF utilisés pour la réception, en revanche, sont appelés amplificateurs à faible bruit (LNA). Il se caractérise par un faible bruit (NF) généré par l’amplificateur lui-même afin d’éviter que le signal ne soit noyé dans le bruit et d’augmenter la sensibilité de réception lors de la communication et de maintenir la qualité de la communication.
Principe des amplificateurs RF
Les MOSFET à base de Si, les transistors bipolaires SiGe et autres, ainsi que les HBT et HEMT utilisant des semi-conducteurs composés tels que les cristaux GaAs et GaN, sont utilisés comme éléments semi-conducteurs pour les amplificateurs Rf. Il est important de sélectionner l’élément semi-conducteur optimal en fonction de la puissance de sortie maximale, du gain, de l’efficacité, de la linéarité, du facteur de bruit, etc.
En fonction de la fréquence RF, la réponse en fréquence, appelée fréquence de coupure (fT), peut ne pas être suffisante pour extraire une amplification suffisante. La réponse en fréquence autonome déterminée à partir de la structure du dispositif semi-conducteur est donc un facteur très important dans la construction d’un amplificateur Rf.
Les caractéristiques de l’amplificateur sont déterminées en appliquant la polarisation CC (courant continu) souhaitée au dispositif d’amplification et en optimisant les lignes de charge d’entrée et de sortie de l’amplificateur. Outre le réglage de l’impédance de la fréquence fondamentale, le réglage de l’impédance harmonique est également important et permet, avec la polarisation, de définir différentes classes de fonctionnement (classe A, classe C, classe F, etc.).
Autres informations sur les amplificateurs Rf
Caractéristiques des amplificateurs RF
Les caractéristiques des amplificateurs RF comprennent la compression à 1 dB, le gain et le facteur de bruit. Dans les courbes de gain et de puissance, la compression de 1 dB est utilisée comme mesure de la puissance maximale de sortie avec 1 dB de gain supprimé en raison du fonctionnement saturé de l’amplificateur.
Comme une grande puissance de sortie est nécessaire du côté de l’émission, il est habituel de sélectionner un amplificateur avec une grande région de compression de 1 dB et de l’utiliser jusqu’à la limite supérieure. Les amplificateurs RF peuvent exprimer leur réponse en fréquence par leur amplification, qui est le rapport de puissance entre l’entrée et la sortie, et le critère de performance est qu’ils se situent dans une gamme définie de fréquences Gain.
Un gain plus élevé est souhaitable, mais il faut faire attention car il s’agit d’un compromis entre la consommation d’énergie et le bruit. Le facteur de bruit exprime le degré de détérioration du rapport signal/bruit. Lors de la sélection d’un amplificateurs RF pour le côté réception, choisissez un faible facteur de bruit.