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RF 부품

수신 경로는 잡음이 송신 경로는 선형성과 효율이 지배한다

경로구성
수신안테나(antenna) → 필터 → 저잡음 증폭기 → 믹서 → 필터 → 복조
송신변조 → 필터 → 믹서 → 구동 증폭기 → 전력 증폭기 → 필터 → 안테나

수신은 잡음이, 송신은 선형성과 효율이 지배한다. 같은 부품이라도 어느 경로에 놓이는가에 따라 고르는 기준이 달라진다.

내용
하는 일약한 신호를 잡음을 거의 더하지 않고 키운다
지배 지표잡음 지수(noise figure) · 이득 · 입력 정합
자리안테나에 가장 가까운 능동 소자
설계 유의앞단 손실이 그대로 잡음 지수에 더해진다

최소 잡음 정합점과 최대 이득 정합점이 다르다. 잡음을 우선하면 입력 정합이 완전하지 않게 된다 — 정합 회로망 §1.

내용
하는 일안테나로 보낼 전력을 만든다
지배 지표출력 전력 · 선형성 · 효율 · 열
설계 유의열 방출 경로 · 전원 임피던스(impedance) · 고조파 억제
긴장내용
선형성 ↔ 효율선형성을 높이면 효율이 떨어진다
출력 ↔ 열소비된 몫이 전부 열이 된다

전력 증폭기는 전원 무결성 문제이기도 하다. 큰 전류가 변조 포락선을 따라 요동하므로 PDN 이 그 대역에서 낮은 임피던스를 가져야 한다.

내용
하는 일두 주파수를 곱해 합과 차를 만든다 — 주파수를 옮긴다
지배 지표변환 손실·이득 · 격리 · 선형성
부산물원하지 않는 조합 성분이 함께 생긴다

믹서는 본질적으로 비선형 소자다. 원하는 성분 하나를 쓰고 나머지는 필터로 걸러 낸다. 어느 성분이 대역 안에 떨어지는지 미리 계산해야 한다.

부품하는 일지배 지표
발진기기준 주파수를 만든다주파수 정확도 · 위상 잡음
VCO전압으로 주파수를 조절한다조절 범위 · 위상 잡음 · 감도
PLL기준에 위상을 맞춰 원하는 주파수를 만든다루프 대역폭 · 잠금 시간 · 스퍼
배치 유의이유
조절 전압 경로를 잡음에서 격리한다그 선의 잡음이 그대로 주파수를 흔든다
루프 필터를 VCO 가까이 둔다결합을 줄인다
전원을 따로 공급한다다른 회로의 스위칭이 위상 잡음이 된다
종류통과시키는 것
저역통과낮은 주파수 — 고조파 억제
고역통과높은 주파수
대역통과지정 대역 — 채널 선택
대역저지특정 방해 신호 제거
내용
지배 지표삽입 손실(insertion loss) · 저지 감쇠 · 대역 가장자리의 기울기 · 군지연
긴장기울기를 세우면 삽입 손실과 군지연 변화가 커진다
자리수신 앞단의 필터 손실은 잡음 지수에 그대로 더해진다

7. 수동 부품이 이상적이지 않다

섹션 제목: “7. 수동 부품이 이상적이지 않다”
부품실제 모습
커패시터직렬 인덕턴스와 저항을 갖는다 — 자기 공진 위에서는 인덕터다
인덕터병렬 용량을 갖는다 — 자기 공진 위에서는 커패시터다
저항기생 용량과 인덕턴스를 갖는다

동작 주파수가 자기 공진 주파수에 가까우면 부품이 뜻대로 동작하지 않는다. RF 부품 선정에서 데이터시트의 S 파라미터를 확인하는 이유다.

부품무엇을 가장 먼저 지키는가
저잡음 증폭기안테나까지의 손실 최소화
전력 증폭기열 경로와 전원 임피던스
믹서국부 발진 신호의 격리
VCO · PLL잡음원으로부터의 격리
필터입출력 사이의 격리 — 넘어가지 않게