¿Qué es un amplificador de bajo ruido?

Los sistemas eléctricos están compuestos por una miríada de componentes, y las variaciones en los voltajes y las corrientes pueden causar lo que se conoce como ruido. Muchos sistemas, especialmente las comunicaciones inalámbricas, utilizan un amplificador o preamplificador de bajo ruido para aumentar la señal y reducir el ruido. Un amplificador de bajo ruido es una parte integral de muchas aplicaciones, como teléfonos celulares y redes inalámbricas de área local (WLAN). Los receptores y las antenas utilizan la función de un amplificador de bajo ruido para mantener la señal a ruido (SNR) de una aplicación en particular.

Los amplificadores y preamplificadores varían en tamaño y fuerza de una aplicación a otra. Por ejemplo, un amplificador de bajo ruido utilizado en una aplicación militar, como los interceptores de señal, consumirá grandes cantidades de energía y, por lo general, será bastante grande. Sin embargo, cuando se utiliza en la industria de la electrónica de consumo, se prefiere un amplificador de bajo ruido que funcione con un voltaje bajo y se integre fácilmente.

Se puede desarrollar un amplificador de bajo ruido para cumplir con una variedad de parámetros. El más importante de estos parámetros incluye los niveles de consumo de energía, la ganancia y la cifra de ruido. Un amplificador combinado con un mezclador constituye la mayoría de los receptores de radiofrecuencia (RF). El propósito del amplificador es recibir y aumentar la señal entrante y alimentarla al mezclador, que realiza la conversión de frecuencia.

El ruido excesivo es un problema inherente a todas las comunicaciones inalámbricas y es producido tanto por los propios componentes eléctricos como por el entorno externo. Para que un amplificador de bajo nivel de ruido sea eficaz para aumentar una señal sin introducir demasiado ruido propio, la amplificación de la primera etapa debe ser alta, al igual que la ganancia. Equilibrar la figura de ruido y la ganancia de potencia permite que un amplificador de bajo ruido facilite la recepción y transmisión de señales en un entorno de baja potencia o alto ruido.

La estabilidad a la frecuencia deseada para un diseño en particular es otro de los parámetros clave considerados de manera consistente. El uso de energía y la disipación también se prueban y ajustan para el rendimiento al construir amplificadores. La entrada y la salida del amplificador están diseñadas para coincidir con la mayor precisión posible para evitar desajustes que podrían afectar la funcionalidad del dispositivo. Las cargas de entrada en amplificadores de bajo ruido generalmente están lejos de ser ideales, con variaciones a menudo causadas por factores tales como fluctuaciones ambientales y filtros de entrada. Todos los componentes de un amplificador de bajo ruido deben optimizarse para proporcionar el mejor rendimiento posible equilibrando los parámetros de cada variable.