Tipos de amplificadores de bajo ruido (LNA) y cómo elegir

Introducción al amplificador de bajo ruido

En electrónica, uno de los objetivos principales es transmitir una señal de un punto a otro lo más limpiamente posible. Elegir correctamente el tipo de amplificador de bajo ruido (LNA) marca la diferencia entre una señal prístina y una muy ruidosa.

¿Qué es un LNA?

Un amplificador de bajo ruido amplifica señales débiles. El uso más común es amplificar señales captadas por una antena en sistemas de comunicación. La degradación de la señal es un problema al transmitir señales débiles, por eso los LNA se instalan cerca de la antena. Reducen el ruido que podría introducirse en etapas posteriores aumentando la ganancia (potencia de la señal deseada) añadiendo el mínimo ruido posible.

Aplicaciones

Los LNA filtran el ruido introducido en la etapa frontal de sistemas de comunicación. Su función principal es reducción de ruido de señal. Se usan en sistemas inalámbricos: redes Wi-Fi, teléfonos móviles, walkie-talkies, equipos de entretenimiento doméstico.

Clasificación de tipos (según National Semiconductor)

• Uso general
• Alta potencia de salida (> 100 mA)
• Alta velocidad (> 50 MHz)
• Bajo ruido (< 13 nV/√Hz)
• Bajo consumo (< 1 mA)
• Bajo voltaje (< 3,3 V)
• Micropotencia (< 200 µA)
• Precisión (< 1 mV offset)
• Entrada rail-to-rail

Cada tipo tiene numerosos subtipos con distintas especificaciones.

Cómo elegir el LNA adecuado

Diseñar esquemas requiere cálculos precisos; errores llevan a mala relación señal/ruido. Según Bob Pease ("Analog by Design"), el diseñador debe conocer exactamente: impedancia de la fuente, ancho de banda y amplitud de la señal. En general, el LNA ideal debe tener un ruido de tensión comparable al ruido de corriente multiplicado por la impedancia de la fuente.