Review da placa LNA5189 (avaliación do SPF5189Z)

A placa LNA5189 é unha placa amplificadora RF de baixo custo (aproximadamente 6 €), que monta o amplificador de baixo ruído (LNA) e de baixo custo SPF5189Z, de Qorvo (spf5189z_datasheet). O fabricante indica que este LNA de arseniuro de galio (GaAs) pode traballar nunha rexión espectral entre 50 MHz e 4 GHz, ganancia de 18,7 dB a 900 MHz cunha figura de ruído de 0,6 dB, e potencia máxima de saída de 22,7 dBm a 1,96 GHz. O suposto consumo do amplificador é de 90 mA a unha tensión de alimentación de 5 V (alimentación unipolar).

Comprobación do consumo

Aliméntase a placa cunha tensión de 5 V, procedente dunha fonte moi pouco ruidosa (fonte de alimentación Keithley 2231A). Cun xerador vectorial Rohde&Schwarz modelo SMJ100A xéranse tons a 400 MHz, a 900 MHz e a 2,4 GHz. Varíase a amplitude dos tons (e, polo cal, a súa potencia) a intervalos de 5 dB e compróbase o valor da corrente consumida polo LNA.

Polo cal, o consumo (103 mA) é algo superior aos 90 mA que manifesta o fabricante, agás nos puntos de traballo próximos á saturación do amplificador, e nos puntos de traballo correspondentes á zona de saturación do amplificador.

Comprobación da ganancia

Utilizando a mesma montaxe anterior, vólvense xerar tons a 400 MHz, 900 MHz e 2,4 GHz. Coa axuda dun analizador de espectro Rohde&Schwarz 1093.4495.30 mídese o nivel de potencia de saída, e calcúlase o valor da ganancia como a diferencia entre o nivel de potencia de saída e o nivel de potencia do ton de entrada ao amplificador.

Facendo a comparativa cos valores proporcionados polo fabricante, o valor da ganancia a unha frecuencia de 900 MHz é de, aproximadamente, 16,6 dB (algo inferior ao nivel de 18,7 dB indicado polo fabricante a ese valor de frecuencia).

Xeración da curva de ganancia respecto á frecuencia

Dado que non se dispón información algunha da variación da ganancia respecto á frecuencia, cómpre facer os cálculos para obter unha referencia algo fiable ao respecto.

Reutilizando a montaxe e a metodoloxía anterior, calcúlase o valor da ganancia facendo un varrido en frecuencia. Para verificar a estabilidade do valor con distintos niveis de potencia de entrada, utilízanse tons a potencias -10 dBm, 0 dBm e 5 dBm.

Obsérvase que, a excepción dos efectos da saturación do amplificador, os valores de ganancia son bastante constantes ante variacións do nivel de potencia de entrada.

Respecto á potencia máxima de saída

O amplificador satura con niveis de potencia de saída de arredor de 20,2 – 20,4 dBm, segundo a frecuencia utilizada. Resulta saturar a niveis algo máis de 2 dB inferiores aos niveis proporcionados polo fabricante nas follas características.

A modo de recordatorio