Режим AB - это режим большого сигнала, и он имеет смысл только для усилителей мощности передатчиков, одновременно в режиме AB теряется смысл рассмотрения малосигнальных S-параметров. Вам следовало бы начинать с требования по мощности в нагрузке, и отсюда пошли бы все режимы по току-напряжению, и мощность на входе усилителя. Оптимизировать режим питания надо уже в процессе гармонического анализа исходя из условия максимальной мощности первой гармоники и недопущения пробоя/перегрева транзисторов.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jun 7 2016, 08:40

Мощность 16 дБм. Планировал добиться увеличения выходной мощности увеличением кол-ва транзисторов (т.е. сложить выходные токи, т.к. напряжение пробоя низкое). Но пока хочу разобраться с работой простого каскода, как задавать токи, напряжения. Рассчитать сколько я смогу получить мощности с одного каскода (с учетом всех стабилизаций и прочего).

про режим AB я больше имел ввиду выбор рабочей точки. Анализирую пока малосигнальные параметры, пытаюсь разобраться откуда 40 дБ, застабилизировать тр-р. Потом собираюсь сделать load pull моделирование - настройку импеданса по выходу на макс.мощность. По входу на максимальное усиление.

40dB - это скорее всего максимально возможное усиление (Maximum Available Gain), а есть еще такой параметр - максимальный устойчивый коэффициент усиления (Maximum Stable Gain), найдите его в своем ADS, он должен быть существенно меньше 40dB.
16dBm - это всего лишь 2V амплитудного значения на нагрузке 50 Ohm. С одного каскада на маломощных транзисторах получить можно без проблем, если усилитель заставить отдавать больший ток в меньшую нагрузку (например 25Ohm) и поставить между выходом усилителя и нагрузкой согласующую цепь 25/50.

Изменение тока эмиттера верхнего транзистора (ОБ) влечет и изменение тока базы. Конечное сопротивление базового делителя приводит к изменению и напряжения базы. Уменьшение тока эмиттера приводит к увеличению напряжения на базе, что уменьшает изменение тока эмиттера. Это как в каскаде с ОЭ с эмиттерной стабилизацией по постоянному току. Для уменьшения влияния базового делителя на коэффициент усиления база транзистора должна быть подключена к источнику с низким выходным сопротивлением на частоте усиления. На ВЧ это проще сделать, зашунтировав делитель конденсатором.

По поводу Gmax и MSG

MSG - это коэф.усиления при потенциально неустойчивом тр-ре (определение из хелпа AWR), рассчитывается как |S21/S12|.

Gmax - это сводная характеристика, которая при коэф.устойчивости K>1 рассчитывается как |S21/S12|*(K-aqrt(K^2-1)), т.е. он при всех положительных меньше MSG. А вот при K<1 Gmax уже считается как |S21/S12|.

Проверил по S-параметрам и в ADS и в AWR, функции Gmax идентичны, 40 дБ и K<-1.

Другое дело, что я добавил цепь стабилизации и вот что получилось.

Хотелось бы спросить - вот теперь у меня есть три питающих напряжения (2 В, 2.85 В и 4 В). Как грамотно организовать питание каскода?

Ну, в режиме большого сигнала расчет Gmax, MSG по S-параметрам не имеет практического смысла. Вообще, для каскада усиления мощности передатчика рассчитывать на коэффициент усиления >20dB не приходится. Максимум 15dB. Режим по постоянному току для начала можно оставить таким, как Вы нарисовали. Далее подключить в модели усилителя на вход гармонический порт, задать какой-то уровень сигнала, и определить на выходе мощность первой гармоники. При оптимальном угле отсечки косинусоидального импульса 110град для режима АВ относительный уровень второй гармоники должен быть около -12dBc, третьей -20dBc. Подкорректировать входную мощность, чтобы получить на выходе 16dBm первой гармоники. Если коэффициент усиления получается слишком низкий (<10dB), добавить на входе согласующую цепочку, оптимизировать ее. Затем посмотреть осциллограмы напряжений на коллекторах и эмиттерах транзисторов и проверить, чтобы мгновенное напряжение коллектор-эмиттер не превысило максимально допустимое для данного типа транзисторов. Если превышает, снизить сопротивление нагрузки и добавить на выход согласующую цепь. При этом мгновенный ток коллектора не должен превышать максимально допустимого.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jun 7 2016, 11:01

Подумайте, какая должна быть граничная нижнего по схеме транзистора!

У нижнего ft с запасом, около 40-50 Ггц. Каскод я применил, чтобы добиться сложения напряжений. Транзисторы поменять не могу, и так самые большие взял. Ну и по статьям просто все так делают - каскод и параллельные транзисторы.

Если не секрет, какой тип транзисторов закладывали?

Сообщение отредактировал Proffessor - Jun 8 2016, 09:44

Это интегральная технология. Измерения ВАХ есть только до 3 В, но пишут что модель действительно вплоть до 4.5 В.

Мне тоже стало интересно и я смоделил в AWRDE. Сперва классический каскад с ОЭ, а затем каскод. Чтобы получить на выходе заданную мощность, и хотя бы усиление 11dB, пришлось проделать следующее:
1. Изменить некоторые параметры в модели транзистора GBJT, предлагаемой по умолчанию: снизить постоянную времени задержки база-коллектор с 0,017 до 0,001ns, уменьшить сопртивление базы до 1 Ohm.
2. Повысить начальный постоянный ток коллекторов транзисторов с 22 до 43mA.
3. Уменьшить эмиттерный резистор с 10 до 5 Ohm и зашунтировать его блокировочным конденсатором.
4. Ввести на вход и на выход цепи согласования (в виде условно четвертьволновых отрезков линий), потому как без них входное сопротивление каскада 14 Ohm, выходное 31 Ohm.
5. Не устанавливать блокирующий конденсатор с базы верхнего транзистора на землю, с ним все признаки самовозбуда: на диаграмме Смита входного импеданса вся кривая выскакивает в "молоко", то есть активная часть входного сопротивления отрицательна.

По нагрузочной петле получается, пиковый ток нижнего транзистора 142mA, пиковое напряжение 3,4V.
Получается, что каскодная схема более устойчива, чем простой ОЭ, при любых настройках согласующих цепей не возбуждается. Можно еще попытаться повысить коэффициент усиления установкой последовательной RC-цепочки с базы верхнего транзистора на землю.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jun 9 2016, 11:39

А для усиливаемого сигнала топик стратера отсечка приемлема?

Режим усиления AB по определению предполагает полную (90 град) или частичную (>90град) отсечку отрицательной полуволны. Для передатчиков это наиболее часто используемый режим. Если этот усилитель предполагается использовать как плечо в двухтактном каскаде, то в результате не теряется и отрицательная полуволна.

Нет ясности, плечо не плечо, а то как бы потом не оказалось, что из-за вносимых искажений в усилителе нет смысла.

Существенно нелинейный режим - обычный для передатчиков, и обычно разработчик знает, на что идет ради получения мощности. Линейный режим класса А в усилителях мощности передатчиков мы когда-то применяли в загоризонтных РЛС. Там это было необходимо из-за сложных видов модуляции.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jun 9 2016, 11:45