Исходные данные: I-Q синтезатор формирует импульсный сигналы частотой 1000 МГц и 1550 МГц, которые разделены по времени (то есть сначала импульс на одной частоте, потом импульс на другой). Далее сигналы коммутируются ключом на разные усилительные каналы, цепи согласования которых настроены на соответствующие частоты. После усиления сигналы суммируются развязанным сумматором (развязка 25 дБ) и подаются на выход устройства. Вот структурная схема:


Задача: Сократить число активных элементов (транзисторов), а так же отказаться от коммутирующего элемента:



Возможна ли данная реализация? И где почитать про проектирование двухдиапазонных усилителей.
Заранее благодарен за любую информацию!

А почему нельзя два узкодиапазонных усилителя?

Варианты:
1. Архитектура 1.
Один на 1000 МГц 10% полоса - там и цепи проще будут на пару порядков
Второй 1550 МГц 10% полоса то же самое.
Коммутаторы тоже левой ногой делаются.
Усилительный блок отдельно. Вход усилителей тоже возможно придётся на 50 ом вешать, смещение убирать, выход защищать. Смотрите по сопротивлениям что там получается.
Единственно на выходе аккуратнее надо элементы подбирать и материал нормальный.

2. Архитектура
950-1550 - это полторы октавы почти. Если такое есть - зачем коммутаторы?
Наверное трансами ещё можно вытянуть
Всё будет зависеть что у вас там по сопротивлению и по согласующим цепям получается. Входы обычно вешают на что-то, если они не работают. Особенно если усиление хорошее. У вас 1 каскад на полторы октавы на децибел 10 -15. 35 Вт -
Формирователь врятли больше 100 мВт выдаёт, ну даже если 300мВт. Значит децибел 20 надо усиление. Считайте что на эту полосу 6-8 dB На каскад. не ошибётесь Либо Драйвер - стандартные широкополосные есть перед мощными транзисторами. пример nxp.com
Проще будет Ф-СЦ950..1М5-У-СЦ950-1М5

Ваш вариант 2 в принципе - возможен:
Не уверен что есть смысл. Если найдёте циркуляторы на эти частоты. Но наверное их размеры превысят эффект от отсутствия активных элементов
Похоже на то что вы собрались "носимо" мешать GPS. ^__^

Если есть один широкополосный усилитель - зачем коммутатор?

Ковыряете любой даташит на тразисторы и ковыряйте модель усилителя который прикладывается. Желательно ковырять нелинейную модель. Трансы и т.д.
Была тема тут. Наши транзисторы тоже делают вроде уже с поддержкой.
Если решитесь на широкополосное согласование рекомендую вот такие транзисторы или чего-то похожее.
Polyfet

Что после вас? после сумматора? Антенна? на 50 Ом?

Ну на нитридных транзисторах вытянуть можно. Например T1G4005528 http://www.bdtic.com/DataSheet/TriQuint/T1G4005528-FS.pdf КСВ приемлимый получить на оба диапазона можно.
Ну или пушпульник с широкополосными балунами на феррите городить как тут https://orca.cf.ac.uk/58895/1/2014SmithRPhD.pdf

Можно. Сейчас Так и есть!


Всё правильно, если один широкополосный усилитель, то коммутатор не нужен. На второй моей картинке его и нет.
Те транзисторы, что стоят сейчас, в принципе, работают в данной полосе, но для получения необходимой мощности для них нужны УЗКОПОЛОСНЫЕ согласующие цепи (как Вы выше написали около 10%, может чуть больше) в этом и проблема.

Найдём


Нет, не GPS.

Что б ковырять любой даташит, нужно иметь право применять ЛЮБОЙ транзистор. У меня транзисторы, разрешённые к применению, ограниченны перечнем ЭКБ, где всё очень печально. Вот "решиться на широкополосное согласование" над этим надо крепко подумать.

Далее вход передатчика (делитель и много усилителей в параллель), а уже потом антенна.
Спасибо за ответ!

Сочувствую. Чтобы что то посоветовать- очень желательно взглянуть на S-параметры разршенных транзисторов. От этого очень зависит можно ли решиться на широкополосное согласование и каким образом.
Потому что если модуль импданса в районе 5 ом это одно, а если около 1 ома- то совсем другое. Оптимально конечно найти что-нибудь с импедансом на 12.5 ома, но при 35 ваттах это зело сомнительно.
Ну и желательно знать совбодное место на плате для согласования. Т.к в габаритах метра на метр согласовть можно практически все, применив коакисальные трансформаторы импедансов.

Вот эти: http://niiet.ru/product/id106
Импедансы в районе 1,22-3.2 Ома. Поэтому и говорил, что широкополосные цепи согласования очень сложно реализовать.

Места что-то около 180 на 140 мм. Это для двух каналов в сумме.

Честно признаюсь, даже после третьего прочтения ничего не понял, возможно, что отупел.
Не понял, что мешает суммарный сигнал синтезировать сразу высокоскоростной логикой?

Если коротко- проблема получить 35 ватт на выходе при перекрытии по диапазону 3/4 октавы для низкоомных СВЧ транзисторов.
Тут возможно надо сконструировать трансформатор 1:4 широкополосный на феррите, а уж потом согласовывать сопротивление 12.5 ом с транзисторами.

По "небольшому" опыту, очень проблематично сделать трансформатор 1:4 на феррите.
ИМХО. Достаточно большие мощности.
Феррит на эти частоты "не существует".
Для большой мощности нужно большое сечение сердечника. А на такой сердечник, если что-то намотать, то наберется много реактивности.
Хотя, если мощность импульсная (скважность >10), то попробовать можно.
Но, проблема еще в том, что кроме активных 1,2...3,2 Ом есть реактивная составляющая импеданса, которая на порядок больше.
Это отношение (добротность) ограничивает возможную полосу согласования (при заданном уровне отражения).
"Боде-Фано" не переплюнуть даже с широкополосными трансформаторами!
И еще. Для широкополосного согласования надо знать зависимость активной и реактивной частей импеданса во всей требуемой полосе частот. Что-то я сомневаюсь, что такие данные существуют. А замерить их, это отдельная работа.

Вариант...
Два узкополосных усилителя.
На входе делитель мощности (или дуплексер). На выходе дуплексер (не сумматор!!!).

Сообщение отредактировал Redcrusader - Oct 11 2017, 01:21

Нафиг широкая полоса.
Тут нужны двухчастотные согласующие цепи по типу диплексеров. И Боде-Фано не нарушается, и высокая добротность портов не страшна.
Сперва синтезируются СЦ отдельные на свои узкие полосы пропускания, затем соединяются параллельно (объединяются) и опять проверяется согласование. При необходимости в точку объединения вводятся дополнительные корректирующие цепочки в виде отрезков полосковых линий (для компенсации лишних реактивностей)

Сообщение отредактировал Proffessor - Oct 11 2017, 06:21

Согласен. Хороший вариант. И ИНСТРУМЕНТы для этого есть.
Не то, что раньше калькулятор и СМ-4.

Только сложно будет выходные цепи на десятки ватт сделать. С электрической прочностью элементов будут сложности, если их не делать распределенными.

Сообщение отредактировал Redcrusader - Oct 11 2017, 06:25

Всё верно.

Феррит на такую мощность, ну не знаю (а насыщение). Как писали выше, я думаю, не получится



А почему не сумматор? Сейчас сделано именно так и всё работает.


Я извиняюсь, тут посты вообще не читают? Моя вторая структурная схема как раз отражает то, что Вы пишете. Я как раз и спрашиваю, возможна ли такая реализация и как у неё с устойчивостью? Кто нибудь так делал?


Они и сейчас наполовину распределённые, так что это не страшно, место есть.

Мне вот тут какую идею подали. Сделать согласующую цепочку с двумя горбами (по сути с двумя полосами пропускания) и даже пример реализации показали. Кто что думает. Может получится?

Про эту согласующую цепочку Proffesor и писал.
Вещь реализуемая. Вот, только надо "отследить", чтобы усилитель не загудел на частоте между этими двумя горбами.
Только не очень представляю себе как это сделать без "минимальных диплексеров".
...
Если складывать два усилителя на сумматоре, то потеряете на сумматоре для каждого усилителя половину мощности (35 Вт это не шутки!).

Сообщение отредактировал Redcrusader - Oct 11 2017, 09:30

Мотать там ничего не надо. Хитрые вырезы в печатой плате с полосковой линией и вложеными в пазы сердечниками. Только ферритовые бусины пилить прийдется. Отечественный 20ВЧ прекрасно подойдет. Можно расширить диапазон используя два разных феррита, но тут это не требуется.
Конструкцию смотреть в патенте US5808518 https://www.google.com/patents/US5808518

Вот бы такой же трасформатор для 1:9 сообразить. Только он двухэтажный получается.

Насколько я знаю двухдиапазонные или двухполосные усилители уже довольно давно применяются в передатчиках, например, в базовых станциях. Посчитать двухполосную согласующую цепь сложно, но возможно. Т.е. это будет именно СЦ с двумя горбами. Причем на каждой центральной частоте можно добиться оптимального согласования по мощности и кпд, между полосами стараются сделать, чтобы не было усиления. Примеры подобных работ можно загуглить по запросу "dual band power amplier" (ну можно еще добавить GaN). Хорошие статьи пишут итальянцы, например, Paolo Colantonio (http://ieeexplore.ieee.org/document/6176279/).

Вот еще примеры работ:

https://uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/hand....pdf?sequence=1 (целая диссертация)

https://ai2-s2-pdfs.s3.amazonaws.com/0626/d...be1c5f0b6de.pdf

Пишут даже наши соотечественники:

http://ieeexplore.ieee.org/document/6269905/

https://elibrary.ru/item.asp?id=23035378

Поэтому вердикт - может получится, примеров полно, зависит все от вас, от наличия хорошей модели транзистора. Сейчас уже triple band хотят проектировать (или уже сделали).