Здравствуйте!

Пытаюсь разобраться с согласованием транзисторного усилителя с нагрузкой на частоте 315 МГц.
Построил эквивалентную схему. Воспользовавшись программой Smith 3.10 и методикой, изложенной в h t t p : / / a v r 1 2 3 . n m . r u / s o g l a s i e . h t m (учтя замечания приведенные тут), построил схему согласования выходного импеданса усилителя и нагрузки 50 Ом, состоящую всего из 2-х конденсаторов С2 и С3.




Подскажите, пожалуйста:
1) Необходимо ли включать в эквивалентную схему индуктивность L1 и резистор R2 из цепи коллектора транзистора? Ни где в литературе и примерах из программ не видел, чтобы это делали. С одной стороны понятно, что задача индуктивности только в развязке по ВЧ цепи питания транзистора. Однако, с другой стороны, и индуктивность и резистор меняют комплексное выходное сопротивление каскада (ведь они оказываются включенными параллельно транзистору в эквивалентной схеме).

2) В реальных схемах многокаскадных усилителей, как я вижу, используются более сложные схемы согласования с П-образными фильтрами из индуктивностей и конденсаторов.
Пробовал программу ZMatch 3.0, которая предлагает такие варианты. Целесообразно ли их применение в данном случае? Ведь по результатам расчетов в Smith согласование может обеспечиваться и только 2-я конденсаторами. Может быть помимо согласования сопротивлений в таких случаях обязательно необходим фильтр?

Буду очень признателен, если кто-то хоть немного прояснит для меня эти вопросы.

С уважением, Андрей.

У вас случай узкополосного согласования, на одной частоте, 315 МГц, и нет необходимости применять сложные схемы. Но с другой стороны, не понятно что вы делаете.
Если передатчик работающий на 50 омную нагрузку , то лучше сделать согласующий П-контур (будет лучше подавление гармоник).
Если приемник, то можно не делать фильтрацию. Она может осуществляться до УВЧ.

Индуктивность и резистор надо учитывать обязательно.

Резистор R2 приводит к понижению добротности выходной цепи и дополнительным потерям кпд и выходной мощности, поэтому он здесь не нужен (если только вы не боретесь за полосу частот - но лучше полосу расширять за счет увеличения связи с нагрузкой). Бывает, что индуктивность довольно велика и ее влияние ничтожно, так что можно ее не учитывать - так что ответ и да и нет, все зависит от конкретных чисел, в первую очередь от требуемой полосы частот.

Резистор нужен для устойчивой работы каскада.

Спасибо Valery_Vlad и Anga за Ваши ответы.

Я делаю предварительный усилитель сигнала, поступающий от генератора.
Вот более детальная схема.



Подскажите, пожалуйста:

1) Целесообразно ли использовать для согласования П-контур, если нагрузкой каскада является усилитель на микросхеме DA1 (RA07H3340M)?
Или можно ограничиться моим простым вариантом из 2-х конденсаторов (С2, С3).
Ведь, согласно даташиту, сам усилитель RA07H3340M подавляет вторую гармонику до -25 дБн.

2) Нужен ли в моем случае резистор R2 (параллельно индуктивности в цепи коллектора транзистора), если согласование ведется на одной частоте генератора - 315 МГц?
В фирменных схемах усилителей ВЧ нигде не видел такого резистора.

3) Обоснован ли мой выбор номинала индуктивности в цепи коллектора в 22 нГн?
В статье [h t t p : / / a v r 1 2 3 . n m . r u / s o g l a s i e . h t m] говорится, что эта индуктивность выбирается так, чтобы её "реактивное сопротивление было в 10 - 20 раз больше модуля импеданса в точке схемы куда подключена индуктивность", то есть, в моем случае, по меньшей мере 500 нГн. В программе AppCAD я получаю в 10 раз меньший результат.

4) Для согласования генератора на транзисторе VT2 со входом каскада на транзисторе VT1 также полезно использовать П-контур?
Можно ли воспользоваться более простой схемой из 1-го, 2-х элементов?

Спасибо.
С уважением, Андрей.

Сообщение отредактировал Andy_3 - Aug 9 2011, 20:07

1. Оставьте простую схему согласования, ничего страшного не будет.
2. Резистор улучшит устойчивость вашего усилителя.
3. При узкополосном согласовании совсем не обязательно таким образом выбирать дроссель питания. Можно применить и 22 нГ, при этом индуктивность будет компенсирована емкостями цепи согласования.

Еще, точку соединения L2,L3 надо заземлить по высокой частоте через емкость. Посмотрите термостабилизацию транзистора VT1, не все здесь хорошо. Резистор R3 в такой схеме не нужен.
Почитайте раздел по расчету температурной стабилизации рабочей точки транзистора.
Эмиттер VT2 надо заземлить по высокой частоте.
И вообще, для чего такая штука нужна. Это не наш диапазон.

Спасибо за Ваши комментарии, полезные для меня.

Генератор на транзисторе VT2 - это элемент готового устройства, схемотехнику которого я не могу изменить.
Мне лишь необходимо согласовать предварительный усилитель на VT1 с генератором - на входе и с усилителем на микросхеме DA1 - на выходе.

Осталось понять достаточно ли между генератором и усилителем установить развязывающий конденсатор C5 (4,5 пФ) или все же целесообразно сделать простое согласование сопротивлений хотя-бы на 2-х элементах.
Подскажите, пожалуйста.

Связь между генератором и усилителем надо выбрать не сильную. Согласование здесь не нужно. Здесь важна стабильность амплитуды генератора, стабильность частоты. Поэтому связь выбирайте минимально возможную.

Откровенно говоря, смущает микросхема, из названию вижу что она от 330-400МГц, насколько помню внутри 2 каскада полевики, цепи согласования там, что-то в раене 7 порядка. Проверяли ли вы уже работу с ней? на 315МГц? Такие модули использовал на 30Вт на 150МГц. Документируется ли у нее S11, на тех частотах где собираетесь использовать?. по крайней мере децибел 7 , уровня вы должна на рассогласовании потерять, если ничего не напутал, и 330 у нее нижная граничная частота работы.
В целом по работе в полосе притензий никаких не было, работала отлично. Но статики боялись, особенно модули что повыше по частоте, 1 я сжег, просто при пайке, будьте внимательнее. ^_^

Проверял. Микросхема работает на 315 МГц. S11 у неё не документируется.
Подскажите, пожалуйста, что Вы можете посоветовать по схемотехнике согласования предусилителя на транзисторе с микросхемой.

если на одну частоту, сигнал не широкий, линейность не нужна, и не собираетесь лоад пулом подбирать точку для оптимального кпд ^_^. 2 конденсатора более чем достаточно. можно даже подстроечники воткнуть. покрутите поиздеваетесь над устройством, но подстроечники не любят в массовом производстве :-)