Сверхширокополосный инжектор питания Опции

[790]

Здравствуйте.
Есть транзистор 0,05...6 ГГц, вход и выход 50 Ом. Psat 25 W.
Необходимо сделать инжектор работающий в этой полосе. Максимальный ток получается 1,5 А.
Приходится подбирать катушки под различные диапазоны. Наверное можно поискать конические катушки.
Может есть какие-нибудь схемные решения?

[Proffessor]

Есть транзистор 0,05...6 ГГц, вход и выход 50 Ом. Psat 25 W.
Необходимо сделать инжектор работающий в этой полосе. Максимальный ток получается 1,5 А.
Приходится подбирать катушки под различные диапазоны. Наверное можно поискать конические катушки.
Может есть какие-нибудь схемные решения?

Чтоб не заморачиваться с коническими катушками, стандартное схемное решение - последовательная цепочка из индукторов, каждый следующий в 10 раз меньше предыдущего. Скажем, у Вас нижняя частота 50MHz, перекрытие по частоте более двух декад, значит надо ставить три индуктора. Самый первый индуктор (со стороны источника питания) должен иметь реактивное сопротивление не менее 200 Ohm на нижней частоте. Он будет 640nH; следующие два 64nH и 6,4nH. Или, привязываясь к стандартным номиналам 10-процентного ряда: 680nH-68nH-6.8nH. Естественно, индукторы должны выдерживать постоянный ток не менее 1,5A.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 25 2015, 10:48

[790]

Чтоб не заморачиваться с коническими катушками, стандартное схемное решение - последовательная цепочка из индукторов, каждый следующий в 10 раз меньше предыдущего. Скажем, у Вас нижняя частота 50MHz, перекрытие по частоте более двух декад, значит надо ставить три индуктора. Самый первый индуктор (со стороны источника питания) должен иметь реактивное сопротивление не менее 200 Ohm на нижней частоте. Он будет 640nH; следующие два 64nH и 6,4nH. Или, привязываясь к стандартным номиналам 10-процентного ряда: 680nH-68nH-6.8nH. Естественно, индукторы должны выдерживать постоянный ток не менее 1,5A.

Спасибо. Хорошая идея, попробую.

[Proffessor]

Дешево и сердито. Правда у Mini-Circuits появился Very Wideband RF Choke TCCH-80+ (50-8200MHz), но ток не более 200mA.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 27 2015, 05:52

[bakhmat]

Спасибо. Хорошая идея, попробую.

Не забудьте сопротивления в параллель к индуктивностям

[saab]

Не забудьте сопротивления в параллель к индуктивностям

...
А не проще ли начать с основы а именно с S пар. В Genesys посмотреть перформанс, как это положено и все такое.

Сообщение отредактировал l1l1l1 - Aug 5 2015, 04:22

Причина редактирования: удалено лишнее

[khach]

Что такой инжектор никому из СВЧистов непонятно. А вот Bias-T - вполне понятное название. Какая неравономерность проходной характеристики допустима? Предполагаются ли аварийные режимы по постоянному току ( пробой транзисторов)? А то при пробоях или самовозбужениях надо закалдывать 5-10 кратный запас по току индуктивнойстей, иначе они горят. А такой запас- это другие размеры и соответственно резонансные частоты индуктивностей. В таком случае самодельная конусная индуктивность- не такое уж плохое решение. Мотается на конусной пластиковой палочке, потом витки проклеиваются, снимается с палочки и напихивается в конус суспензия ферритовой пыли в эпоксидке. Можно потом внутрь вставить еще сердечник из феррита с более высоким Мю для расширения диапазона в НЧ.

[790]

Что такой инжектор никому из СВЧистов непонятно. А вот Bias-T - вполне понятное название. Какая неравономерность проходной характеристики допустима? Предполагаются ли аварийные режимы по постоянному току ( пробой транзисторов)? А то при пробоях или самовозбужениях надо закалдывать 5-10 кратный запас по току индуктивнойстей, иначе они горят. А такой запас- это другие размеры и соответственно резонансные частоты индуктивностей. В таком случае самодельная конусная индуктивность- не такое уж плохое решение. Мотается на конусной пластиковой палочке, потом витки проклеиваются, снимается с палочки и напихивается в конус суспензия ферритовой пыли в эпоксидке. Можно потом внутрь вставить еще сердечник из феррита с более высоким Мю для расширения диапазона в НЧ.

Усилитель предполагается сделать с защитой. Неравномерность хотелось бы не более 2 дБ.

А если сделать индуктивность типа конической на микрополосках, получится в таком диапазоне частот?

[Saniok84]

Попробуйте 4310LC-132ke
http://www.coilcraft.com/pdfs/4310lc.pdf

Чтоб не заморачиваться с коническими катушками, стандартное схемное решение - последовательная цепочка из индукторов, каждый следующий в 10 раз меньше предыдущего. Скажем, у Вас нижняя частота 50MHz, перекрытие по частоте более двух декад, значит надо ставить три индуктора. Самый первый индуктор (со стороны источника питания) должен иметь реактивное сопротивление не менее 200 Ohm на нижней частоте. Он будет 640nH; следующие два 64nH и 6,4nH. Или, привязываясь к стандартным номиналам 10-процентного ряда: 680nH-68nH-6.8nH. Естественно, индукторы должны выдерживать постоянный ток не менее 1,5A.

А Вы так делали? Или просто идея? У меня как-то это дело работало не здорово.

Сообщение отредактировал Saniok84 - Jul 29 2015, 12:15

[khach]

А если сделать индуктивность типа конической на микрополосках, получится в таком диапазоне частот?

На микрополосках это как? Когда то делали плоскую индуктивность- на тругольный в плане плоский каркас наматывали провод и с обеих сторон обкладывали ферритовыми пластинками от ферритовых антенн (проницаемость 600 кажется). Возможно получится сдеалать печатную индуктивность где каждый виток-дорожка, с уменьшающейся длиной витка (треугольник в плане) и обложить ферритом. Но как это будет работать в широком диапазоне частот- надо проверять экспериментально.

[Proffessor]

А Вы так делали? Или просто идея? У меня как-то это дело работало не здорово.

Я предлагаю только на практике опробованные решения. Например в усилителе генератора шума 10-3000MHz

[khach]

Например в усилителе генератора шума 10-3000MHz

Схема тут совершенно бесполезна- нужны или фирменные названия индуктивностей чтобы повторить 1 в 1, или графики импеданса индуктивности от частоты. А изменение рабочего тока от 100 ма до 250 уже вызывает необходимость полностью перепроектировать схему, т.к частоты собственного резонанса индуктивностей сдвинутся значительно при простой смене диаметра провода. А если еще и сердечник менять...

[Proffessor]

Схема тут совершенно бесполезна- нужны или фирменные названия индуктивностей чтобы повторить 1 в 1, или графики импеданса индуктивности от частоты. А изменение рабочего тока от 100 ма до 250 уже вызывает необходимость полностью перепроектировать схему, т.к частоты собственного резонанса индуктивностей сдвинутся значительно при простой смене диаметра провода. А если еще и сердечник менять...

Это то пример того, что реализовано на практике и служит. Вот что по-настоящему бесполезно - изучать графики изменения импеданса от частоты и все время перепроектировать. Надо просто делать.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 30 2015, 17:36

[khach]

Вот что по-настоящему бесполезно - изучать графики изменения импеданса от частоты

ню ню Похоже про собственный резонанс катушки слышать не приходилось. Берем например 4310LC индуктивности коилкрафтовские и пытаемся из них слепить монотонно возрастающую кривую до 6 ГГц. Не низ, ни верх частот напрямую не получаются- резонансы мешают. Вот и набирают цепочку индуктивностей, а резонасы душат параллельными резисторами.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Saniok84]

ню ню Похоже про собственный резонанс катушки слышать не приходилось. Берем например 4310LC индуктивности коилкрафтовские и пытаемся из них слепить монотонно возрастающую кривую до 6 ГГц. Не низ, ни верх частот напрямую не получаются- резонансы мешают. Вот и набирают цепочку индуктивностей, а резонасы душат параллельными резисторами.

Во-во. Вот по этому и хотелось бы конкретный пример, а не только схему без указания элементов, и "всё работает".

[Proffessor]

Берем например 4310LC индуктивности коилкрафтовские и пытаемся из них слепить монотонно возрастающую кривую до 6 ГГц. Не низ, ни верх частот напрямую не получаются- резонансы мешают. Вот и набирают цепочку индуктивностей, а резонасы душат параллельными резисторами.

А чем плохи резонансы дросселей развязки? На резонансной частоте импеданс дросселя максимальный, и все. Он ничему не мешает, наоборот, в наименьшей степени шунтирует 50-омный тракт. (Кто-то из особо умных скажет, что 50-омный тракт своим низким сопротивлением сглаживает резонанс). Плохо только то, что после резонанса импеданс падает по частоте, и может опуститься до значения, которое ухудшит КСВ тракта. Именно для того, чтобы в широкой полосе частот импеданс не проваливался, и набирают последовательную цепочку.
Причина, по которой я в некоторых каскадах ставил RC-цепочку между дросселями - убиваемость усилителей за счет самоиндукции при выключении питания. Впрочем, для защиты от выбросов напряжения могут быть использованы меры на вкус конкретного дизайнера. Я здесь хотел довести до топикстартера наиболее простой принцип решения проблемы без сложных расчетов и без самопальных моточных изделий экзотической формы.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 31 2015, 10:47

[khach]

Я стажер, пока учусь.

Проблема в том, что существует несколько путей решить эту задачу. Первый -купить готовое Bias-T. Минусы- дорого и ничему не научитесь. Второй- симулировать на основани ПОЛНЫХ spice- моделей элементов. Научитесь работать с симулятором, но потом можно не найти реальных элементов под примененные модели, да и проверить результат сложно. Третий- измерять характеристики самостоятельно, АЧХ панорамой или на VNA полный импеданс цепи. Преимущества- точно знаете как ведет себя реальная цепь, получите новые знания. Минус- нужны дорогие приборы, результирующее изделие може выглядить непрезентабельно, по сравнению с фирменным. Можно накосячить в механике (корпус) или вибростойкости (развалится со временем).

[saab]

Я стажер, пока учусь. Форум предназначен для общения и помощи друг другу. Если я написал что-то не так, вы можете поправить меня. А от того, что вы умничаете толку никакого.

...
У инженеров принято считать такие цепи в пределах возможного (S пар для сильного сигнала, X параметры и пр ) Впрочем в некоторых рядах это выглядит выпендрежем, ну что же флаг в руки.

Сообщение отредактировал l1l1l1 - Aug 5 2015, 04:38

Причина редактирования: удалено лишнее

[ledum]

Кхе-кхе. По-русски в последние 20 лет именно инжектор питания, а не байес ти или цепь развязки. Достаточно спросить Гугль. Времена меняются. Спасибо телевизионщикам - это они привили это название для ввода питания на внешние кабельные и телевизионные блоки.

[VCO]

Первый -купить готовое Bias-T. Минусы- дорого и ничему не научитесь.

Тем не менее, это единственно верный для начинающего путь решения задачи.
И не потому, что надёжный, а потому, что дальше будет перед глазами эталон.
После этого можно будет пробовать повторить или превзойти его параметры...

[khach]

Кстати, обратите внимание на блочки типа http://www.markimicrowave.com/Bias_Tees/Su.../BT-0024SM.aspx Низкочастотный диапазон можно расширить дополнительным дросселем. Модули паяются прямо на плату.
Полный список тут http://www.markimicrowave.com/2766/Bias_Te...spx?ShowTab=144
Кстати, модули без разъемов бывали более удобные чем с разьемами. Последние часто повреждались при пробоях в нагрузке.
PS. Плоская печатная конусная катушка http://www.google.com/patents/US8368498 http://www.google.com.na/patents/US7446633

[l1l1l1]

тему слегка почистил и слегка переименовал.
посты, касающиеся только терминологии скрыл.
считаю, что для обсуждения вопросов терминологии может быть создана отдельная тема в разделе "Общение".
для восстановления сообщений в такую тему желающие могут написать мне ЛС.
тот, кто продолжит обсуждение терминологии в этой теме, будет наказан.

l1l1l1

[vfo]

А мне вот более интересно узнать, что это за мощный транзистор такой, который в такой широченной полосе уже согласован на 50 Ом. До сего момента таковыми были только маломощные MMIC.

[Proffessor]

...что это за мощный транзистор такой, который в такой широченной полосе уже согласован на 50 Ом. До сего момента таковыми были только маломощные MMIC.

Ну, если транзистор работает где-нить в передающем тракте, его не обязательно согласовывать по выходу, главное, чтобы он отдавал в нагрузку требуемую мощность. Тем более, что при низком выходном сопротивлении транзисторного усилителя мощности даже повышается КПД за счет уменьшения рассеяния мощности на внутреннем сопротивлении.

Сообщение отредактировал Proffessor - Aug 5 2015, 10:45

[vfo]

А он не захочет отдавать требуемую мощность без должного согласования. По крайней мере до этого момента так было. Вот я всего-то и прошу назвать модель транзистора, который без всяких дополнительных мер по согласованию будет отдавать в полосе 0,05...6 ГГц мощность 25Вт. Ну ладно не 25Вт, это, как написано, значение насыщения, ну хоть половину. Судя по всему реализация такой схемы ни у кого проблем не вызывает, единственная проблема - способ подачи питания.

[Proffessor]

А он не захочет отдавать требуемую мощность без должного согласования.

Надо понимать, должное согласование - это когда внутреннее сопротивление усилительного каскада с помощью какой-то согласующей цепи приводится к 50 омам, а это значит, половина всей мощности отдается в нагрузку, вторая половина рассеивается во внутреннем сопротивлении источника сигнала (усилителя). КПД=50%. Он может быть и отдаст наибольшую возможную мощность, но выдержит ли рассеивание тепла? Именно поэтому в передатчиках усилители мощности имеют очень малое выходное сопротивление (при этом получаем наибольший КПД) и рассчитываются на возможность обеспечить на заданном сопротивлении нагрузки требуемую амплитуду напряжения, чтобы получить нужную мощность в нагрузке. Например, если указывают требуемый импеданс антенны 55+j*25 Ohm (цифровой радиомодем СС1200), это не значит, что выходное сопротивление TX порта 55-j*25, это просто оптимальное сопротивление нагрузки выходного каскада.

Сообщение отредактировал Proffessor - Aug 5 2015, 11:54

[790]

А мне вот более интересно узнать, что это за мощный транзистор такой, который в такой широченной полосе уже согласован на 50 Ом. До сего момента таковыми были только маломощные MMIC.

Cree CMPA0060025F

[vfo]

Ага, ну вот английским по белому написано "интернали матчед". Неплохо. Это всётаки MMIC. Так собственно в даташите пишут, что питание подают вот этим http://us.tecdia.com/products-services/mic...ees/tbt-series/ .

Сообщение отредактировал vfo - Aug 5 2015, 13:16

[790]

Ага, ну вот английским по белому написано "интернали матчед". Неплохо. Это всётаки MMIC. Так собственно в даташите пишут, что питание подают вот этим http://us.tecdia.com/products-services/mic...ees/tbt-series/ .

Этот Bias-T не продали. Интересно, что там внутри.

[RFTech]

А он не захочет отдавать требуемую мощность без должного согласования. По крайней мере до этого момента так было. Вот я всего-то и прошу назвать модель транзистора, который без всяких дополнительных мер по согласованию будет отдавать в полосе 0,05...6 ГГц мощность 25Вт. Ну ладно не 25Вт, это, как написано, значение насыщения, ну хоть половину. Судя по всему реализация такой схемы ни у кого проблем не вызывает, единственная проблема - способ подачи питания.

Не захочет отдавать совершенно верно, если во всей полосе не согласовать на 50Ом. Если же кто то такие мощности нагружает не на 50 Ом, а изобретает свои комплексные устройства, согласованные на выходной импеданс этого усилителя, то мощность получит, но это уже из области когда коту делать нечего он антенны изобретает с комплексным импедансом. А Cree сильно врут когда говорят input and output are internally matched to 50 Ohm. Input да похоже. но внизу никак, а output ну никакой. Сами приводят S22 ну никакой по согласованию на 50 и почему то internally matched to 50 Ohm. Никакой он не матчит. Реально так. Если нагрузка 50 Ом и не согласовать широко усилитель по выходу, то в районе 2-3ГГц он вытягивает 10Ватт, а на остальных частотах порядка 1 Ватт.

[saab]

Судя по картинкам, это усилитель МИМИКС нитрид галия ( конфликт названия МИМИКС по определению кремний, но уже стало нарицательным ).Это безобразие Транзистором, язык не поворачивается назвать. Да и цепи смещения имеют похоже ужо свои вывода.
Enjoy

Эскизы прикрепленных изображений

 

[serega_sh____]

... Да и цепи смещения имеют похоже ужо свои вывода. ...

Это универсальная оснастка. Макетка.

[790]

А Cree сильно врут когда говорят input and output are internally matched to 50 Ohm. Input да похоже. но внизу никак, а output ну никакой. Сами приводят S22 ну никакой по согласованию на 50 и почему то internally matched to 50 Ohm. Никакой он не матчит. Реально так. Если нагрузка 50 Ом и не согласовать широко усилитель по выходу, то в районе 2-3ГГц он вытягивает 10Ватт, а на остальных частотах порядка 1 Ватт.

Если попробовать согласовать по этим S параметрам, мощность будет больше?