Определение входных и выходных сопротивлений усилителя D2003UK по S-параметрам Опции

[chikilfarik]

Добрый день

Вопрос собственно вот в чем: в даташите на усилитель D2003UK даются S параметры на сам усилитель. как найти входное сопротивление усилителя? например на частоте 1000Mhz значение входного сопротивления Zs=1.1-j2.5 в таблице ему соответствует значение mag 0.79 и ang -172.5, а для остальных значений зная аргумент и фазу можно найти Zs.
как это все расписать математически?
в таблице даются нормированные значения?
мне нужно определить к примеру на частоте 100 Mhz его входное сопротивление для согласования его на 50 ом входного генератора. прошу подробно расписать математику

[Proffessor]

Вопрос собственно вот в чем: в даташите на усилитель D2003UK даются S параметры на сам усилитель. как найти входное сопротивление усилителя? например на частоте 1000Mhz значение входного сопротивления Zs=1.1-j2.5 в таблице ему соответствует значение mag 0.79 и ang -172.5, а для остальных значений зная аргумент и фазу можно найти Zs.
как это все расписать математически?
в таблице даются нормированные значения?
мне нужно определить к примеру на частоте 100 Mhz его входное сопротивление для согласования его на 50 ом входного генератора. прошу подробно расписать математику

Математики здесь немного.
В данном случае S11 - комплексный коэффициент отражения входа в 50-омном тракте, представлен в показательном виде - модуль и аргумент (в градусах).
В комплексном виде (лучше считать в маткаде):
Z11=R*((1+S11)/(1-S11)), где R=50ом. S - в показательной форме, S=Mag(S)*e^jAng(S).
Если это не учебное задание, а серьезная работа, чтобы сделать быстро, можете файл S-параметров загрузить в моделировщик AWRDE и быстро посчитать Rin и Xin на нужных частотах.
По согласованию - можно воспользоваться компьютерным синтезом согласующих цепей, эта функция встроена в RFSimm99, AWRDE, Filter Solutions, а можно по книжкам. Например "Каганов_ Транзисторные радиопередатчики 1977" разд.5-2.

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 3 2012, 13:04

[EVS]

Математики здесь немного.
Z11=R*((1+S11)/(1-S11))

Для четырехполюсника-то?

[Proffessor]

Для четырехполюсника-то?

А что Вас удивляет?
Это классика, как найти входной импеданс порта по известному коэффициенту отражения и опорному сопротивлению. Без разницы, для четырехполюсника, n-полюсника.
Если считаете что неправильно, предложите свою методику.

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 3 2012, 14:14

[EVS]

Если считаете что неправильно, предложите свою методику.

Да легко: Zin=Z11-Z12*Z21/(Z22+Zload) (перевод s в z - в любом справочнике). Хотя для расчета СЦ это значение вх.имп. никакого практического значения не имеет.
>chikilfarik
На сайте Semelab есть довольно оригинальный онлайн-калькулятор расчет вх/вых оптимельных нагрузок. Попробуйте...

[chikilfarik]

Да легко: Zin=Z11-Z12*Z21/(Z22+Zload) (перевод s в z - в любом справочнике). Хотя для расчета СЦ это значение вх.имп. никакого практического значения не имеет.
>chikilfarik
На сайте Semelab есть довольно оригинальный онлайн-калькулятор расчет вх/вых оптимельных нагрузок. Попробуйте...

как раз этот онлайн калькулятор и способствовал написанию этой темы данные в даташите и полученные сопротивления на калькуляторе не совпадают кому верить??


формулы это конечно хорошо я уже столько раз переводил значения аргумента и фазы в комплексную форму и обратно и нормаровал все на 50 ом но все равно результат не совпадает скорее всего я неправильно что то делаю и поэтому хотелось бы чтобы вы проверили написание формул для конкретного значения аргумента и фазы к примеру в даташите написано оптимальное входное сопротивление Zs=1.1-j2.5 на частоте 1гиг как из этого комплексного сопротивления придти к значению аргумента и фазы расписанного на 1 гиг S11 в таблице. и значение на сайте полученного с калькулятора входного сопротивления на частоте 1гиг входное сопротивление 3.0+7.2i Ω . почему они разнятся? если можно ответ в виде примера и формул подробно. и еще момент на даташите показана схема соединения усилителя с номиналами и прочим в усилитель входит два транзистора может дело в том что входное сопротивление одного транзистора рассматривают в даташите? дальше вопрос в необходимости этих самых S параметров. если собрать усилитель согласуя его по данным в S параметров при нормальном его режиме под мощностью будут ли сохраняться входные и выходные параметры усилителя?

[Proffessor]

ф оптимальное входное сопротивление Zs=1.1-j2.5 на частоте 1гиг как из этого комплексного сопротивления придти к значению аргумента и фазы расписанного на 1 гиг S11 в таблице. и значение на сайте полученного с калькулятора входного сопротивления на частоте 1гиг входное сопротивление 3.0+7.2i Ω . почему они разнятся? если можно ответ в виде примера и формул подробно. и еще момент на даташите показана схема соединения усилителя с номиналами и прочим в усилитель входит два транзистора может дело в том что входное сопротивление одного транзистора рассматривают в даташите? дальше вопрос в необходимости этих самых S параметров. если собрать усилитель согласуя его по данным в S параметров при нормальном его режиме под мощностью будут ли сохраняться входные и выходные параметры усилителя?

D2003UK- это не усилитель, а сборка из пары DMOS-транзисторов с объединенными истоками. S-параметры приведены для одного транзистора. Zs - это не оптимальное входное сопротивление, а оптимальное внутреннее сопротивление источника входного сигнала. Транзистор является малошумящим, как следует из features ( но само значение Кш почему-то не приводят), поэтому для обеспечения минимального коэффициента шума источник должен иметь некое оптимальное значение импеданса . И оно как правило, не совпадает с входным импедансом Z11 самого транзистора, по крайней мере с действительной частью. Попробуйте применить схему включения из даташита "1000MHz Test Fixture".

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 4 2012, 09:08

[chikilfarik]

[quote name='Proffessor' date='Apr 4 2012, 11:20' post='1045394']
D2003UK- это не усилитель, а сборка из пары DMOS-транзисторов с объединенными истоками. S-параметры приведены для одного транзистора. Zs - это не оптимальное входное сопротивление, а оптимальное внутреннее сопротивление источника входного сигнала. Транзистор является малошумящим, как следует из features ( но само значение Кш почему-то не приводят), поэтому для обеспечения минимального коэффициента шума источник должен иметь некое оптимальное значение импеданса . И оно как правило, не совпадает с входным импедансом Z11 самого транзистора, по крайней мере с действительной частью. Попробуйте применить схему включения из даташита "1000MHz Test Fixture".
[/quote


понятно что это сборка. если они не совпадают то как мне узнать какое сопротивление по входу и по выходу ему нужно на частоте 100 МГц?

[Proffessor]

[/quote]
понятно что это сборка. если они не совпадают то как мне узнать какое сопротивление по входу и по выходу ему нужно на частоте 100 МГц?
[/quote]
Посчитайте на упомянутом on-line калькуляторе (что-то я его на сайте Semelab не нашел) Zs и ZL для частоты 100MHz. Оптимальное сопротивление нагрузки ZL не совпадает с 50-ю омами скорее всего потому, что стараются получить максимальную линейность усилителя. Можно согласовать и по мощности. Тогда будет максимальный коэффициент усиления, но меньше динамический диапазон.

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 4 2012, 10:39

[Proffessor]

Ну вот, загрузил массивы S-параметров в симулятор AWRDE и получил Zin и Zout транзистора:

>chikilfarik
Транзистор потенциально неустойчив во всем частотном диапазоне (k<1) поэтому его традиционное компл-сопр. согласование на макс. усиление невозможно.
Оптимальные ист/нагр импедансы рассчитываются по совершенно иным критериям, например, по окружностям равного усиления и вх/вых стабильности. Или по другим. Воспроизвести конкретно эту методику расчета онлайного калькулятора практически не реально, лучше просто поверьте результату.

И я тоже пришел к выводу, что оптимальные импедансы источника и нагрузки выбираются исходя в основном из условий обеспечения устойчивости. Это после того как в AWRDE поигрался с согласующими цепями на входе и выходе и получил коэффициенты отражения на входе и на выходе больше единицы, что означает возбуждение.

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 4 2012, 12:14

Эскизы прикрепленных изображений