Диссертация, ВЫСОКОЛИНЕЙНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И АВТОГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙС Опции

[Serg76]

Заканчиваю работу над диссером.
Тема:[/u] "ВЫСОКОЛИНЕЙНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И АВТОГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ МНОГОКАНАЛЬНОЙ СВЯЗИ"
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методов уменьшения уровня побочных и внеполосных составляющих в усилителях и автогенераторах, перспективных для применения в радиопередающих устройствах аналоговой и цифровой многоканальной связи.
Объект исследования:[u] уровень побочных составляющих в усилителях мощности; уровень побочных и внеполосных составляющих в маломощных каскадах предварительного усиления и АГ.
Предмет исследования: методы уменьшения уровня побочных и внеполосных составляющих в усилителях и АГ на полевых транзисторах.
Может кто работал в этой области, буду благодарен за любые комментарии.

[Degtyarev]

В общих чертах обрисовать можно. Усилитель был построен на MRF138 первые каскады. Потом MRF141.
Применялась видоизменённая связь вперёд по Алексееву. Первые и предоконечные каскады исключительно в режиме класса А. Оконечные каскады почти в А. Рабочая точка устанавливалась в режим А для средней мощности а для исключения компрессии в пике огибающей ток отпускался но контролировался защитой. Конечно линейность -45дБ достигалась только до 80МГц. Потом шло хуже.

Согласование транзисторов на доработанных биноклях. Усилители обьединялись квадратурными мостами. Мосты состояли из нескольких ступеней (связанные линии-несвязанные потом опять связанные).
Всё вместе потребляло 1500W. Отдавало средней 100W, в пике огибающей 400W.
Это железо.
Был ещё до нас проект (Витебские парни делали). Там расчёты и моделирование. Они применяли телевизионные линейные биполярники . Но у них внутри согласующие цепи и они изобретали как их пере согласовать . Короче идея у них была отличная но реализовать они не смогли. У нас тоже не всё получилось но всё-же было железо.
Было это лет 8 назад. Порядком всё подзабылось. Кое какие материалы у меня есть но выкладывать их на всеобщее обозрение мне бы не хотелось. На какие-то конкретные вопросы постараюсь ответить, если интересно...

[deemon]

В общих чертах обрисовать можно. Усилитель был построен на MRF138 первые каскады. Потом MRF141.
Применялась видоизменённая связь вперёд по Алексееву. Первые и предоконечные каскады исключительно в режиме класса А. Оконечные каскады почти в А. Рабочая точка устанавливалась в режим А для средней мощности а для исключения компрессии в пике огибающей ток отпускался но контролировался защитой. Конечно линейность -45дБ достигалась только до 80МГц. Потом шло хуже.

Согласование транзисторов на доработанных биноклях. Усилители обьединялись квадратурными мостами. Мосты состояли из нескольких ступеней (связанные линии-несвязанные потом опять связанные).
Всё вместе потребляло 1500W. Отдавало средней 100W, в пике огибающей 400W.
Это железо.
Был ещё до нас проект (Витебские парни делали). Там расчёты и моделирование. Они применяли телевизионные линейные биполярники . Но у них внутри согласующие цепи и они изобретали как их пере согласовать . Короче идея у них была отличная но реализовать они не смогли. У нас тоже не всё получилось но всё-же было железо.
Было это лет 8 назад. Порядком всё подзабылось. Кое какие материалы у меня есть но выкладывать их на всеобщее обозрение мне бы не хотелось. На какие-то конкретные вопросы постараюсь ответить, если интересно...

Даа , для получения полосы и линейности многим приходится жертвовать У меня в узкой полосе получалось повеселее - при непрерывном FM сигнале на 107 мгц , 400 ватт - выходной каскад жрал 600 ватт , предварительный - порядка 100 ......... но это был класс С . Выходной каскад был сделан на 4-х усилителях , раздача и сложение на синфазных треугольных мостах из отрезков кабеля .
Но та же схема из 4-х блоков , применённая в ТВ усилителе , где нужна была линейность , могла отдать только 200 ватт в пике синхроимпульса , и работала в классе АВ . КПД был тоже послабее . Был ещё вариант ТВ усилителя со сложением и раздачей на квадратурных мостах , для уменьшения искажений 3-го порядка . А у Вас , как видно , из-за требований к широкополосному согласованию , пришлось ещё более пожертвовать КПД ...... тяжёлое это дело .
Кстати , вопрос - Вы применяли MRF141G ( сдвоенный ) или MRF141 ( одиночный ) ? И сколько выходных блоков стояло в оконечной ступени ? И ещё - какой феррит применяли в согласующих цепях затворов и стоков ? "Бинокли" - это же ферритовые трансы , я правильно понял ?

[Degtyarev]

Даа , для получения полосы и линейности многим приходится жертвовать У меня в узкой полосе получалось повеселее - при непрерывном FM сигнале на 107 мгц , 400 ватт - выходной каскад жрал 600 ватт , предварительный - порядка 100 ......... но это был класс С . Выходной каскад был сделан на 4-х усилителях , раздача и сложение на синфазных треугольных мостах из отрезков кабеля .
Но та же схема из 4-х блоков , применённая в ТВ усилителе , где нужна была линейность , могла отдать только 200 ватт в пике синхроимпульса , и работала в классе АВ . КПД был тоже послабее . Был ещё вариант ТВ усилителя со сложением и раздачей на квадратурных мостах , для уменьшения искажений 3-го порядка . А у Вас , как видно , из-за требований к широкополосному согласованию , пришлось ещё более пожертвовать КПД ...... тяжёлое это дело .
Кстати , вопрос - Вы применяли MRF141G ( сдвоенный ) или MRF141 ( одиночный ) ? И сколько выходных блоков стояло в оконечной ступени ? И ещё - какой феррит применяли в согласующих цепях затворов и стоков ? "Бинокли" - это же ферритовые трансы , я правильно понял ?

Применяли MRF141. Но 141G удалось достать только потом...
Блоков на выходе было 4.
Феррит 400НН на вход 100НН на выход. Да самые простые бинокли Рэда. Потом подсмотрели у товарищей транс 1:4 на текстолите 0.5мм . Он описан у Лондона с Томашевичем, правда в кабельном варианте. На резистивную нагрузку давал полосу пропускания 20-220МГц. Но его уже некогда было применять...

По поводу искажений. При конкретном проектировании всегда возникает вопрос КПД. А он противоречит проблемам снижения искажений. В какие либо расчёты линейности я не верю.
То что для КП901 можно найти рабочую точку где он будет давать IMD3 -50дб я несомневаюсь. Но то что это будет сигнал на уровне нескольких десятков мВт на выходе не сомниваюсь нисколько.
Конечно тема диссертации заслуживает внимания и она актуальна. Но с практической точки зрения
приходиться работать на том что есть. А дальше только ухищрения схемотехники. Это и связь вперёд ( в узкой полосе на 100Вт получить IMD3 -50дБ реально) и применение управляемых мощных автогенераторов с ФАПЧ и применение схем с ЧРУ( частотно разделительные устройства) и ещё придумать можно...


Я поотстал немного, но можно ли узнать где сегодня надо особенно линейно усиливать?

Сообщение отредактировал Degtyarev - May 10 2007, 12:18

[bakhmat]

...
Я поотстал немного, но можно ли узнать где сегодня надо особенно линейно усиливать?

Например связка OFDM+QAM

[Serg76]

Например связка OFDM+QAM

Попали прямо в точку. Сейчас как раз прорабатываю этот вопрос, делаю софтовый модем для канала ТЧ. Хочу пару экспериментов провести. Вы тоже занимаетесь этой проблемой?

Cкажите пожалуйста, были ли рассмотрены в Вашей работе предыскажения?

Не хочу, конечно, Вас расстраивать, но детально я предыскажения не рассматривал (сами понимаете - все вопросы охватить невозможно), только касался их в обзоре.

[bakhmat]

Попали прямо в точку. Сейчас как раз прорабатываю этот вопрос, делаю софтовый модем для канала ТЧ. Хочу пару экспериментов провести. Вы тоже занимаетесь этой проблемой?

В феврале поменял место работы и сейчас врабатываюсь в эту тему (цифровые методы модуляции). Пытаемся вынести на рынок радиорелейку OFDM+QAM256. Проблем целая куча...(начиная от плохого управления проектом до микрофонии кварцевых резонаторов).

[Serg76]

В феврале поменял место работы и сейчас врабатываюсь в эту тему (цифровые методы модуляции). Пытаемся вынести на рынок радиорелейку OFDM+QAM256. Проблем целая куча...(начиная от плохого управления проектом до микрофонии кварцевых резонаторов).

Как я понимаю, до приемо-передающего тракта еще не добрались? Если я ошибаюсь, - поправте. Прежде всего хотелось бы узнать какие характеристики по линейности Вы получили и какие методы применяете для подавления искажений. Потому, что для КАМ этот вопрос стоит достаточно остро. Боюсь ошибиться, но насколько я помню для КАМ-64 степень подавления комбинационных составляющих 3-го порядка должна быть не хуже 45 дБ, что приводит к необходимости снижать уровень выходной мощности усилителя на величину порядка 10 дБ по сравнению с мощностью в режиме насыщения (уровень компрессии 1 дБ). Если возможно, приведите пожалуйста, характеристики Вашей релейки.

[bakhmat]

Как я понимаю, до приемо-передающего тракта еще не добрались? Если я ошибаюсь, - поправте. Прежде всего хотелось бы узнать какие характеристики по линейности Вы получили и какие методы применяете для подавления искажений. Потому, что для КАМ этот вопрос стоит достаточно остро. Боюсь ошибиться, но насколько я помню для КАМ-64 степень подавления комбинационных составляющих 3-го порядка должна быть не хуже 45 дБ, что приводит к необходимости снижать уровень выходной мощности усилителя на величину порядка 10 дБ по сравнению с мощностью в режиме насыщения (уровень компрессии 1 дБ). Если возможно, приведите пожалуйста, характеристики Вашей релейки.

Частота 7.1-7.4ГГц, выходная мощность передатчика до 20dBm. Полоса частот 100кГц. OFDM: 107 несущих+2 пилота, каждая несущая КАМ256. Проект находится на стадии доработки.
Математические предпосылки: одним московским профессором из Франкфурта( ) было вычислено, что для передачи с BER (BitErrorRatio) 10e-9 (Shaping-OFF; Reed-Solomon Code-ON, Crest Factor=10dB) необходимо обеспечить C/N (Carriers to Noise Ratio) лучше 27dB. У нас есть 30dB и на лабораторном столе всё работает. Crest Factor 10dB практически означает, что передатчик работает в линейном режиме.
Для синуса CF=3dB, для КАМ64 СF=3.7dB, для 100 (N) несущих СF=10logN=20dB в идеале. На практике вероятность такого события крайне мала, поэтому был принят СF=10dB. На сайте Rohde&Schwarz есть статья по этой теме (правда на хорошем и общедоступном немецком языке). Если надо, найду ссылку

Сообщение отредактировал bakhmat - May 10 2007, 22:25