Согласование транзисторов на УКВ диапазонах, Не понимаю что использовать, то ли S хар-и то ли сопротивления... Опции

[Dimik]

Добрый день коллеги!

Раньше, когда вставала задача построить ВЧ устройство всегда применял готовые 50ом эл-ты, а тут был строгий указ. RD07MVS1, "т.к. мы их купили черти сколько и их нужно применить, так что модули оставь на потом..."

Начал разбираться. В даташит приведены S параметры до Гига, а так же пару точек комплексо сопряженных импедансов входа и выхода. По моему предположению (верно ли оно?), если пересчитать S в Z на тех частотах, для которых указанны компл. сопр. Z, и поменять знак, должно все сойтись.

Т.е. в даташит указанно, что на 520МГц сопряженное Zin=0.76+j0.06, и, т.к. Zo=10Ом, Zin=7.6+j0.6Ом, поменяв знак получим, что входное сопротивление транзистора 7.6 - j0.6 Ом.

Далее, следуя моей логике, берем точку по S хар. на частоте 520МГц получаем отражение 0.935 угол (-178.5). Пересчитываем в Z и получаем 1.68-j0.65 Ом, что не сходится с полученными ранее 7.6 - j0.6Ом.

Для чистоты эксперимента еще олна точка, 175МГц:

15.5-j55.3 Ом по диаграмме и 2.67 - j1.72 Ом при пересчете из S, разница огромная.

Товарищи, где и что я наврал?

[RFMAN]

В монолитных схемах я обычно вставляю просто последовательный резистор, подключаемый непосредственно к базе транзистора, поскольку в этом случае можно использовать очень маленькие его величины.

Андрей, я разбирал множество монолитных сборок Mitsubishi и Freescale (метрового и дециметрового диапазонов, там обходятся просто цепью обратной связи - RC-цепь со стока на затвор. А по входу ставят П-аттенюатор (минус 2-3 дБ). Видимо, эффективный подход - вместе с повышением стабильности - расширяется полоса усиления. Схем с последовательным резистором встречал мало - только в тестовых схемах в даташитах на ВЧ транзисторы.

А входную и межкаскадные цепи делаю в виде высокочастотных LC секций.

А выходную цепь разве не так же?

[grandrei]

Андрей, я разбирал множество монолитных сборок Mitsubishi и Freescale (метрового и дециметрового диапазонов, там обходятся просто цепью обратной связи - RC-цепь со стока на затвор. А по входу ставят П-аттенюатор (минус 2-3 дБ). Видимо, эффективный подход - вместе с повышением стабильности - расширяется полоса усиления. Схем с последовательным резистором встречал мало - только в тестовых схемах в даташитах на ВЧ транзисторы.

Впервые ознакомившись с их подходом в монолитных схемах в Сингапуре, я понял, что они долго не думают, а просто берут книгу, обычно это довольно простая книга Криппса, и делают как рекомендуют, уж о большом выборе согласующих цепей и не думают, да и не знают. Конечно, RC цепь со стока на затвор можно ставить, но она, во-первых, уменьшает КПД, а, во-вторых, требует довольно больших размеров, для емкости большого размера, а с маленькой емкостью можно получить и автогенератор. Поэтому, в усилителях для сотовых телефонов, изготовленных в RFMD или Skyworks их, по-моему, нет. Аттенюатор по входу, конечно, можно поставить, но в данном случае он ни чем не лучше обычного последовательного резистора, величина которого подбирается по отрицательной величине активной части входного сопротивления. В сущности это просто увеличение внутреннего последовательного сопротивления Rb эквивалентной схемы транзистора. А полоса усиления будет определяться количеством согласующих звеньев, поскольку нагруженная добротность определяется как квадратный корень из соотношения согласуемых сопротивлений минус единица. Если оно большое, то надо просто его уменьшить посредством использования нескольких звеньев. Например, за счет использование двух звеньев в межкаскадном согласовании и последовательного резистора, слегка увеличивающее входное сопротивление транзистора, я сделал трехкаскадный октавный усилитель с общим КПД >50% и мощностью порядка 32 дБм при питании 3.5 В в диапазоне частот 850 и 1900 МHz без всяких подстроек, во что никак не могли поверить ребята из Siemens.

А выходную цепь разве не так же?

А выходная цепь делается в виде низкочастотной LC цепи с параллельной емкостью/емкостями и последовательной линией передачи уже за пределами чипа во избежания потерь на FR4. Короткая линия от стока к питанию может служить как компенсация выходной емкости транзистора в классе АB/B или компенсацией только части емкости в классе Е. В моей первой книге у меня есть пример исполнения такого двухкаскадного усилителя, да и в последней Switchmode RF Power Amplifiers есть примеры на стр. 264-269 (абсолютно рабочий усилитель), а также пример проектирования на ADS в разделе 9.8.

Сообщение отредактировал grandrei - Jan 14 2008, 10:14

[RFMAN]

Андрей, большое спасибо за ответ.
Но есть момент, который мне не совсем понятен. Вы предлагаете в качестве согласующих межкаскадных цепей использовать ВЧ секции (последовательный конденсатор - параллельная индуктивность). У мощных транзисторов сопротивления небольшие (1...5 Ом) и при их согласовании в межкаскадной цепи расчетные значения индуктивностей получаются физически трудно реализуемые. Например, при согласовании выхода одного транзистора (5 Ом) со входом другого (2 Ом) на частоте 500 МГц (предположим, что их сопротивления чисто активные) мы получим цепь согласования - 130 пФ послед. емкость и парал. индуктивность 1.3 нГн! Сделать такую парал. индуктивность (с указанной точностью) сложно, а ведь 500 МГц - это не так уж и много! На более высоких частотах индуктивности будут еще меньше!
Вот в НЧ секции все гораздо проще - индуктивность последовательная - ее величину можно точно подобрать (на доли нГн), например, двигая парал. конденсатор вдоль микрополосковой линии. И емкость, сл-но можно подбирать.
Может в чем я не прав?

Сообщение отредактировал RFMAN - Jan 14 2008, 11:45