Усилитель мощности с низковольтным питанием., Как реализовать УМ (Рвых = 1 Вт, Епит=+3В) Опции

[RFMAN]

Есть задача - разработать малогабаритный передатчик.
Диапазон частот 455 МГц (возможен вариант 155 МГц)
Напряжение питания +3 В.
Выходная мощность 1 Вт.

Сразу же задумался, как реализовать оконечный каскад передатчика 1 Вт с таким небольшим напряжением питания. Поиск транзисторов с номинальным +3 В питанием результатов не дал, готовых интегральных усилителей тоже не нашел (максимум - Р1dB = 700 мВт). Искал у известных производителей - Freescale, Mitsubishi, Macom, STM, Avago, RFMD, Renesas, NXP, WJ, NEC и др.
Видимо транзисторы и усилители с подобной выходной мощностью делают лишь для сотовых телефонов (900, 1800 МГц).
Ставить преобразователь напряжения нежелательно - малы габариты устройства.
Пока вижу 2 варианта.
1. Взять транзистор с номинальным напряжением +7 В и мощностью 2 ..3 Вт и на нужных мне частотах использовать его при данном пониженном напряжении. Но к-т усиления при этом, наверное, сильно упадет и зависимость усиления от температуры среды будет сильнее.
2. Суммировать мощность нескольких транзисторов. Но габариты малы.

Или все-таки существуют в природе транзисторы Vcc=+3В, P1dB>32dBm, Gain>10dB, VHF/UHF range.
Буду признателен за совет.

Сообщение отредактировал RFMAN - Mar 9 2008, 06:49

[grandrei]

Да, похоже, непросто найти такой транзистор. Во-первых, потому что в сотовых телефонах усилители делаются на основе кристаллов транзисторов (bare die) либо собственных фабрик, либо внешних как WIN Semiconductors в Тайване. А, во-вторых, driver amplifiers обычно предназнаяены для оконечных усилителей базовых станций, поэтому нет необходимости в минимальном питании. Наверное, действительно, следует взять 5-вольтовый 2-ваттный транзистор типа Freescale MMG3006NT1 и попытаться настроить выходную цепь на максимальную мощность.

[DRUID3]

сумировать мощность - не такая и плозая идея.
от себя добавлю еще путь
3) применить повышающий преобразователь в цепи питания, благо промышленность сейчас производит тучу разного полупроводникового барахла, и найти подходящую ИС с достаточно высоким к.п.д. не очень сложно...

[serges]

Посмотрите Nec, sirenza.com, wj.com. У Nec есть даже 3Вт транзисторы с 3В питания.
http://www.necel.com/microwave/en/discrete/power.html

[grandrei]

Да, похоже, что NEC LDMOS транзисторы типа NE5520279A как раз подойдут. Только надо быть осторожным с использованием в нижнем частотном диапазоне, гду будет очень высокое усиление, а также и возможное низкочастотное возбуждение. У полевых транзисторов очень широкая нижняя полоса потенциальной неустойчивости. Но зато очень удобно согласовывать достаточно высокое входное сопротивление (емкость на входе) посредством простого шунтирование входа резистором с небольшой индуктивностью, что может быть достаточно при высоком усилении.

[serges]

Посмотрите Nec, sirenza.com, wj.com. У Nec есть даже 3Вт транзисторы с 3В питания.
http://www.necel.com/microwave/en/discrete/power.html

Транзисторы Nec сейчас производит CEL: cel.com
Делал на приложенном тран-ре усилитель 350-430MHz 1W.
Проявить аккуратность при работе с ним на предмет статики.
Вопрос стабильности работы есть, решаем. Усиление в моей широкой полосе ~18dB.
В Вашем случае будет больше.
А входное сопротивление у них как раз достаточно низкое:~2.5 ohm. Если будут проблемы,
обращайтесь.

Прикрепленные файлы

 NE5520379A.rar ( 339.58 килобайт ) Кол-во скачиваний: 62

 

[grandrei]

А входное сопротивление у них как раз достаточно низкое:~2.5 ohm. Если будут проблемы,
обращайтесь.

Насчет входного сопротивления. Во-первых, вы взяли транзистор с выходной мощностью более 35 дБм, там не указано Zin. А вот если взять транзистор NE5520279A с выходной мощностью 32 дБм на 1 ГГц, то там Zin = 1.77 − j6.71 на частоте 1.8 ГГц, Так вот, если пересчитать в параллельный эквивалент и рассчитать емкость, то она будет порядка 14 пФ (поскольку реактивная составляющая много больше, то я активную часть не учитываю), что составляет 25 Ом емкостного сопротивления на 450 МГц, а параллельный эквивалентный резистор будет существенно больше, если пересчитать. Для стабильности все же лучше зашунтировать внешним резистором, к примеру 12 Ом, а затем согласовать обычным звеном к входным 50 Ом.

[serges]

Насчет входного сопротивления. Во-первых, вы взяли транзистор с выходной мощностью более 35 дБм, там не указано Zin. ............. внешним резистором, к примеру 12 Ом, а затем согласовать обычным звеном к входным 50 Ом.

Там есть S-par, пересчитывайте как угодно; согласование-дело вкуса и образованности дизайнера,
причем шунтирование-самый легкий способ.

[grandrei]

Там есть S-par, пересчитывайте как угодно; согласование-дело вкуса и образованности дизайнера,
причем шунтирование-самый легкий способ.

Действительно, согласовывать можно использую различные варианты, однако, простой подход - не значит неэффективный. Тем более, что прелесть полевого транзистора именно в том и заключается, что как прибор, управляемый напряжением, он имеет емкостной вход, и на низкой частоте это сопротивление велико, как и коэффициент усиления. Поэтому и простой резистор с небольшой индуктивностью весьма эффективен как с точки зрения согласования в широкой полосе с постоянным коэффициентом усиления, так и обеспечению стабильности работы. А вот что касается S-параметров, то даются они обычно малосигнальные и для согласования в режиме большого сигнала непригодны. Вот то, что там также приведен Design Kit для Ansoft Designer и MWO очень хорошо, поскольку там явно дается нелинейная модель транзистора, и тогда лучше весь усилитель промоделировать с помощью одного из этих software, чем использовать данные для Zin и Zout в номинальном режиме.

[RFMAN]

Насчет входного сопротивления. Во-первых, вы взяли транзистор с выходной мощностью более 35 дБм, там не указано Zin. А вот если взять транзистор NE5520279A с выходной мощностью 32 дБм на 1 ГГц, то там Zin = 1.77 − j6.71 на частоте 1.8 ГГц, Так вот, если пересчитать в параллельный эквивалент и рассчитать емкость, то она будет порядка 14 пФ (поскольку реактивная составляющая много больше, то я активную часть не учитываю), что составляет 25 Ом емкостного сопротивления на 450 МГц, а параллельный эквивалентный резистор будет существенно больше, если пересчитать. Для стабильности все же лучше зашунтировать внешним резистором, к примеру 12 Ом, а затем согласовать обычным звеном к входным 50 Ом.

2grandrei
Вообще-то здесь Zin указано для частоты 1.8 ГГц. На частотах 150 и 450 МГц Zin может быть совершенно другим. Поэтому думаю, что пересчитывать емкостное сопротивление с 1800 МГц на 450 МГц не совсем корректно. Что касается шунтирующего резистора, то его ставлю всегда во всех схемах в цепь питания затвора, но против самовозбуждения на низких частотах он не всегда помогает. Хорошо помогает от самовозбуждения RC-цепочка с затвора на сток, к тому же она здорово расширяет полосу, но в месте с тем ухудшая КПД и усиление.

Делал на приложенном тран-ре усилитель 350-430MHz 1W.
Проявить аккуратность при работе с ним на предмет статики.
Вопрос стабильности работы есть, решаем. Усиление в моей широкой полосе ~18dB.
В Вашем случае будет больше.

2serges
Данные на NECEL-овские транзисторы уже видел ранее. Смутил диапазон рабочих частот, начинающийся от 450 МГц, а ведь надо сделать еще вариант передатчика и на 155+-10 МГц.
ИМХО для такой полосы (20%) усиление 18 дБ довольно велико, можно пожертвовать несколькими дБ в пользу лучшей стабильности.

Закажу оба транзистора - NE5520279A и NE5520379A, попробую... Спасибо всем за советы!

[Alexashka]

У меня щас встала похожая задача...нашел ATR0981 -УМ и МШУ в одном корпусе и MAX2601-просто УМ, но заточен под 900МГц. Обвязка и там и там богатая, хотя пишут что мало внешних компонентов...шутники...ДА,выбор не богат и не понятно почему так мало микросхем для этого диапазона (а радиостанции?)
Хотелось бы взять чтото законченное чтоб не расчитывать все элементы. Может кто схемку видел 433МГц, 1Вт, питание 3В?

[al99]

Посмотрите http://www.anadigics.com/products/handsets...lifiers/awt6136
правда неэффективно, КПД низкий.

[Alexashka]

Посмотрите http://www.anadigics.com/products/handsets...lifiers/awt6136
правда неэффективно, КПД низкий.

спасибо...тоже вариант, но достать 30шт проблематично...очень

[Serj78]

спасибо...тоже вариант, но достать 30шт проблематично...очень

Посмотрите RF2175 - от RFMD ... их достать можно. посмотрите усилители для CDMA

[RFMAN]

Посмотрите RF2175 - от RFMD ... их достать можно. посмотрите усилители для CDMA

Общался недавно с представителем из RFMD. Хотя RF2175 и остались на некоторых складах, но не так давно этот усилитель снят с производства. Так что в серийные изделия лучше их не закладывать.
Аналогичные усилители RFMD больше не выпускает, у них все усилители с питанием +3В и Рвых > 1 Вт - на диапазоны частот выше 900 МГц.

Сообщение отредактировал RFMAN - Mar 14 2008, 05:36