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

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.

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.

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...

Это в случае, если четырехполюсник представлен Z-параметрами. Но коэффициенты отражения S11 и S22 измеряются производителем по методике, которая предполагает наличие нагрузки 50 ом на входе и выходе четырехполюсника, поэтому, если их прямо пересчитать в импедансы, это должен быть вполне адекватный результат.

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?

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 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?

[/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.

http://products.semelab-tt.com/parts_searc...adiobutton=Part





impedance calculator зеленый кружок с буквой i внутри

на частоте 100 МГц
Optimum Load Impedance ZLopt 94.7+31.7i Ω
Optimum Source Impedance ZSopt 3.0+109.5i Ω
Calculated Class B large signal gain 35.5 dB
For push-pull devices the calculated values of optimum source and load impedance are terminal-to-ground and not terminal-to-terminal.



и что это значит и кому верить?

>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.

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

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.

кажется мы говорим о разных вещах я приведу пример выходное сопротивление генератора 50 ом и вх сопротивление следующего каскада усилителя тоже 50 ом. есть усилитель неважно какой входное сопротивление которого скажем 5 ом. для согласования усилителя с генератором я должен поставить между усилителем и генератором трансформатор 1:9 который будет сделан из 15 омного кабеля и тогда я перейду с 5 ом усилителя на 45 ом вых сопротивления генератора. аналогично согласовать усилитель и по выходу. теперь вернемся к даташиту там дана схема согласования усилителя на 1гиг и сопротивление комплексное как я понимаю нормированное. теперь вопрос как мне узнать какое входное сопротивление усилителя на частоте скажем 100 мегагерц? как его согласовать с генератором не зная входного сопротивления усилителя?

Видите ли, я уже говорил об этом. Входное и выходное сопротивление транзистора на 100MHz (Zin, Zout) можете посмотреть из моих расчетных графиков. Там я на 100MHz поставил маркеры. Проблема в том, что транзистор настолько неустойчив, что при попытке подключить ко входу или выходу согласующую цепь, которая обеспечивает передачу мощности без потерь, транзистор начинает возбуждаться. Поверьте, это серьезная проблема. Здесь единственное, что остается - следовать рекомендациям производителя при реализации согласующих цепей. Для частоты 1000MHz рекомендуемые импедансы источника и нагрузки транзистора приведены в даташите, для других частот расчет этих импедансов - нешуточная задача. В старину эти импедансы находили по сложной методике по круговым диаграммам Смита, которые построить еще та песня. Затем по известным значениям Zs и ZL можно проектировать согласующие цепи.

Еще маленькая добавка.
У данного транзистора большой коэффициент обратной передачи,

поэтому, включив на входе некоторую согласующую цепь, Вы дополнительно развалите выход (в данном случае):

согласовывая выход, Вы будете разваливать вход, что, в свою очередь, будет мешать согласованию выхода:

и так далее, можно до бесконечности.
Оптимизатор нашел лучшее из простого:

Дальнейшее улучшение согласования возможно при усложнении цепей и введении потерь в них, а это уже большой минус.
Возможно, при параллельном включении транзисторов можно получить лучшие параметры.
Вторую и третью картинки можно посчитать по Proffessoru, но значимость результатов ??? - согласования как не было, так и нет. Можно стопку диаграмм Смитта испортить. Конечно, это обусловлено данным электронным прибором. Если для практики, можно найти что-то получше. Ну и, если для себя, то лучше использовать САПР.
Для 100 МГц по входу:

Если Вы не знаете входное сопротивление усилителя, но есть горячее желание, то его надо измерить (если нет ДШ).

Это значит, что надо синтезировать и рассчитать такие согласующие цепи, которые трансформировали бы стандартный 50-омный импеданс в ZSopt и ZLopt. Можно обойтись без этих кошмарных диаграмм Смита, и синтезировать цепи согласования с помощью RFSimm99. 50 ом или вернее 25ом (потому что пушпульная схема) трансформируем в активную часть ZSopt и ZLopt, а реактивные части вводить добавочными последовательно включенными индуктивностями (положительные реактансы). Далее по принципу зеркального отображения строим симметричные согласующие цепи для балансных входа и выхода усилителя. Технологически эти цепи можно реализовать на сосредоточенных L-C-элементах. 100MHz- не такая уж крутая частота. Далее можно проанализировать характеристики получившегося усилителя в AWRDE. Подробности завтра.

Вот такие получаются согласующие цепи на 100MHz для одного плеча пушпульного усилителя.
На входе и выходе пушпульного усилителя надо включить симметрирующие трансформаторы 1:1, чтобы на каждое плечо приходилось по 25 ом, по примеру схемы из даташита на 1000MHz

[quote name='Proffessor' date='Apr 6 2012, 10:58' post='1046171']
Вот такие получаются согласующие цепи на 100MHz для одного плеча пушпульного усилителя.
На входе и выходе пушпульного усилителя надо включить симметрирующие трансформаторы 1:1, чтобы на каждое плечо приходилось по 25 ом, по примеру схемы из даташита на 1000MHz


т е считать самому по таблице не имеет особого смысла я так понимаю тогда как мне связать этот каскад с последующими D2003UK D1007UK D1009UK ? просто взять данные в даташите схемы и стукнуть одну к другой? они ведь приведены все к 50 ом

Вот такая окончательная схема усилителя на 100MHz должна быть. Конечно, источник и нагрузка усилителя должны быть 50ом.

Интересно как же сейчас определяют эти сопротивления Zs и ZL? По согласующим платам это сделать возможно?

В данном случае они найдены с помощью онлайн-калькулятора на сайте Semelab для конкретного типа транзистора на заданную частоту. Для решения практических задач этого достаточно, не вникая в анализ.

<удалено>

Послушайте, ну хоть вы-то не позорьтесь, ведь дети-же читают . Для первого попавшегося транзистора-четырехполюсника, заданного S-матрицей:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Хотя если, конечно, и для вас 8+j50 адекватно 50-j33, ну тогда молчу и дальше в тряпочку ...

Да, век живи - век учись...
Формула подходит только для двухполюсников.