Еще раз здравствуйте.

Меня в последнее время очень интересует вопрос - как согласовать импедансы в широкой полосе частот? Именно, интересует диапазон 50-1000 МГц, используемый в кабельном телевидении.

Дело в том, что большинство ресурсов инета, которые мне попадались, посвящены методикам согласования на какой либо одной частоте либо в узкой полосе частот (например, на www.[banned], аппноты Моторолы).

Буду очень признателен, если сообщите ссылки на ресурсы, посвященные широкополосному согласованию, или поделитесь собственным опытом ...

То есть, вижу задачу так: есть частотно-зависимый выходной импеданс усилителя (известный через S-параметры, сообщаемые производителем), и есть чисто омический импеданс нагрузки - 75 Ом.... как рассчитать, что нужно ставить между ними?

Усилители для широкой полосы делаются с широкой полосой, тавтология вроде - но именно так. Узкополосные усилители для широкой полосы не используются. В ШП-усилителях на выходе ставятся ШП-трансформаторы. Motorola выпускает готовые модули с разной полосой как раз для TV -75 ом выход: http://www.freescale.com/

Это я понимаю.. Скорее, мой интерес связан с самостоятельной разработкой ВЧ усилителей на высокочастотных транзисторах (те же BFG-135, например). Ведь просто тупо копировать схему из даташита - неинтересно, тем более, не понимая, за счет чего обеспечивается согласование. Поэтому и решил открыть тему

Я работал с такими усилками.
На bfr93, bfr193, bfg135, bfg540 и др.
получаются неплохие усилители без сложных LC согласующих цепочек.
Требуемые параметры достигались только путем ОС.
Правда иногда бывали тяжелые случаи.
Диапазон частот: 48-862 МГц, неравномерность АЧХ <1.5 дБ
КСВ<1.8 (75 тракт), усиление 10-40 дБ, высокий выходной уровень.

Народ, кто-нибудь слышал что-нибудь об однонаправленной модели транзистора? Дело в том, что я нашел в интернете довольно интересную методику расчета согласующих цепей и цепей коррекции для полосовых и широкополосных усилителей. Эта методика основана на использовании однонаправленной модели транзистора.
Но вот незадача - какой либо информации по обоснованию этой модели в интернете я не нашел . Между тем, у меня возникают сомнения в справедливости этой модели. Я прикрепил файл, где описана методика, сама модель кратко описана на с. 7-8, рис. 1.3. В частности, вызывает недоумение:
1) почему данная модель не учитывает паразитные емкости транзистора - Сбэ и Сбк? И если насчет Сбэ - можно предположить, что ее влияние учитывается в коэффициенте усиления, падающем с частотой (формула 1.1), то совершенно непонятно, почему не учитывается емкость коллектор-база. Ведь известно, что для транзистора в схеме с ОЭ емкость Сбк, вследствие эффекта Миллера, проявляется как входная емкость, увеличенная в число раз, равным коэф-ту усиления усилителя.
2) почему в качестве выходного сопротивления транзистора берется величина Uкэ_max/Iк_max ? Ведь, насколько известно, выходное сопротивление транзистора в схеме с ОЭ - это по сути, коллекторная нагрузка, шунтированная очень большим сопротивлением коллекторного перехода (который есть обратно-смещенный диод). Для примера, приведенного на рис. 2.1а - это импеданс дросселя, включенного в цепь коллектора Zвых=jwLдр. И, насколько я понимаю, именно этот импеданс должен быть согласован с нагрузкой Rн ???

Если кто имел дело с этой моделью расчета - помогите плз!!! Буду очень рад

А где же сам файл?

Существует однонаправленная модель усилителя. Т.е. когда сигнал идет непосредственно с выхода на вход, т.е. нет никаких обратных связей. Односторонним усилителем могут быть усилитель тока, напряжения, передаточного сопротивления, передаточной проводимости. Впринципе эти модели соответствуют модели транзистора(см вложение. транзистор как усилитель передаточной проводимсти) . Эта модель не учитывает паразитные эффекты возникающие на ВЧ.

Прошу прощения - документ оказался слишком большим и не прикрепился, а я не заметил. Поэтому вот отрывок, касающийся непосредственно однонаправленной модели.

А целиком работа доступна, например, по этой ссылке: http://www.referat.ru/pub/item/16465

В том-то и дело, что эта модель применена к расчету именно ВЧ усилителей...

Заодно еще спрошу: может, у кого-нибудь есть эти книги в электронном виде:

- Никифоров В.В., Терентьев С.Ю. Синтез цепей коррекции широкополос-ных усилителей мощности с применением методов нелинейного про-граммирования // Сб. «Полупроводниковая электроника в технике связи» / Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио и связь, 1986. – Вып. 26. – С. 136–144.

- Никифоров В.В., Кулиш Т.Т., Шевнин И.В. К проектированию широко-полосных усилителей мощности КВ- УКВ- диапазона на мощных МДП-транзисторах // В сб.: Полупроводниковые приборы в технике связи / Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио и связь. -1993. – Вып. 23. – С. 105–108.

На них ссылается автор этой работы при упоминании этой модели

Модель, учитывающая частоту входного сигнала и паразитные эффекты в транзисторе.

Хорошо, что на Вашей схеме есть rd (самый правый резистор)? Полагаю, выходное сопротивление источника тока - сопротивление коллектора, которое уж никак не равно Uкэ_max/Iк_max ?

Извеняюсь, за свой кривой почерк . Это R0. Ну не суть важно. Если используя данную модель, спроектировать усилитель с общим эмитером тогда, выходное сопротивление будет равно паралельному сопротивлению Rc и R0, где R0 = abs(Va) / Ic. Здесь Va -напряжение Эрли, которое является технологическим параметром.

Спасибо за Ваше пояснение Rc - это сопротивление коллекторного перехода, я правильно понял? или это нагрузочное сопротивление в цепи коллектора?

К сожалению, нигде пока не встречал упоминания о напряжении Эрли... оно как-то связано с эффектом Эрли? Не могли бы Вы буквально в двух словах объяснить смысл Va? Или посоветуйте, где почитать...

Rc - сопротивление резистора в цеп коллектора.
Iс -ток коллектора без учета эффекта Эрли.

Напряжение Эрли напрямую связано с эффектом Эрли. Кратко, если не в даваться в физику полупроводников (которую я сам не знаю ): в активном режиме, ток коллекора будет расти при увеличения напряжение коллектор - эммитер. А напряжение Эрли хорошо объясняется рисунком. К сожалению, этот параметр не приводиться в даташитах. Может нужно копаться на сайтах производителей выбранных вами транзисторов, смотреть технологические параметры. Вот, например, у National Semiconductors есть такая табличка.

Впринципе, можно пойти другим путем: по изменению напряжения коллектор-эммитер и тока коллектора определить r0: r0 = dVce/ dIc.

Вроде, стало понятнее... Для первого попавшегося транзистора из первого попавшегося справочника
получилось dVce/dIc=12 кОм... ничего себе источничек тока получается...

Аналогичная ситуация - нужно сделать согласование в широкополосном диапазоне 8....420Mhz на нагрузку 180 Ом.
Сейчас не могу понять как согласовать выход ОУ AD8000 и входа детектора AD8361 на активную нагрузку нагрузку 180 ом(AD8000, AD8361 и резистор 180 подключены в одну точку)?
К сожалению для этих компонентов нет данных S параметров или значения комплексного сопротивления Z (Re Im). В документации операционного усилителя приводятся несколько таблиц(ниже приложил к сообщению), по детектору AD8361 ситуация намного лучше, в начале упоминание входной импеданс 225 Ом ||1pF, далее в описание указано что с ростом частоты уменьшается импеданс, что можно увидеть на графике Figure 47, а также схемы согласования Figure 46. Но проблема еще в том что мне нужно обеспечить согласование в широком диапазоне 8....420Mhz.
Подскажите как мне все согласовать на нагрузку 180 ом ?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Для наглядности сделал блоковую схему, прошу помочь согласовать
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

на выходе от 8000 к линии не резистор, а некий элемент, с характеристикой обратной чем на рис.30 и их выходным импендансом к линии в полосе рабочих частот около 180. Судя по графику-это цепь первого порядка. Конденсатор. Величину посчитать легко.

Спасибо за наводку)) Пробовал посчитать конденсатор если поставить на выходе AD8000, к сожалению не получается , нужно какую-то другую цепочку.
Вот пример расчета. Нажмите для просмотра прикрепленного файла

а по моему-так прекрасный результат. всего-то 6дБ нелинейности, с первого втыка.

Мне нужно обеспечить режим бегущей волны КВС = 1. Посоветуйте цепь согласования

IMHO - на глаз - там уже и так примерно на 210 ом нагружено приемником. Поэтому, нужен резистор между приемником и линией, например 150 Ом, и, на вскидку, последовательная цепочка из R и C к передатчику. R в районе ом так 240-270, а C - считать надо (исходя из того же графика импеданса AD8000 и тех же соображений, линеаризовать его на уровне ом 100 в нужном диапазоне частот). Докучи, это даст соотв. неравномерность АЧХ.

Спасибо Вам за совет, я вот набросал эквивалент работы в двух режимах на эталон(чисто резистор 180 ом) и второй режим на волноводе с резистором на конце 180 ом.

Можете черкнуть куда RC цепочку поставить, прямо на том рисунке
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

На том, на каком? Один резистор, 150 Ом, последовательно с C2. Другой (240-270 Ом) - последовательно с C1. И С1 уменьшать до тех пор, пока не линеаризуется сопротивление.

На этом, извините за не точность
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ну вот куда верхняя стрелка показывает, которая "не совсем для меня понятно" - туда в разрыв 150 Ом
Куда нижняя стрелка, которая "Похоже, что сюда" - туда 240...270. А кондер С1 уменьшать до получения удобоваримой линейности, я так думаю, что где-то до 150 пФ плюс-минус...

PS
240-270 и 150 пф это совсем-совсем на глаз, точнее, сами считайте

Спасибо но идею согласования я вроде понял, мы как бы стремимся что бы сопротивления детектора было в районе 360 ом и выход генератора в районе 360 ом, с учетом того что они включены параллельно то выйдет примерно 180 ом. Нужно стремиться что бы полное сопротивление для каждой частоты было в районе 360 ом = выходное сопротивление AD8000+ цепочки конденсатора С1(который нужно подбирать) и + резистора(который нужно подбирать 240...270)