Здравствуйте!
Есть преселектор промежуточных частот 100-1000 МГц, который содержит два усилителя, управляемый аттенюатор и набор фильтров, переключаемых СВЧ коммутаторами. Проблема в том, что в рабочей полосе для фильтров с широкой полосой в АЧХ возникает неравномерность (провал 1-2 дБ) и не совсем понятно с чем это связано. Причем, как показали исследования фильтров отдельно, скорее всего дело не в них. АЧХ каждого из каналов фильтров и топология в приложении.
Пытались смотреть АЧХ напрямую без фильтров, замкнув площадки, что-то похожее на провалы присутствуют в характеристике, но пока что не смогли идентифицировать источних этих искажений.
Посмотрите, может у кого-нибудь есть идеи?

Похоже это из АЧХ промежуточных компонентов.
Может АЧХ коммутаторов?
А что за компоненты Z7 и Z8? Судя по размерам у них низкая добротность. Паразиты могли дать провал.
По каким линиям идут сигналы с искаженной АЧХ?

Возможно, но моделирование с S-парметрами коммутаторов и остальных элементов схемы такой проблемы не выявили.
Проблемные ветви - нижняя и третья снизу, т.е. с фильтрами Z9 и Z11.
Фильтры Z7 и Z8 это соответственно LFCN-225 и LFCN-160 от Mini-Circuits.

Выпаиваем фильтры, или выпаиваем конденсаторы около фильтра и припаиваем вместо них перемычку из тонкого полужесткого коаксиала 0.047 или 0.085 (надеюсь, полоски на плате 50 омные) и меряем тракт без фильтров. Может имеет смысл пожертвовать парой дб и прилепить аттенюатор-пад на 1-2 дБ перед и после фильтра. А то в приведенной разводке мы выражаем надежду, что вход=выход коммутаторов 50 омный, а он хз какой. Можно вместо фильтра впаять пиг-тейл (SMA разем с кусочком тонкого коаксиала) и нетворканалайзером проверить, какую нагрузку фильтр "видит" по входу и выходу.

Я тоже склоняюсь к необходимости дополнительно развязать фильтры аттенюаторами. Если не жало курочить плату и есть возможность немного пожертвовать коэфициентом передачи, поставить на входе и выходе фильтров небольшой аттенюатор 1..2 дБ, а лучше 3дБ. Естественно, аттенюатор при этом должен быть "честным", без собственных резонансов. В этом случае коммутатор будет нагружен на 50 Ом аттенюатора, а фильтр также по входу и выходу будет привязан к 50 Ом. Скорее всего, достаточно будет установить в тракте один развязывающий аттенюатор между ФНЧ и ФВЧ, вероятнее всего это они не "дружат" между собой.

Подобные искажения в АЧХ фильтров высокого порядка характерны при несоблюдении согласования фильтра по входу или выходу.
Я бы последил за 50-омностью трактов ЗА фильтрами, т.к. разброс номиналов люмпед-элементов может дать паразитные реактивности приводящие к подобным искажениям АЧХ.

попробуйте запустить VNA в TD mode (тайм домейн), можно увидеть неоднородности и определить расстояние до нее, вплоть до микронов...недавно игрался с этой фичей..
однако копланар..

Понятно. С коаксиалами еще не пробовали... Микросхемы коммутаторов HMC252QS24 и производитель обещает 20дБ обратных потерь до 2,5ГГц.Линия в плате естественно 50 ом. В качестве аттенюаторов возможно использовать чип резисторы 0402? Да и можно ссылку на пиг-тейл (SMA разем с кусочком тонкого коаксиала).



Отдельно проверяли связку фильтров ФНЧ и ФВЧ на макетной плате - АЧХ нормальная. Ставили аттенюатор 10 дБ между фильтрами в существующей топологии. В результате АЧХ улучшилась незначительно всего на 0,2-0,3 дБ.




Был замечен еще такой эффект при изменении частоты среза ФВЧ вниз место провала в АЧХ тоже смещалось вниз...

Да еще вопрос по площадкам подключения ФНЧ. Они примерно в 3 раза шире ширины 50 ом полоска это может дать такой эффект?




Насколько я понимаю здесь нужен VNA до 40 ГГц, иначе точно не узнаешь где проблема...

Мне тоже слегка показались подозрительными размеры площадок. Может попробовать их подрезать скальпелем и посмотреть не изменится ли положение минимума. Не понимаю за чем нужен VNA до 40 Гиг - обычной панорамой с КСВометром до 1 Гига можно посмотреть горбики КСВ, найти где они бегают. Можно старым методом феррит-латунь потыкаться в районе ФВЧ, или даже пальцами - посмотреть вдруг проявится чувствительной место.
там смотрю у Вас транс стоит - тоже могут возникнуть проблемы с дальнейшей цепью. Неужели это так критично, при таких перекосах АЧХ наличие такой небольшой ямки (хотя, с другой стороны, это говорит недосогласовании, что потом может вылезти боком)?
ЗЫ сами используем несколько Хиттайтовских ключей - от двух до восьми положений на L-диапазон с комбинашками LFCN+HFCN - полет нормальный.
А проверяли с усилителем или без?

Может просто недостаточная крутизна ФВЧ?




IMHO до гига такая неоднородность некритична.

Не совсем понял вашу мысль, объясните поподробнее, что имеется в виду?

Pig-tail - свинячий хвост. Обычный метод отладки чего-либо на ВЧ. Ну например http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3962
Только земляную оплетку надо припаивать аккуратней, чем на снимке. И желательно иметь их нескольких различных диаметров, соответственно расстоянию от полоска до земляных полигонов. Некоторые особо ушлые ВЧ инженеры добиваются единообразия пайки таких хвостов, калибруют их после пайки к эталонным нагрузкам и задают анализатору деембединг "любимого" хвоста. Но тут надо наловчится повторяемые по форме капли припоя по земле давать.

Пробовали прикладывать в разные места поглотитель, но каких-либо критичных мест обнаружить пока не удалось. Транс вообще не пределах, поскольку по выходу смотрим с MMCX, используемого в виде контрольного. Нам важно иметь во всей полосе приличную равномерность, т.к. после на выходе квадратурного преобразователя, что после стоит, боремся за 0,3 дБ в пределах 32МГц на любом участке характеристики.
Проверяли целиком с усилителями. Отдельно пытались смотреть тракт от входа до коммутаторов, но поскольку нормально не подключиться, результаты выглядели не очень правдоподобно (свои небольшие неравномерности но на других частотах).

Pig-tail тоже основной инструмент, откалибровываю и ву а ля..
может с копланаром промахнулись? к сведению: если это FR 4, то у него епсилон меняется уже с 1 MHz...

Да не должны были - RO4003, 0.203 мм, ширина полоска 0,4 и зазоры по 0.18 мм, если все правильно вспомнил.

в понедельник параметры в CST обсчитаю...
RO4003, да это можно сказать круто, у него конечно же не меняется, в первом приближении...
еще, какой диаметр отвестий и шаг и металл, 0.5 oz ??

У самой нижней- слишком крутой поворот внутри коммутаторов получается. Нелюблю я такие переходы - сначала вверх, потом резко вниз. Недаром наверно в демоплате HMC252 вход идет под микросхемой прямо вверх, да и параметры по отражению приведены для 6 выхода, как самого неблагополучного по разводке. Лучше коммутаторы два по 4 каскадом применить или как вариант я бы ВЧ широкополосный фильтр перенес на самый верх платы (поправил бы порядок коммутации в софте), а на самый низ поставил бы что-то узкополосное, может паразитная неравномерность окажется за полосой.

Транс при делах, и еще каких - просто нетрудно было догадаться что там дальше стоИт. До боли знакомая структура. Борешься, отлаживаешь по кусочкам, все вроде получается, а потом бац - а широкополосное-то согласование из всех квадратурных и не очень миксеров вдруг можно реализовать только на какой-нибудь LT5522(обычный смеситель) по рис 6 и 7 даташита. А аттенюаторы или/и лишние согласованные усилители ой как ставить не хочется.
При проверке все-таки на опытных образцах паяемся кабелем, благо копланар и низкие частоты это позволяют. В серии на фильтрах стоят разъемы.
Ну и как по мне, в ФВЧ все-таки топология несколько растянута, и могут уже сказываться паразитные емкости линий, да и ~ 1 наноГенри на миллиметр соединительной линии никто не отменял.

У нас там квадратурный демодулятор стоит AD8348.
А паразиты (площадки и линии) для фильтров смотрели, сдвигают характеристику вниз, сейчас правда не помню насколько точно, но получить такую неравномерность в АЧХ как намеряли не удалось.

Начальная толщина меди 0,5 oz, конечная после (металлизации отверстий) точно не знаю.
Параметры линии не те что я указывал ранее. Вот правильные: ширина линии 0,42мм, зазор 0,3мм.

был девайс - линейка из 8 фильтров ПАВ соединеных в паралель (соединены синфазно, частота менее 1 ГГц) и включались ключами (могли включатся поодиночке и в любой комбинации), по АЧХ вопросов не возникало если неработала пара соседних фильтров, - включение соседних фильтров искажало АЧХ до 13дБ, как оказалось необходимо сделать сдвиг фаз между соседними фильтрами в 90 градусов, получилось неравномерность в 3 дБ, которую исправляли поглотителем

зы: согласовать по ФЧХ + увеличить крутизну фильтров

Дык а что там на этих частотах просчитывать. Две абсолютно разные программы дают абсолютно одинаковые результаты. Мне все-таки кажется, что проблема в конструкции ФВЧ. Неплохо было бы попробовать его заменить каким-нибудь HFCN, благо плата это позволяет сделать без проблем. Можно вообще его исключить, поставив перемычки или нулевые резисторы - посмотреть только ФНЧ

Если на макетной плате фильтры ведут себя адекватно, то выскажу предположение, что может вмешиваться так называемая RF Choke в стоке(коллекторе) DA23. Попробуйте изменить её в несколько раз и посмотреть на результат.

все же 15mil оптимальный зазор получается.... если конечно не посунули RO 4350 Er 3.48 и толщ 10 mil

пора нобелевку за копланары учереждать...
еще раз прошелся и получил первый оптимум для зазора в районе 8 mil второй в районе 16 mil, это для RO 4003 8 mil//
ИМХО 8mil лучше..

Воспользовавшись вашими советами начали более детальное исследование платы.
После исключения отдельных частех схемы (обходом) выяснились некоторые интересные вещи:

1. Действительно с ФВЧ у нас какие-то проблемы. Смотрели его только вместе с входной цепью усилителей (без коммутаторов). Неравномерность около 3дБ и плохое соглавание по выходу (КСВ около 3-4). Начали проверять как топология (в железе) влияет на параметры в простейшем варианте фильтра (3-пор.). Но пока адекватную модель построить не удалось, расхождение по неравномерности модели с измерениями около 1.5дБ.
2. Нашли что сильно гробит входной КСВ установленный разъем.
3. Влияение на нервномерность в полосе оказывает состояние аттенюатора, который стоит между двух усилителей после цепи коррекции наклона АЧХ.

Откуда возникают вопросы, есть ли информация о правильной установке разъемов на плату типа Molex 732511151 или его согласовании? Может ли недостаточное согласование (и естественно какое) приводить к изменению АЧХ при переключении цифрового аттенюатора HMC311LP3?
Кто какие цепи коррекци наклона АЧХ использует в полосе 100-1000МГц?

Может не разъем, а первый усилитель? Аттенюатор у Вас HMC472 (хорошо согласованный) не надо нас дурить, мы все видим и сами кого угодно надурим. 311-й, кстати неплохой усилитель.
Судя по всему, Вы досконально изучили Сиренцовскую аппликуху типа http://www.rfmd.com/CS/Documents/SGA-6586(...ompensation.pdf , а возможно и Инфинеоновскую http://tw.ic-on-line.cn/IOL/datasheet/bga430_498669.pdf . Но зачем это? Смоделируйте. Все не так просто, как рисуют. Посмотрите на АЧХ большинства нормальных компонентов - HMC311LP3, SBB4089, тот же HMC472LP4, да и Ваш Роджерс практически не должны давать никакого перекоса, в пределах точности большинства АЧХ-ометров. В свое время мы намучались с вышеозначенными аппликухами. На кросскоммутаторе 8х8 950-2150МГц. Потом поставили нормальные компоненты, и теперь даже на FR4 перекос не превышает 1дБ. Без какой-либо компенсации. А тракт там подлиннее Вашего. Но если чего-то хочется, то в теме о мишках http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=766031 была фотка дауна Ку. Там стоят BGA2709 (или их прототип uPC2709) - они имеют легкий подъем к высоким, согласованы, но относительно дохленькие по уровню сигнала и ИМХО (во всяком случае для нас) имеет избыточное усиление. Но если это не проблема есть еще uPC3226. Для особых извращенцев ценителей uPC3225 uPC3232, но они на 100 уже заметно рассогласованы вроде.

Да, наименование усилителя и аттенюатора перепутал...
Сиренцевскую амликуху я видел, но гораздо позже того как все было спроектировано. Там использована цепь коррекции с поглощением (П-образный аттенюатор и параллельно с ним резоннасный контур). Подобные вещи использовали для коррекции затухания в кабелях.
Здесь же вместе с потерями в аттенюаторах, фильтрах к концу полосы набегает 2,5-3дБ, вот и заложили такую цепь в схему.
А с разъемом я не просто так спросил, посмотрите там есть щель между разъемом и краем платы. Так если туда положить поглотитель, то КСВ улучшается, но почему-то заметно лучше по выходу, чем по входу...

Да нет я имел ввиду цепь по выходу на рис.3 4-й страницы Сиренцевской аппликухи. Но у Вас так стремно разведен С161 - непонятно зачем было такие индуктивности дорожек делать, проще ИМХО, посадить прямо рядом с резистором аттенюатора, или это так задумывалось и считалось?


Вообще-то как-то если длина разумной неоднородности не превышает лямбда на 16, то мы не заморачивались. Вы бы видели сборку на нашем заводе разработки Ваших земляков из ВНИИРА на 800-1200МГц. Между разъемом и микрополоском бросалась пара тонких, 0.1мм, проводков длиной миллиметра 3-4. И ничего. Такие места никогда не требовали подстройки. Всегда КСВ вроде был меньше двойки. А поглотитель, куда бы мы не положили на дорожку всегда улучшал КСВ. И не мудрено. Он же в тепло превращает и падающую и потом отраженную мощность. Если я Вас правильно понял. Все-таки что у Вас за первый усилитель? Может его неравномерность велика и КСВ фиговый. Сходу просто не вспомню в 63 корпусе чипов с ровной АЧХ, кроме SatTV.

Нет, это сделано специально. Выше я писал о цепи коррекции, так вот индуктивность последовательного контура выполнена в виде печатных проводников. А его емкость и есть С161.



По поводу схемы и усилителей: первый с малым коэф. шума HMC311LP3, затем аттенюатор HMC472, после него еще усилитель SBB-3089Z.

А по поводу наклона, то моделирование без фильтров и коммутаторов дает наклон 1,5дБ. В реалях около 2 поличилось.
А надо еще надо учесть наклон в коммутаторах и фильтрах.