[SK101 0]

Здравствуйте!

Помогите, пожалуйста, сориентироваться.

Я выпускник вуза, и теперь передо мной стоит задача разработать усилитель мощности (PA).

 

Параметры:

-Выходная мощность - 10 Вт, причем нужно сделать две цепи по 5 Вт и объединить их выходы квадратурным мостом для получения 10Вт.

-Коэффициент передачи - 40 ± 4 дБ

-Диапазон частот - 2–4 ГГц.

-Класс усилителя - любой актуальный.

-Напряжение питания - 50 В.

 

Подскажите, пожалуйста, какую-нибудь литературу, в которой рассматривается архитектура усилителей с подобными параметрами. Можно на английском.

Также у меня есть следующие вопросы:

1. В чем преимущество объединения двух каналов по 5 Вт по сравнению с одним каналом 10 Вт? Почему не сделать один канал с усилением в 10 Вт, без всяких квадратурных мостов?

2. Зачем нужно предварительное усиление, «предусилитель»? Почему нельзя подать сигнал прямо на основной каскад усиления?

3. Можно ли взять в качестве ступени(ступеней) предварительного усиления готовый интегральный усилитель в виде микросхемы, например, от AD? А с нее подавать «предусиленный» сигнал на основной каскад?

4. Как определяют количество каскадов в усилителе?

5. На каких типах транзисторов делают усилители для такого диапазона частот?

6. Где посмотреть транзисторы для указанных параметров?

[Alexgus 0]

On 11/4/2018 at 7:21 PM, SK101 said:

 

1. В чем преимущество объединения двух каналов по 5 Вт по сравнению с одним каналом 10 Вт? Почему не сделать один канал с усилением в 10 Вт, без всяких квадратурных мостов?

2. Зачем нужно предварительное усиление, «предусилитель»? Почему нельзя подать сигнал прямо на основной каскад усиления?

3. Можно ли взять в качестве ступени(ступеней) предварительного усиления готовый интегральный усилитель в виде микросхемы, например, от AD? А с нее подавать «предусиленный» сигнал на основной каскад?

4. Как определяют количество каскадов в усилителе?

5. На каких типах транзисторов делают усилители для такого диапазона частот?

6. Где посмотреть транзисторы для указанных параметров?

1. При объединении двух усилителей в противофазе вторая и все чётные гармоники вычитаются, поэтому отфильтровать гармоники дальше проще.

2. Большое усиление одним каскадом не очень хорошо. Сложнее добиться стабильности.

3. можно, а если нет специфических требований типа отечественной базы, то даже лучше.

4. Порядка 10-20 дБ на каскад. 

5,6. Например, на сайте NXP. Можно подобрать по типу и параметрам нужный транзистор.

[Y.Kolmakov 2]

Если квадратурным делителем - то третья гармоника давится (и другие нечетные гармоники).

Еще согласование по входу будет определятся квадратурником (его развязкой), а не усилителями.

Изменено 6 ноября, 2018 пользователем slavainchina

[Aner 3]

На сегодня как то скудно параметров указали. Где IP3, фаза, шум и тд ? ... Усилитель также предназначен для определенных видов сигналов. И что это за сигналы, виды модуляций и тд.?

На чьей базе, чьи компоненты? К тому, что строим архаику или вчерашний день?

1. на сегодня не акутуально объединение  2 X 5, даже плохо.

2. На сегодня можно.

3. Можно и нужно.

4. Исходя из полного тз и компонентов.

5. Компаний много, гугль в помощь.

6. Datasheet производителя, его ANы.

[SK101 0]

Спасибо всем, кто ответил. Что-то уже для меня проясняется.

IP3 и прочие параметры не важны. Любое не слишком аховое значение, без заморочек.
Модуляцию мне не сказали, но если подумать, то для чего обычно используются 2-4 ГГц и 10 Вт? Мне кажется бортовое что-то, типа передатчик на самолете.  Соответственно что там у нас обычно в самолетах? PSK? QAM?
Стало быть, классы А-АВ, правильно? Что думаете?
Компоненты без ограничений, строим вчерашний день. Но компоненты не должны быть устаревшими, должны быть в продаже у производителей.
А чем плохо объединение двух каналов 5 Вт квадратурником на выходе? Я все равно так буду делать, ибо начальник сказал, а мы люди исполнительные.
5. Ну хотя бы полевой/биполярный? На схемах ВЧ усилителей обычно полевики. Я так понял биполярные не используются на таких частотах?
6. Посоветуйте производителя, пожалуйста.
 

Изменено 8 ноября, 2018 пользователем SK101

[ikm 0]

4 часа назад, SK101 сказал:

Посоветуйте производителя, пожалуйста.

На эти частоты (DC-6ГГц) очень широкий спектр производителей. Воспользуйтесь поиском на зарубежных сайтах типа дижи или маусера, там отсортируйте по цене. Так как цены тоже могут быть от 10 до 100$. И потом начинайте курить ДШ на каждый. Так как за красивыми (жирным шрифтом) рекламными надписями скрываются реали. Например компрессия P1 на частоте 2 ГГц будет на 5 Вт, а на 4ГГц уже 4 Вт, и Ку в первом случае 15дБ, а во втором уже 10 дБ.

И потом после выбора можете нарваться на "санкционку". 

[SK101 0]

В 06.11.2018 в 22:34, slavainchina сказал:

Еще согласование по входу будет определятся квадратурником (его развязкой), а не усилителями.

А нельзя ли подробнее, согласование по входу чего?

Сигнал со входа пойдет на микросхему предусилителя, оттуда уже - на квадратурный мост.

Я так понимаю все равно придется согласовывмать предусилитель с КМ, а потом КМ - с транзисторами, разве не так?

[SK101 0]

Вот такая схема у меня получилась (нарисовал в Visio).

Похоже на правду немного хотя бы?

Первый раз такую вещь делаю.

В итоге я должен предоставить схему электрическую принципиальную и модель платы в Altium Designer.

 

 

Изменено 21 ноября, 2018 пользователем SK101

[Pengozoid 0]

В 08.11.2018 в 05:53, SK101 сказал:

IP3 и прочие параметры не важны. Любое не слишком аховое значение, без заморочек.
Модуляцию мне не сказали, но если подумать, то для чего обычно используются 2-4 ГГц и 10 Вт? Мне кажется бортовое что-то, типа передатчик на самолете.  Соответственно что там у нас обычно в самолетах?

Обычно "в самолетах" ГОСТы, и далеко не все железо в них влезает нормально. Там и тепловые режимы, и вибро, и помехоэмиссия и др. и пр. И вот ни разу ничего не видел, чтобы получилось с подходом "не аховое, без заморочек".

Макет-демонстратор на стол - да, но к реальному бортовому железу отношения обычно имеет не очень много. Так что лучше сразу понять, это макет или на борт.

[Y.Kolmakov 2]

1 hour ago, SK101 said:

А нельзя ли подробнее, согласование по входу чего?

Согласование по входу квадратурного делителя. Все что отразится от входа усилителей, которые стоят на его выходах уйдет в балластную нагрузку квадратурного делителя (идеального).

 

BGU8053 - но моему не очень, неравномерность 6dB. По мне, надо бы начинать подбирать компоненты с выхода.

Изменено 21 ноября, 2018 пользователем slavainchina

[SK101 0]

57 минут назад, slavainchina сказал:

Согласование по входу квадратурного делителя. Все что отразится от входа усилителей, которые стоят на его выходах уйдет в балластную нагрузку квадратурного делителя (идеального).

BGU8053 - но моему не очень, неравномерность 6dB. По мне, надо бы начинать подбирать компоненты с выхода.

Ну раз сигнал отражается от входа усилителя, значит нагрузка не согласована? Это ведь тоже не дело что сигнал отражается, как я понимаю. Этого нужно избегать. Нужно согласовать входное сопротивление усилителя с выходным сопротивлением КМ, правильно я понимаю? 
На данный момент у меня такое понимание что между любыми двумя узлами устройства если нет заводского внутреннего согласования на 50 Ом, то нужно их досогласовывать с помощью цепей согласования (Matching Network).
И если согласовывать усилитель все равно придется, то какая разница с чем – с КМ или, например, непосредственно с предусилителем (если схема не балансная).

Объясните, пожалуйста.

Кроме BGU8053 есть еще hmc609 на примете. Там на моем участке 2-4 ГГц неравномерность вроде бы отличная, с виду 1 дБ.

 

1 час назад, Pengozoid сказал:

Обычно "в самолетах" ГОСТы, и далеко не все железо в них влезает нормально. Там и тепловые режимы, и вибро, и помехоэмиссия и др. и пр. И вот ни разу ничего не видел, чтобы получилось с подходом "не аховое, без заморочек".

Макет-демонстратор на стол - да, но к реальному бортовому железу отношения обычно имеет не очень много. Так что лучше сразу понять, это макет или на борт.

Я конечно понимаю, что такой подход не годится. Почему-то требований по защищенности и линейности мне никаких не дали. Из чего я сделал вывод, что эти параметры не приоритетны. Так что скорее макет.

Изменено 21 ноября, 2018 пользователем SK101

[Pengozoid 0]

Можете взять еще на примету Mini-Cirquits PMA2-43LN+, Qorvo TQP7M9102 и CREE CGH40010.

10 ватт на 2.2 ГГц выдает без всяких мостов. Как во всей полосе 2-4 будет работать - не знаю.

[Y.Kolmakov 2]

13 hours ago, SK101 said:

Ну раз сигнал отражается от входа усилителя, значит нагрузка не согласована? Это ведь тоже не дело что сигнал отражается, как я понимаю. Этого нужно избегать. Нужно согласовать входное сопротивление усилителя с выходным сопротивлением КМ, правильно я понимаю? 

У вас полоса - октава и вполне может получится, что выходной каскад в такой полосе хорошо согласовать не получится, а в требования по нервномерности коэф. усиления уложитесь. Тогда на помощь может придти квадратурник (или изолятор - я правда не уверен что они бывают с октавной полосой).

Изменено 22 ноября, 2018 пользователем slavainchina

[SK101 0]

Таки составил структурную схему моего будущего усилителя и подобрал ЭБ.

Уважаемые инженеры, покритикуйте, пожалуйста. 

Можно ли так вообще делать, нет ли там критической ошибки какой-нибудь?

И еще меня интересует, правильно ли я рассчитал усиление по тракту и уровень сигнала. Получатся мои 10 Ватт на выходе при такой схеме или нет? Может быть я не учел какие-нибудь потери, или еще что? 

 

[Zoltrix 4]

Вообще усилить на 40 ДБ (в 100 раз по напряжению) на гигагерцах - это нужно ещё уметь.... При такой усилении ваш усилитель, скорее всего станет генератором.