Jump to content

    
Turgenev

CST MW согласование транзистора

Recommended Posts

У меня есть задача согласовать GaN транзистор на полосу 3.1-3.3 ГГц. Максимальный КУ не важен, выжать с него максимальную мощность тоже задачи не стоит.

Нет сходимости результатов моделирования согласующей цепи транзистора с реальными результатами. Графики под спойлером:

Скрытый текст

Измерение платы (графики REAL) производилось на ZVA24 с настройками Pin=-10дБм, BW=10kHz, кабели откалиброваны, ток стока 520мА, ток стока у модели S-параметров 500мА. 

1.thumb.JPG.88391b02da7564961f8a4ff7471c5bda.JPG

Сложность в том, что при S22>-15дБ мой усилитель искажает сигнал с передатчика (полоса сигнала 50МГц) внося неравномерность в полосу порядка 5 дБ при S22=-15дБ. Но перенеси я сигнал туда, где S22=-20дБ все становится идеально, не смотря на то, что при этом S11=-5дБ.

Используемый материал RO4003C. Дословно на нем написано:

Скрытый текст

ROG RO4003C 0.020" .5E/.5E 14JAN1 LR00122376 (если расшифровать 0.508 мм диэлектрик, 0.017 мкн меди с обоих сторон)

Считаю Frequency solver в CST MW.

Пробовал:

- увеличивать кол-во ячеек (mesh);

- использовать анизотропный материал диэлектрика с настройками  Ех=3.67 Еу=3.67 Ez=3.42 (до этого использовал normal с E=3.55).

- постарался максимально точно повторить в модели плату, изготовленную в реальности;

Можно получить сходимость, если подобрать диэл.проницаемость подложки в модели так, чтобы провалы в S11, S22 сходились с реально измеренными (д.прониц. будет лежать в пределах 3). Но это вряд ли является правильным путем поиска ошибки.

На что я грешу:

- плата вытравлена при помощи ЛУТ. Тут можно было бы и закончить с рассуждениями "что не так". Но я обмерил плату на микроскопе с ценой деления линейки 50мкн. Уход составляет не более 0.05мм. Но углы у полосков, конечно, не идеально прямые;

- не правильно выбранные или установленные разъемы. И я не знаю как сделать их лучше. Умные мужики из НИИ (откуда этот транзистор) посоветовали сделать так, как у меня в модели. На форуме советуют пигтейлами паяться, но я не понимаю как правильно запаять оплетку при микрополосковой структуре;

- не идеально прижата плата к медному основанию, возможно там есть пустоты (плата паялась на паяльном столе на сплав Розэ и по мере сил моих прижималась).

Я понимаю, что это не так просто- выкинул на форум и мне тут же нашли ошибку. Но так как я учился только по инет урокам и примерам CST, мне кажется у меня будут ошибки при моделировании и сборке платы (хотя микрополосковые фильтры и на резонаторах с моделями сходились). Поэтому я буду рад любым советам и замечаниями и с удовольствием исправлю их в проекте или в реальной плате. 

Приложу в конце фото реальной платы с парой скринов модели и саму модель (архив на ЯД). Модель полностью параметризуемая, может будет полезно кому.

Скрытый текст

IMG_20201106_172631.thumb.jpg.d3cc31996f131425272414b0e07233ae.jpg2.thumb.JPG.138ad6367bd7c194f07cfcd4ae7717ac.JPGIMG_20201106_172618.thumb.jpg.b583d463fed1b6d0df81cb8caed31b8c.jpg

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

В CST не работал.
Разъёмы конечно вносят свои искажения в согласование. Хз что за они, по фото кажется, что между платой и торцом разъёма есть зазор.
Radial Stub не слишком близко к падам, где запаяли выводы питания?
И плату и транзюк лучше бы конечно винтами прижать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 часов назад, Turgenev сказал:

У меня есть задача согласовать GaN транзистор на полосу 3.1-3.3 ГГц. Максимальный КУ не важен, выжать с него максимальную мощность тоже задачи не стоит.

Нет сходимости результатов моделирования согласующей цепи транзистора с реальными результатами. Графики под спойлером:

  Скрыть содержимое

Измерение платы (графики REAL) производилось на ZVA24 с настройками Pin=-10дБм, BW=10kHz, кабели откалиброваны, ток стока 520мА, ток стока у модели S-параметров 500мА. 

1.thumb.JPG.88391b02da7564961f8a4ff7471c5bda.JPG

Сложность в том, что при S22>-15дБ мой усилитель искажает сигнал с передатчика (полоса сигнала 50МГц) внося неравномерность в полосу порядка 5 дБ при S22=-15дБ. Но перенеси я сигнал туда, где S22=-20дБ все становится идеально, не смотря на то, что при этом S11=-5дБ.

Используемый материал RO4003C. Дословно на нем написано:

  Скрыть содержимое

ROG RO4003C 0.020" .5E/.5E 14JAN1 LR00122376 (если расшифровать 0.508 мм диэлектрик, 0.017 мкн меди с обоих сторон)

Считаю Frequency solver в CST MW.

Пробовал:

- увеличивать кол-во ячеек (mesh);

- использовать анизотропный материал диэлектрика с настройками  Ех=3.67 Еу=3.67 Ez=3.42 (до этого использовал normal с E=3.55).

- постарался максимально точно повторить в модели плату, изготовленную в реальности;

Можно получить сходимость, если подобрать диэл.проницаемость подложки в модели так, чтобы провалы в S11, S22 сходились с реально измеренными (д.прониц. будет лежать в пределах 3). Но это вряд ли является правильным путем поиска ошибки.

На что я грешу:

- плата вытравлена при помощи ЛУТ. Тут можно было бы и закончить с рассуждениями "что не так". Но я обмерил плату на микроскопе с ценой деления линейки 50мкн. Уход составляет не более 0.05мм. Но углы у полосков, конечно, не идеально прямые;

- не правильно выбранные или установленные разъемы. И я не знаю как сделать их лучше. Умные мужики из НИИ (откуда этот транзистор) посоветовали сделать так, как у меня в модели. На форуме советуют пигтейлами паяться, но я не понимаю как правильно запаять оплетку при микрополосковой структуре;

- не идеально прижата плата к медному основанию, возможно там есть пустоты (плата паялась на паяльном столе на сплав Розэ и по мере сил моих прижималась).

Я понимаю, что это не так просто- выкинул на форум и мне тут же нашли ошибку. Но так как я учился только по инет урокам и примерам CST, мне кажется у меня будут ошибки при моделировании и сборке платы (хотя микрополосковые фильтры и на резонаторах с моделями сходились). Поэтому я буду рад любым советам и замечаниями и с удовольствием исправлю их в проекте или в реальной плате. 

Приложу в конце фото реальной платы с парой скринов модели и саму модель (архив на ЯД). Модель полностью параметризуемая, может будет полезно кому.

  Скрыть содержимое

Добрый день

Так это результаты измерения или симулирования?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я бы порекомендовал проверить:

1. Адекватность модели транзистора. Как вы его задаете? В виде S-параметров или в виде нелинейной модели? Если модель транзистора не совпадает с реальным (например, вы используете один режим, а в модели прописан другой), то вы и получите результат, не соответствующий действительности. 

2. Адекватность моделей сосредоточенных элементов. Насколько я вижу по приложенному изображению, в топологии есть места, куда устанавливаются разделительные конденсаторы и элементы, формирующие фильтр по питанию (емкость и индуктивность). Как вы задаете эти элементы? Как идеальные емкости и индуктивности или S-параметрами (или эквивалентными моделями от производителя)?

3. Коллеги правильно заметили, что ошибка может быть и в моделировании коаксиально-микрополоскового (КМПП) перехода на входе/выходе вашего устройства. Если вы его промоделировали просто как металлический корпус с диэлектрической втулкой и центральным проводником, рассчитав все это под 50 Ом, то лучше вообще уберите этот объект из модели, т.к. при таком подходе модель некорректна. Если же вы взяли модель, предоставленную производителем, то тогда можете оставить.

4. Проверьте влияние портов на характеристики: убрите  КМПП из модели, поставьте  на входе вашего устройства волноводные порты, использовав скрипт для создания волноводного порта, проведите моделирование, получите характеристики. Потом замените волноводные порты на Discrete Face Port и проведите моделирование с таким типов портов. Если разница при моделировании небольшая, то дело не во входных портах. Последовательно замените все дискретные порты в модели на  Discrete Face Port, каждый раз после замены проводя моделирование и сравнивая вновь полученные результаты с предыдущими. Возможно, применение обычного дискретного порта (который включается между двух точек) в данном случае некорректно, т.к. реальный SMD компонент гораздо сложнее, чем идеальный, включаемый между двух точек. 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 часа назад, K0nstantin сказал:

Хз что за они, по фото кажется, что между платой и торцом разъёма есть зазор.

Есть такое, особенно с левой стороны (по затвору). В понедельник перепаяю получше.

 

22 часа назад, K0nstantin сказал:

Radial Stub не слишком близко к падам, где запаяли выводы питания?

Не знаю, а как можно проверить? И чем они могут мешать? Наводки на питание или с питания на шлейф?

22 часа назад, K0nstantin сказал:

И плату и транзюк лучше бы конечно винтами прижать.

Делал так, меня мужики из того же НИИ размотали)) Если прижимать только винтами, то получиться плохой контакт истока транзистора и земли платы с радиатором. Возможно полости, которые могут повести себя как резонаторы. В итоге сделал как они- припаял к радиатору что транзистор, что плату. 

16 часов назад, Александр Мылов сказал:

Так это результаты измерения или симулирования?

На графиках MODEL- это результат симулирования, а REAL- это измерение изготовленной платы, которая на фото.

 

1 час назад, Neznayka сказал:

1. Адекватность модели транзистора. Как вы его задаете? В виде S-параметров или в виде нелинейной модели? Если модель транзистора не совпадает с реальным (например, вы используете один режим, а в модели прописан другой), то вы и получите результат, не соответствующий действительности. 

В виде S-параметров, которые были сняты производителем транзистора при Uds=28V и Id=500mA. Измерения проводил при тех же параметрах питания. На фото название блока S-параметров от производителя.

Скрытый текст

3.thumb.JPG.66dd613e7f87830cd99e4655696fcf4d.JPG

 

1 час назад, Neznayka сказал:

2. Адекватность моделей сосредоточенных элементов. Насколько я вижу по приложенному изображению, в топологии есть места, куда устанавливаются разделительные конденсаторы и элементы, формирующие фильтр по питанию (емкость и индуктивность). Как вы задаете эти элементы? Как идеальные емкости и индуктивности или S-параметрами (или эквивалентными моделями от производителя)?

Разделительные S-параметрами от производителя при "горизонтальном" подключении, а фильтрующие- идеальными. Фильтрующие по идее не должны влиять, потому что ВЧ закорочено шлейфами, но я перемоделирую с S-параметрами фильтрующих элементов для честности.

 

1 час назад, Neznayka сказал:

3. Коллеги правильно заметили, что ошибка может быть и в моделировании коаксиально-микрополоскового (КМПП) перехода на входе/выходе вашего устройства. Если вы его промоделировали просто как металлический корпус с диэлектрической втулкой и центральным проводником, рассчитав все это под 50 Ом, то лучше вообще уберите этот объект из модели, т.к. при таком подходе модель некорректна. Если же вы взяли модель, предоставленную производителем, то тогда можете оставить.

Уберу заодно с заменой фильтрующих элементов. Но что я ставил волноводные порты, что эту модель разъема- разницы не было. Думал сделаю так модель точнее.

1 час назад, Neznayka сказал:

Проверьте влияние портов на характеристики: убрите  КМПП из модели, поставьте  на входе вашего устройства волноводные порты, использовав скрипт для создания волноводного порта, проведите моделирование, получите характеристики. Потом замените волноводные порты на Discrete Face Port и проведите моделирование с таким типов портов. Если разница при моделировании небольшая, то дело не во входных портах. Последовательно замените все дискретные порты в модели на  Discrete Face Port, каждый раз после замены проводя моделирование и сравнивая вновь полученные результаты с предыдущими. Возможно, применение обычного дискретного порта (который включается между двух точек) в данном случае некорректно, т.к. реальный SMD компонент гораздо сложнее, чем идеальный, включаемый между двух точек. 

С входными портами помоделю. А вот с Discrete Face Port не понимаю. Даже почитав мануал не пойму чем он отличается от моих. При определении порта я выбираю нижнюю грань металлизации (где должен подключаться элемент) и слой земли и задаю порт, в итоге у всех моих дискретных портов вверху в окне написано Discrete Face Port:

Скрытый текст

4.JPG.32d476b2d26428c2e74ada37ae1697f8.JPG

 

Просто выделить торец слоя металлизации и задать порт не получится- порт должен иметь длину. Выбрать торец и грань слоя металлизации, между которыми должен подключать элемент, и создать порт - получится, но будет написано Discrete edge port, да и порт будет один, а для подключения модели их нужно 2. Проясните, пожалуйста, что вы имели в виду?

 

 

Еще khach говорит что можно не заморачиваться особо с пайкой коаксиального кабеля к микрополосковой структуре. Попробую завтра вовсе выпаять мои SMA-KFD и заменить их на пигтейлы, припаяв оплетку с торца к радиатору как можно ближе к земле платы, чтобы исключить вопросы с разъемами.

Скрытый текст

 

07.11.2020 в 15:53, khach сказал:

На 3-4 ГГц можно не заморачиваться- оплетка на ближайшую землю, центральная жила на конец микрополоска ( важно чтобы не оставался кусок микрополоска висящий после припайки коаксиала)

whuRa.jpg

Хорошим тоном для  не тефлонового кабеля будет использование http://www.bojiang.com.tw/en/category/RF-Cable-Terminator/RR.html

На более высоких частотах ( 20 ГГц) предпочитаю делать V-cut https://p1db.com/page/rf-pigtail-test-probes

Т.е срезать оплетку и изоляцию под углом пока не достигнем центральной жилы. Но такое обычно на копланар паяется.

10613

 

 

 

Edited by Turgenev

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Turgenev сказал:

В виде S-параметров, которые были сняты производителем транзистора при Uds=28V и Id=500mA. Измерения проводил при тех же параметрах питания. На фото название блока S-параметров от производителя.

Когда занимался усилителями, были проблемы именно с моделями, построенными на S-параметрах, т.к. они очень сильно зависят от того, как и на чем проводились измерения. Если получится, попробуйте найти нелинейную модель транзистора. Хотя...тут тоже очень много нюансов, к сожалению.

1 час назад, Turgenev сказал:

Фильтрующие по идее не должны влиять, потому что ВЧ закорочено шлейфами, но я перемоделирую с S-параметрами фильтрующих элементов для честности.

Влияют. Есть еще вот такой момент https://habr.com/ru/post/384833/ 

И не забывайте про коэффициент нагрузки на элементы. Возможно, номиналы "плывут" из-за того, что на них рессеивается слишком большая мощность.

И как тут уже правильно заметили коллеги, нужно стараться сделать топологию более "плотной", т.е. если можно уменьшить длину полоска или подключиться ближе к активному элементу, то нужно постараться это сделать. Т.е. тут идея в том, что чем больше вы надстраиваете над моделью транзистора, тем дальше вы от истины.

1 час назад, Turgenev сказал:

Наводки на питание или с питания на шлейф?

Да такое тоже возможно. Попробуйте изменить длину проводов, по которым вы подаете питание на усилитель и посмотрите, как изменятся характеристики усилителя. Например, можно сделать более короткие провода или связать узлом те, что есть. Если провода влияют на характеристики усилителя, вы это сразу увидите.

1 час назад, Turgenev сказал:

Но что я ставил волноводные порты, что эту модель разъема- разницы не было.

Если модель идеализированная (как я написал выше), то на таких частотах вы и не увидите разницу. Поэтому такая модель и не нужна - только увеличивает количество элементов сеточного разбиения.

Правда, вы можете использовать модель КМПП для того, чтобы оценить влияние зазоров на характеристики усилителя. Попробуйте задать в модели зазор между КМПП и платой и посмотрите, к чему это приведет.

1 час назад, Turgenev сказал:

А вот с Discrete Face Port не понимаю

Я имел ввиду, что если вы использовали просто Discrete Port, то их нужно заменить на Discrete Face Port. Но поскольку вы изначально использовали именно этот тип порта, то вопрос отпадает.

1 час назад, Turgenev сказал:

Попробую завтра вовсе выпаять мои SMA-KFD и заменить их на пигтейлы, припаяв оплетку с торца к радиатору как можно ближе к земле платы, чтобы исключить вопросы с разъемами.

Я бы не хотел холиварить на эту тему, но использование пигтейла при измерении макетной платы не самая лучшая идея, т.к. кусок обрезанного коаксиального кабеля - это вещь в себе. А при проектировании нужно, чтобы каждый элемент был охарактеризован как можно  точнее иначе вы встанете перед вопросом - а в чем, собственно, проблема. В таком случае нужно исключать те составные части, характеристики которых вам неизвестны и заменять их на те, характеристики которых вы знаете.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пигтейлы можно паять там, где есть уверенность в 50 омах. Иначе можно получить высокодобротный резонатор на куске кабеля. Особенно в усилителе мощности, где согласование зависит от режима. Давайте лучше фото макета в студию и результаты измерений- будем вместе думать.  Вообще методика настройки мощных нитридных усилителей слегка сродни черной магии. И модель начинает отражать реальную ситуацию только после того как усилитель уже начинает работать. А что за транзистор, а то многие адекватные реалу модели Cree под NDA, а в свободном доступе мягко говоря не всегда соответствуют истине. вот Как пример первый попавшийся по теме http://j.pulsarnpp.ru/images/journal/issues/2017/246/Benuni1.pdf

А вообще то неплохо спаять симулятор транзистора по входу и выходу ( пассивный из резисторов SMD), поставить его вместо реального транзистора и обмерить VNA что получилось. Т.е насколько цепи согласования соответствуют тому что планировалось получить. Бывают весьм а странные проблемы. И еще вопрос- транзистор внутренне согласованный или просто голый кристалл?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Neznayka сказал:

Когда занимался усилителями, были проблемы именно с моделями, построенными на S-параметрах, т.к. они очень сильно зависят от того, как и на чем проводились измерения. Если получится, попробуйте найти нелинейную модель транзистора. Хотя...тут тоже очень много нюансов, к сожалению.

Да такое тоже возможно. Попробуйте изменить длину проводов, по которым вы подаете питание на усилитель и посмотрите, как изменятся характеристики усилителя. Например, можно сделать более короткие провода или связать узлом те, что есть. Если провода влияют на характеристики усилителя, вы это сразу увидите.

Я бы не хотел холиварить на эту тему, но использование пигтейла при измерении макетной платы не самая лучшая идея, т.к. кусок обрезанного коаксиального кабеля - это вещь в себе. А при проектировании нужно, чтобы каждый элемент был охарактеризован как можно  точнее иначе вы встанете перед вопросом - а в чем, собственно, проблема. В таком случае нужно исключать те составные части, характеристики которых вам неизвестны и заменять их на те, характеристики которых вы знаете.

Тут я плюсану. По влиянию проводов питания, можете взять конденсатор с длинными ножками, и тыкаться им одной ногой на дорожку питания, второй на GND (ваш SMA порт, например). И смотреть, меняются ли характеристики.
Пигтейлы, пигтейлы... Хз, ни разу ими не пользовался. Не совсем понятно, т.к. вещь действительно не стандартизирована, если так можно выразиться. Сегодня так отрежете, завтра так. Плюс, если по сути это у вас конечное устройство, то скорее всего вам нужен разъём "винт", а не "гайка" (но это больше субъективно).
По моделям да, пару раз видел отличие заявленных характеристик и характеристик, получаемых при моделировании у транзисторов. Так что здесь лучше тоже проверить, всё ли сходиться.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 hours ago, Turgenev said:

В виде S-параметров, которые были сняты производителем транзистора при Uds=28V и Id=500mA. Измерения проводил при тех же параметрах питания. На фото название блока S-параметров от производителя.

На самом деле это довольно скользкий момент. Где были референсные плоскости при снятии  характеристик транзистора производителем мы можем только догадываться, т.к. нет схемы измерений и описания. В принципе CST модель адекватная и всё должно работать и совпадать, если все элементы подключить в тех точках где сняты их характеристики. В ваших результатах моделирования фаза отличается на 80 градусов от ожидаемой. Так просто этого не бывает, особенно на такой низкой частоте.

P.S. Коаксиальные разъемы убирать не надо, там всё нормально, только референсную плоскость порта, опять таки, надо поставить туда, где она в реальности. И обновитесь в конце концов на 20-ю версию, в ней touchstone файлы можно лепить на пады прямо в 3D, без схематика.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Заметил что модель отличается от реализации. 1- у вас два куска роджерса отделены на фото, а в CST нет, 2- транзистор в нише, поверхность не гладкая получается в реальности. С ЛУТом могут быть проблемы с чисторой поверхности, да и часть меди вытравленной могли сошлифовать. Не стоит забывать и об омическом сопротивлении материала, часто и там порядком ошибаются при моделировании.  

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, вот это тоже хотел отметить да забыл, как сказал Freesom.

Местонахождение референсных плоскостей. Иногда в даташите/S-параметрах это указано или НЕ указано. Иногда ещё приводят измерения S-параметров образца с параметрами платы и отдельно S-параметры самой платы на проход (без образца), а дальше типа "вычитайте сами". И вроде бы солидные фирмы, а с измерениями беда...

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 hours ago, Turgenev said:

В виде S-параметров, которые были сняты производителем транзистора при Uds=28V и Id=500mA. Измерения проводил при тех же параметрах питания. На фото название блока S-параметров от производителя.

При использовании модели транзистора в виде S-параметров не надейтесь на вообще какой-либо адекватный результат.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я бы для начала озаботился таким джентльменским набором. Калибровка переходов по прямым участкам различной длины и КЗ. т.к Open  и Load бывают проблемными. Выбрал бы импеданс широкой части более-менее соответствующий модели и обмерял реальный транзистор в реальном режиме питания. Ну а потом бы уж делал согласовалку короткую на заданный диапазон.

HEMT DUT.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Покрутил модельку в CST, довольно быстро обнаружилась сильная чувствительность к изменению длины пада транзитора Lpad_PP9138.  О чём это говорит? Транзистор был померян на другом материале другой толщины, или в другой оснастке и референсные плоскости при вычитании оснастки стояли где-то в другом месте. Где именно - можно уточнить у изготовителя (подозреваю что на концах выводов), вот только если у него был другой материал подложки, то толку от этого будет мало. Проще и логичнее, имея векторный анализатор, будет померять транзистор в своей оснастке, вычесть её и получить правильный .s2p-файлик. А тогда уже можно делать нужные согласующие пады и вот это вот всё© Не удивляйтесь, это распространенная ситуация, если возьмёте какой-нибудь ERA-1SM+ будет всё так же - есть померяные производителем на разных режимах touchstone файлы, даже материал подложки известный, а где референсные плоскости при измерении были - неизвестно. Так что если хотите прецизионных результатов - начинайте делать свои измерения в своих оснастках

P.S. И чёрт возьми, обновитесь на более свежую версию, там же всё куда удобнее, точнее, быстрее

Spoiler

cst.thumb.PNG.8bf82d6fdd68ef051f8d6e3b0735245c.PNG

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 час назад, Neznayka сказал:

Когда занимался усилителями, были проблемы именно с моделями, построенными на S-параметрах, т.к. они очень сильно зависят от того, как и на чем проводились измерения. Если получится, попробуйте найти нелинейную модель транзистора. Хотя...тут тоже очень много нюансов, к сожалению.

 

18 часов назад, Freesom сказал:

Где были референсные плоскости при снятии  характеристик транзистора производителем мы можем только догадываться, т.к. нет схемы измерений и описания.

 

11 часов назад, K0nstantin сказал:

Местонахождение референсных плоскостей. Иногда в даташите/S-параметрах это указано или НЕ указано. Иногда ещё приводят измерения S-параметров образца с параметрами платы и отдельно S-параметры самой платы на проход (без образца), а дальше типа "вычитайте сами". И вроде бы солидные фирмы, а с измерениями беда...

 

8 часов назад, Maksimka сказал:

При использовании модели транзистора в виде S-параметров не надейтесь на вообще какой-либо адекватный результат.

Беседовал по этому поводу с производителем. Как я понял, ими был применен деимбидинг транзистора и референсные плоскости были отнесены к пинам транзистора. Как рассказывал начальник лаборатории у них есть оснастка из 2х плат, на которых только 50волновые дорожки. И третья плата с такой же 50 омной дорожкой, но сама плата шириной строго с транзистор. В итоге они проводят измерения на ХХ  двух плат, потом соединяют 2 платы (запаивая) измеряют проходную характеристику, а четвертое измерение- вставляют между 2х плат 3ю шириной с транзистор и измеряют задержку. Последним измерением они заменяют измерение на КЗ 2х плат. Может коряво объяснил, если будет надо схематично нарисую. У меня вызвало сомнение их спаивание при измерении проходной характеристики и задержки- слишком топорно, но меня заверили, что все норм и работает (результаты моделирования сходятся с измерениями) на частотах 3-4ГГц.

 

20 часов назад, K0nstantin сказал:

По влиянию проводов питания, можете взять конденсатор с длинными ножками, и тыкаться им одной ногой на дорожку питания, второй на GND (ваш SMA порт, например). И смотреть, меняются ли характеристики.

21 час назад, Neznayka сказал:

Да такое тоже возможно. Попробуйте изменить длину проводов, по которым вы подаете питание на усилитель и посмотрите, как изменятся характеристики усилителя. Например, можно сделать более короткие провода или связать узлом те, что есть. Если провода влияют на характеристики усилителя, вы это сразу увидите.

 

07.11.2020 в 20:44, K0nstantin сказал:

Radial Stub не слишком близко к падам, где запаяли выводы питания?

Попробовал скручивать, укорачивать кабели питания и тыкаться выводными 10pF и 1pF конденсаторами в дорожку питания после шлейфа- характеристика менялась на несколько дБ до 1.5ГГц. В полосе от 3 до 4ГГц характеристика (S11, S22) была неподвижна.

 

18 часов назад, Freesom сказал:

P.S. Коаксиальные разъемы убирать не надо, там всё нормально, только референсную плоскость порта, опять таки, надо поставить туда, где она в реальности.

21 час назад, Neznayka сказал:

Если модель идеализированная (как я написал выше), то на таких частотах вы и не увидите разницу. Поэтому такая модель и не нужна - только увеличивает количество элементов сеточного разбиения.

Замоделил с волноводными портами и со SMA-разъемами. Разница небольшая в результатах, но по времени с разъемами считает очень долго. Диэлектрик пришлось использовать normal с E=3.55, потому что при установке волноводных портов солвер ругался на анизатропную структуру диэлектрика. Хотя при анизотропной структуре, графики были более сдвинуты в сторону реально измеренной платы. Модель разъема взял из интернетовских библиотек, чтобы размеры были как у моего реального и подредактировал разъем, чтобы на коаксиальной структуре были идеальные 50 Ом. Вообще идея использования разъемов при моделировании в том, чтобы учесть скачок в волновом сопротивлении при переходе от микрополосковой структуры к коаксиальной. Этот скачок не отследить при установке волноводного порта и мне свои разъемы на реальной плате никак не продеимбидить. Под спойлером графики с и без разъемов (графики подписаны по цветам):

Скрытый текст

 5.thumb.JPG.8e7bc55549b944d2a1600ce456b11961.JPG

 

07.11.2020 в 20:44, K0nstantin сказал:

по фото кажется, что между платой и торцом разъёма есть зазор.

Убрал этот дефект насколько возможно. К сожалению, S-параметры не изменились. Под спойлером измерения до и после и фото платы. (Со стороны стока (слева) виднеется темная щель, но в реальности там максимум 0.1 мм). И с пайкой пигтейлов вместо разъемов я погорячился- так я намудохался с установкой этих разъемов хотя бы с такой точностью, что никакого желания экспериментировать с пигтейлами уже нет. Да и здесь в целом не особо советуют это делать.

Скрытый текст

6.thumb.JPG.c11cdcc01325ed169fd3b1a32d271bec.JPGIMG_20201109_173407.thumb.jpg.a52a47853ec18aebd91cfb2fd65ae0c5.jpg

 

20 часов назад, khach сказал:

А что за транзистор

ПП9138А. Прикрепил все, что имею по транзистору к этому посту.

20 часов назад, khach сказал:

А вообще то неплохо спаять симулятор транзистора по входу и выходу ( пассивный из резисторов SMD), поставить его вместо реального транзистора и обмерить VNA что получилось.

Буду завтра звонить, выяснять, заморачивались ли они с нелиненой моделью транзистора. Я так понимаю, это что-то типа SPICE-модели будет и мне, таким образом, можно будет посмотреть импеданс транзистора не зависимо от референсных плоскостей, из-за чего может быть ошибка в S-параметрах транзистора. В лоад-пулах, что они мне скидывали (в архиве приложил), указаны импедансы с шагом в 1 ГГц. В НИИ меня заверили, что импедансы от частоты меняются незначительно и линейно. Вообще, методика согласования транзисторов в НИИ, где я покупал его, следующая: они определяют структуру согласующей цепи по импедансу и затем проверяют/подгоняют эту цепь на S-параметрах транзистора в каком-нибудь САПР. Они кстати AWR пользуются.

20 часов назад, khach сказал:

И еще вопрос- транзистор внутренне согласованный или просто голый кристалл?

Внутреннего согласования нет, но и кристалл не голый- он в корпусе и к нему припаяны лепестки.

18 часов назад, Freesom сказал:

В ваших результатах моделирования фаза отличается на 80 градусов от ожидаемой. Так просто этого не бывает, особенно на такой низкой частоте.

Научите, пожалуйста, как вы смотрите это отставание фазы? 

Назревает переезд на новую версию, но как обычно некогда и тд и тп. Постараюсь после этого проекта попробовать, но предварительно еще ж надо почитать темы с этого форума про отличие версий, а то пока из преимуществ только присоединение с-параметров непосредственно в 3D))

 

18 часов назад, Aner сказал:

1- у вас два куска роджерса отделены на фото, а в CST нет, 2- транзистор в нише, поверхность не гладкая получается в реальности. С ЛУТом могут быть проблемы с чисторой поверхности, да и часть меди вытравленной могли сошлифовать.

1. Хочу принебречь этим, из-за того, что обеспечиваю контакт радиатора с землей платы методом пайки;

2. Моделил с нишей. Моделит гораздо дольше, но отличий нет вообще.

По-любому сошлифовал часть меди. По грубым прикидкам выкинул 5 мкн в модели с толщины меди.

3 часа назад, khach сказал:

Я бы для начала озаботился таким джентльменским набором. Калибровка переходов по прямым участкам различной длины и КЗ. т.к Open  и Load бывают проблемными. Выбрал бы импеданс широкой части более-менее соответствующий модели и обмерял реальный транзистор в реальном режиме питания. Ну а потом бы уж делал согласовалку короткую на заданный диапазон.

Очень заинтересовало ваше предложение. А как выбрать длину/скорость спада до чисто активных 50 Ом? 

Open является проблемным из-за паразитной емкости, которая может образоваться в том месте, где должен устанавливаться транзистор? Мне казалось, что там очень маленькая емкость, потому что ширина транзистора ну около 5 мм в среднем. Или причина в другом?

Как я понял, у вас и есть метод калибровки при помощи задержки, в котором я не разбираюсь. Поищу, почитаю как его реализовать в CST и в ZVA24.

Техническое описание ПП9138А.7z

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.