Перейти к содержанию
    

Измерение падающей и отраженной волны

18 часов назад, merkader сказал:

Мощность устройства 3-4 Вт, "правильный" циркулятор с нагрузкой выдержит любой КСВ значительное время, термо реле сработав отключит устройство и сообщит оплохой нагрузке. Зачем усложнять, если время отработки не критично.

Речь не про надёжность отдельно взятого циркулятора, а про систему измерения и отключения питания усилителя. Думаю, один из важных критериев - быстродействие, важный не для усилителя.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Огромное спасибо! Все прочитал, очень полезная информация, много новых и интересных идей вычитал, рассуждения очень интересны. Кстати говоря, я буду использовать у себя в усилителе для мониторинга температуры ADT6401. По-моему мегапростая и полезная микруха.

Устройство, которое будет измерять падающую и отраженную волну будут строить по этой структурной схеме:

Скрытый текст

image.thumb.png.20cfa7c266d7ea42c1af4acb75038971.png

Осталось подобрать ответвитель. Тут у меня возник вопрос. Я разрабатывал в CST микрополосковый ответвитель. При разработке руководствовался только S-параметрами. У покупных ответвителей (и, наверное, во всем мире) описывая ответвитель используют следующие параметры (их больше, я привел некоторые):

- Mean Coupling;

- Insertion Loss;

- VSWR;

- Directivity.

Я не уверен, что понимаю Mean Coupling и Directivity.  Пожалуйста, подскажите Mean Coupling это по сути S31 (нумерация портов ответвителя как на структурной схеме)? А Directivity тогда S31/S41?

Я хочу узнать, на сколько ответвитель XMC0204P2-30G ослабляет сигнал на связанном и изолированном портах.

Вот графики:

Скрытый текст

image.thumb.png.a91dc267f02a58896299b39acdc219f2.png

 

Например, на вход этого ответвителя я подаю 30дБм на 2.4ГГц при -55гр.Ц (на обоих графиках это -30дБ). На связанном порту я увижу 0дБм, а на изолированном -30дБм? Но это соответствует формуле. Если я не прав, то как тогда правильно?

Изменено пользователем Turgenev

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

14 hours ago, Turgenev said:

XMC0204P2-30G

Directivity -- это направленность: развязка минус связь. Под развязкой понимается ослабление мощности в несвязанном плече (№4 у вас на схеме) или S41. Таким образом у вас связь S31 = 30 дБ, направленность ~30 дБ (на 2400 МГц) -- тогда развязка будет 60 дБ.

Итого, при Pin = 30 dBm вы увидите в плече №4 мощность минус 30 dBm, то есть вы рассуждали верно.

Изменено пользователем cismoll

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Отлично, значит понял принцип.

Вопрос по поводу пик-фактора сигнала остался. У детектора максимальная мощность на входе 12 дБм. Связанный порт ответвителя ослабляет сигнал на 30 дБ. Среднеквадратичная мощность сигнала на входе 30 дБм, а пик-фактор сигнала 10 дБ. Если я беру в расчет мощность сигнала с пик-фактором, то получается 40 дБм. На детектор приходит 10дБм мощности с пик-фактором, предел мощности детектора не превышаем. Но когда я буду измерять сигнал через ответвитель детектором я увижу 0 дБм, потому что измерять я буду среднеквадратичную мощность, а мощность с пик-фактором мне не увидеть. В итоге я теряю в динамическом диапазоне детектора: я бы хотел, чтобы при 30дБм среднеквадратичной мощности моего сигнала на входе ответвителя на связанном порту было было 10 дБм мощности (то есть заменить ответвитель, чтобы ослабление было не 30 дБ, а 20дБ). Но не сожгу ли я в таком случае детектор, ведь с учетом пик-фактора на него придет не 10 дБм, а все 20дБм?

Такой же вопрос и для ответвителя интересен: что, если ответвитель рассчитан на 32 дБм, а на его вход подается сигнал со среднеквадратичной мощностью 30дБм и пик-фактором 10дБ?

Изменено пользователем Turgenev

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А на что вам вообще сдалась среднеквадратичная мощность?
Чтобы понять что будет с детектором вам нужная пиковая и RMS. Среднеквадратичная.. наверное если только нагрев и безопасную зону работы по температуре считать.
 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

14 часов назад, Hitokiri111 сказал:

А на что вам вообще сдалась среднеквадратичная мощность?
Чтобы понять что будет с детектором вам нужная пиковая и RMS

RMS это и есть среднеквадратичная мощность. Пиковая мощность, которую может увидеть детектор это и есть максимальная среднеквадратичная мощность. Пик-фактор (насколько я понял) не вносит заметного вклада в измеряемую мощность, потому что проявляется в сигнале крайне редко. Но не считаться с пик-фактором нельзя из-за ограничений элементной базы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Подобрал нужный ответвитель, но не могу понять что значит максимальная мощность TBD:

Скрытый текст

image.thumb.png.4de381336d7c62ecf9379d8b282362ff.png

Понимаю, что TBD- это time-to-breakdown. Но в документации нигде не приведено это время и на какой мощности это время измерялось.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Несколько мыслей по теме:

1. Ставить транзисторный усилитель без вентиля можно только если активный импеданс кристалла усилителя ближе к 50 Ом (т.е. не очень мощный), ибо чем мощнее транзистор, тем он чуствительнее к рассогласованию.

2. Если детектировать КСВ на направленном ответвителе, то необходим большой коэфициент направленности, как минимум 20 дБ, иначе фаза отражённого сигнала будет сильно влиять на значение детектированной мощности. Если ответвитель на микрополосковых линиях - необходимо выравнивать фазовые скорости чётных и нечётных волн. (Примеры можно посмотреть в книге "Микроэлектронные устройства СВЧ" Веселова на стр. 66).

3. К вопросу о скорости выключения транзистора - надо понимать какой пробой может произойти при увеличении КСВ. Если электрический пробой - то ставить вентиль обязательно, если тепловой - то можно и несколько микросекунд подождать.

1 hour ago, Turgenev said:

Подобрал нужный ответвитель, но не могу понять что значит максимальная мощность TBD:

  Hide contents

image.thumb.png.4de381336d7c62ecf9379d8b282362ff.png

Понимаю, что TBD- это time-to-breakdown. Но в документации нигде не приведено это время и на какой мощности это время измерялось.

Это означает, что они ещё сами не знают какую максимальную мощность на него можно подавать TBD - To Be Determined

Изменено пользователем Boriskae

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, Boriskae сказал:

1. Ставить транзисторный усилитель без вентиля можно только если активный импеданс кристалла усилителя ближе к 50 Ом (т.е. не очень мощный), ибо чем мощнее транзистор, тем он чуствительнее к рассогласованию.

А как этот принцип работает внутри согласующей цепи? Я имею в виду, почему хуже если отраженная волна (от ХХ) придет к более низкоомному стоку? Точнее чем будут отличаться стоки, скажем на 5 и 10 Ом каждый со своими согласующими цепями на 50 Ом. Что там, что там в отраженной волне (случай работы на ХХ) соотношение токов и напряжений странсформируется в обратном порядке от 50 Ом к 10 или 5 Омам.

1 час назад, Boriskae сказал:

2. Если детектировать КСВ на направленном ответвителе, то необходим большой коэфициент направленности, как минимум 20 дБ, иначе фаза отражённого сигнала будет сильно влиять на значение детектированной мощности. Если ответвитель на микрополосковых линиях - необходимо выравнивать фазовые скорости чётных и нечётных волн. (Примеры можно посмотреть в книге "Микроэлектронные устройства СВЧ" Веселова на стр. 66).

Думал об этом в самом начале, но решил забить. Интересно осознать количественно это влияние.

3 часа назад, Boriskae сказал:

Это означает, что они ещё сами не знают какую максимальную мощность на него можно подавать TBD - To Be Determined

Интересно... написал производителю в тех. поддержку. Странно так выпускать продукт.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

4 часа назад, Boriskae сказал:

Если ответвитель на микрополосковых линиях - необходимо выравнивать фазовые скорости чётных и нечётных волн. (Примеры можно посмотреть в книге "Микроэлектронные устройства СВЧ" Веселова на стр. 66).

Прочитал весь раздел, отлично написано! 

Судя по фото FPC07180 он как раз имеет структуру, выравнивающую фазовые скорости четной и нечетной волн

Скрытый текст

image.png.1c9ad878cdc4fb70c33401f11683dd9a.png

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

>Ставить транзисторный усилитель без вентиля можно только если активный импеданс кристалла усилителя ближе к 50 Ом (т.е. не очень мощный), ибо чем мощнее транзистор, тем он чуствительнее к рассогласованию

я как немного разбирась в циркуляторах, скептически отношусь к этой позиции. Циркулятор работает только на номинальном импедансе, поэтому при рассогласовании усилителя (что само по себе не нормально) будет точно такое же отражение от циркулятора. Циркулятор защищает от аварий на конце антенны. И вся премудрость. Иногда он защищает от плохой закрутки разъема в блочно-коаксиальных схемах. Очень часто циркулятор используется просто как полосовой фильтр без паразитных полос пропускания (есть такое свойство у ферритов), что довольно актуально в технике ВУМ.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

19 hours ago, Turgenev said:

А как этот принцип работает внутри согласующей цепи? Я имею в виду, почему хуже если отраженная волна (от ХХ) придет к более низкоомному стоку? Точнее чем будут отличаться стоки, скажем на 5 и 10 Ом каждый со своими согласующими цепями на 50 Ом. Что там, что там в отраженной волне (случай работы на ХХ) соотношение токов и напряжений странсформируется в обратном порядке от 50 Ом к 10 или 5 Омам.

Чем ниже активный импеданс кристалла, тем транзистор чуствительнее к изменению импеданса нагрузки. Т.е. при одинковом изменении КСВ девиация выходной мощности (и КПД) будет сильнее у низкоомного транзистора.

6 hours ago, Hale said:

>Ставить транзисторный усилитель без вентиля можно только если активный импеданс кристалла усилителя ближе к 50 Ом (т.е. не очень мощный), ибо чем мощнее транзистор, тем он чуствительнее к рассогласованию

я как немного разбирась в циркуляторах, скептически отношусь к этой позиции. Циркулятор работает только на номинальном импедансе, поэтому при рассогласовании усилителя (что само по себе не нормально) будет точно такое же отражение от циркулятора. Циркулятор защищает от аварий на конце антенны. И вся премудрость. Иногда он защищает от плохой закрутки разъема в блочно-коаксиальных схемах. Очень часто циркулятор используется просто как полосовой фильтр без паразитных полос пропускания (есть такое свойство у ферритов), что довольно актуально в технике ВУМ.

Я наверное не совсем правильно выразился, транзистор полностью согласован, и после цепи согласования устанавливается вентиль. Если его не ставить, то при изменении КСВ будет изменяться импеданс нагрузки транзистора, что может негативно сказаться на его работу. Например в АФАР КСВ антенного порта может достигать 3 и выше, что может достаточно сильно рассогласовать транзистор. Изменение КСВ в усилительном тракте с вентилем и без будет вызывать совершенно разное изменение мощности. А в некоторых случаях высокое КСВ усилителя без развязки даже может вызвать автогенерацию.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

я тут потрудился лет 6 назад

про измерение ксв итд про направленость и точность

прочтите на досуге https://cloud.mail.ru/public/As4G/e9hjTV9xR

и это! про эквалайзеры незабудьте если полоса не 1 мег

))

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

26.11.2021 в 15:46, mux сказал:

я тут потрудился лет 6 назад

про измерение ксв итд про направленость и точность

Да, внесло ясности, если не пониманием, то хоть конкретными цифрами. Я правильно понял, что для измерения КСВ используют 2 ответвителя, потому что тогда требования к направленности ответвителя меньше (одно из плеч будет всегда нагружено на баластное сопротивление, значит влияние на измеряемое плечо меньше)?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...