Jump to content

    

Согласование выхода BF998 с входом ПАВ фильтра (10,7 МГц)

Сейчас во время работы наткнулся на AppNote по согласованию BF998. Там применяют отрезки линий на макетной плате, которые можно подкорачивать обрезанием. Но подходит этот способ для более высоких частот, чем 10,7 МГц, но все равно дам ссылку на Аппноут: Application Note No. 022 Simple Microstrip Matching for all Impedances http://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&am...YIQ&cad=rja

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

У меня закрались сомнения по поводу правильности снятия мной анализатором цепей параметра S11 транзистора (а значит и измерения его входного импеданса)...

 

вопрос к знатокам: как правильно это делать?!?

 

по поводу снятия АЧХ (S21) вопросов нет: порты у анализатора 50-омные и через кабели нагружаем ими вход и выход, например, каскада УПЧ на BF998,и анализатор уже выдает картинку АЧХ.

А как быть при измерении S11? Ведь в этом случае нам нужен только один порт анализатора, с которого на УПЧ будет подаваться свипированный сигнал. Но выход УПЧ будет "болтаться в воздухе". Тогда нужно ли ставить при измерении S11 терминатор 50-омный на выходе каскада УПЧ (т.е. выходе транзистора)? а нужен ли такой же терминатор на входе каскада УПЧ???

Просто увидел ниже приведенную схему, и меня одолели сомнения

post-69111-1325843121_thumb.png

Edited by beaRTS

Share this post


Link to post
Share on other sites

правильная схема, ведь S11 - коэффициент отражения по входу при согласованном выходе. Если выход не согласован, из-за наличия S12 он будет влиять на вход

Share this post


Link to post
Share on other sites
правильная схема, ведь S11 - коэффициент отражения по входу при согласованном выходе. Если выход не согласован, из-за наличия S12 он будет влиять на вход

V_G, Спасибо за разъяснения. Но появился еще вопрос: при измерении S11 в таком случае на какое сопротивление нагружать выход транзистора??? на 50 Ом или же на нагрузку,полный импеданс которой комплексно сопряжен к выходному импедансу транзистора??

Share this post


Link to post
Share on other sites

частично нашел ответ на свой выше заданный вопрос на одной ветке форума http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=20892 . очень хорошая там информация для понимания.

 

НО Я ВСЕ РАВНО ЖДУ ОТВЕТА, а то уже и не знаю где истина, чему верить :wacko: . Наверно, метод тыка при согласовании в итоге победит :smile3009:

Edited by beaRTS

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну и чтоб собрать совсем все в кучу по поводу что чем нагружать, приведу выжимку из Agilent AN 154

S-Parameter Design. Здесь говорится, что отраженной от нагрузки волны не будет, если нагрузка будет иметь волновое сопротивление цепи (печатных проводников, т.е. 50 Ом). Раз не будет отраженной от нагрузки волны, то не будет влияния с выхода на вход ( о чем говорил V_G). Причем это не зависит от выходного импеданса четырехполюсника.

 

В общем, отсюда я понял, что для измерения S11 (=> входного импеданса транзистора), я припаиваю к выходу транзюка 50 Ом, и измеренный параметр S11 считаю за достоверный????????????? или не так???

 

Хотя по выше данной ветке форума, где ведутся разговоры на эту тему,говорится еще и об еще одном варианте,когда нагрузка должна быть согласована с выходом транзистора

 

:wacko: каша, как видите.

post-69111-1326102856_thumb.png

Edited by beaRTS

Share this post


Link to post
Share on other sites

После недели кропотливой работы нашел несколько замечательных смех для согласования фильтра (это к тем 4м вариантам, которые я уже выкладывал в одном из прикрепленных pdf-ников).

 

Получил отличную неравномерность в полосе пропускания (0,3 дБ), приличное ослабление вне полосы. В общем, конечный результат для моих целей меня устроил. как и обешал - делюсь опытом ( прикрепляю файл отчет, сделанный для себя, для работы).

Но это не конец данной темы форума. Пожалуйста, отвечайте на вопросы. Я их много успел задать. Буду Вам всем благодарен за ответы.

 

Еще в планах у меня согласовать выход транзистора и привести его ко входу полученной в прикрепленной файле схемы.

Schemes_with_filter_FP2P4_561D_10_7_MHz.pdf

Edited by beaRTS

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пардон, выпустил тему. S11 измеряется при согласованном выходе, т.е. не на 50 Ом, а на комплексно-сопряженную (выходному импедансу) нагрузку.

Но вообще, по-моему, на 10,7 МГц у BF998 параметры близки к идеальному ИТУН: очень большое входное и достаточно большое выходное сопротивления. RFSim99 у меня в свое время отказывался согласовать на этих частотах этот транзистор одновременно по входу и по выходу на 50 Ом (получались отрицательные емкости). Т.е. на этих частотах согласование на такую маленькую нагрузку смысла не имеет

Edited by V_G

Share this post


Link to post
Share on other sites
Пардон, выпустил тему. S11 измеряется при согласованном выходе, т.е. не на 50 Ом, а на комплексно-сопряженную (выходному импедансу) нагрузку.

Но вообще, по-моему, на 10,7 МГц у BF998 параметры близки к идеальному ИТУН: очень большое входное и достаточно большое выходное сопротивления. RFSim99 у меня в свое время отказывался согласовать на этих частотах этот транзистор одновременно по входу и по выходу на 50 Ом (получались отрицательные емкости). Т.е. на этих частотах согласование на такую маленькую нагрузку смысла не имеет

значит я заблуждался по поводу 50 Ом в качестве нагрузки при измерении S11. Спасибо Вам за разъяснения. И по поводу получающихся отрицательных значений при согласовании: вчера на выход транзистора повесил емкость 51 пФ и заметил по диаграмме Смита, что его выходное сопротивление и правда стало отрицательным,а именно: активная часть, реактивная и так была отрицательной. И это меня насторожило. (как понимаете, я не так хорош в транзисторной технике...). Для интереса повесил 200 пФ с выхода на землю, активная часть вновь стала положительной.

 

Сейчас я думаю, как согласовать все-таки. Должен же быть выход !!!! (??????????) Или все безнадежно, и идея использовать BF998 на такой низкой частоте обречена???? А согласовать нужно выход с входом фильтра, который после согласования стал равен примерно 75-80 Ом с отрицательной реактивной составляющей (т.е. емкостной). Сказанное мной видно в прикрепленном файле Schemes_with_filter_FP2P4_561D_10_7_MHz.pdf на последней странице в таблице 11, где диаграмма смита изображена...

 

Жду Ваших советов, нареканий, порицаний. а пока буду "тыкаться" =), раз уж в голове кое-какие идейки появились - испробую их.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Чего-то я не врубился, как физически можно получать отрицательные сопротивления, если не гираторами. Или это на модели? RFSim99 ругался именно потому, что ему требовались физически нереализуемые компоненты.

 

А в вашем случае, если согласование фильтра принципиально (например, для улучшения вида ЧХ), нагружайте его обычными сопротивлениями. Физическими. Как по входу, так и по выходу.

А транзистор тут - чисто усилительный прибор, используйте его, как в НЧ технике. Ведь никому же не приходит в голову согласовывать операционники друг с другом, или выход УНЧ со входом динамика!

 

P.S. Обычно с кварцевыми фильтрами ставят подстраиваемые контура по входу и по выходу. Если входные и выходные сопротивления предыдущего и последующего каскадов не удовлетворяют требованиям по активному сопротивлению, контура шунтируют резисторами

Edited by V_G

Share this post


Link to post
Share on other sites

сейчас дам картинку для разъяснения по поводу отрицательного активного сопротивления при нагружении транзистора емкостью 51 пФ на выходе.

 

Дело было так: решил взяться за согласование выхода транзюка к получившемуся входному 75-j133 каскада фильтра. Делаю это я на реальной макетной платке, а не путем моделирования. Выпаяв разделительный конденсатор С10 (0,022мкФ), тем самым отключив каскад фильтра и забыв про него, начал к выходу тразистора припаивать то емкости, то индуктивности (к сожалению, не задумываясь о теории, т.к. в голове одна каша, я уже говорил, укладывать по полочкам будет очень долго). Припаял параллельно выходу индуктивность порядка микрогенри, получилась чушь, естественно. Затем попробовал параллельно выходу на землю посадить кондер. Начал с малой емкости - впаял 51 пФ. Прилагаю схему этого чуда. Сразу поясню почему для измерения S22 на вход транзистора припаял 51 Ом: т.к. входной согл.цепью (L1-C7-C3-C4) добился КСВ очень близкий к 1 (около 1,1, по-моему), поэтому входной импеданс около 50 Ом.

Измерял в точке XW7, что видно из рисунка. получил вот такие значения на диаграмме Смита.

 

Надо сказать, что тразистор усиливает, примерно, на 23-24 дБ по представленной схеме включения (третий рисунок во вложении к этому сообщению).

 

Пардон, на первых двух прикрепленных картинках не виден конденсатор С10, о котором шла речь. и ни на одном прикрепленном файле в форуме его тоже нет. Вот Здесь (см. третий прикрепленный рисунок в этом сообщении) Вся схема отдельного каскада усилителя, созданного с Вашей помощью:

post-69111-1326787711_thumb.png

post-69111-1326787726_thumb.png

post-69111-1326789081_thumb.png

Edited by beaRTS

Share this post


Link to post
Share on other sites

По поводу прибора, кажущего отрицательное сопротивление, есть сомнения в корректности его показаний и/или его применения. У самого такого крутяка нет, обходимся старыми советскими Г4-164,176, В3-43, Х1-42,48,49.

По схеме - зачем навороты в истоке? Мы его просто заземляем. На первый затвор подаем сигнал без смещения (иногда затвор наглухо заземлен по постоянке катушкой входного контура), на второй - постоянное смещение 2...4 В. Это нормальный режим по даташиту BF998. В стоке - перестраиваемый контур для согласования по внешнему виду ЧХ. В зависимости от конкретного фильтра, как уже писал, контур можно зашунтировать резистором. И такой же контур - по выходу фильтра.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
По поводу прибора, кажущего отрицательное сопротивление, есть сомнения в корректности его показаний и/или его применения.

скорее всего наибольшая погрешность при измерениях от кривизны рук =)

 

По схеме - зачем навороты в истоке? Мы его просто заземляем. На первый затвор подаем сигнал без смещения (иногда затвор наглухо заземлен по постоянке катушкой входного контура), на второй - постоянное смещение 2...4 В. Это нормальный режим по даташиту BF998.

А в качестве чего вы его используете: усилитель какого класса? у меня он в качестве усилителя класса А (малого сигнала).

 

Я плохо знаю транзисторы, но из универа помню, что требуется подавать на затвор в ПТ (на базу в БТ) некое смещение для задания рабочей точки, чтоб транзистор работал в линейном режиме, т.е. чтоб вносил минимальные нелинейные искажения в усиливаемый сигнал. И наилучшая рабочая точка - половина питания. Хотя у меня не в половине питания, но соотношение резистивного делителя, задающего рабочую точку, как в этом ПДФнике http://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&am...t9Q&cad=rja . Да и опирался на схему из ПДФника представленного, да готовую схему с работы.

 

 

 

По схеме - зачем навороты в истоке? Мы его просто заземляем.

Ну в истоке у меня не навороты, а опять же из стандартной схемы из документации. Как я понимаю резистор R6=750 Ом и R4=150 Ом задают отрицательное напряжение смещения при котором должны работать данный тип транзисторов (MOS-FET). Происходит это так: напряжение питания( у меня примерно 6,6 В, берется с точки между кондерами С5 и С8) делится на делителе R6-R4. На R4 положительное падение напряжения получаем. Т.е. на истоке некий положительный потенциал от падения напряжения на резисторе R4. А так как исток соединен с подложкой транзюка (даже на УГО это видно), то затвор относительно подложки будет "как бы" отрицательно смещен (хотя реально на нем и нет смещения). Если вы коротите исток на землю, то затворы у вас, и правда, в нулевом смещении. Но у меня в отрицательном!Я ж использовать собрался транзюк в системе АРУ.Отрицательным смещением я расширяю диапазон регулирования усиления (для регулировки усиления и присутствует второй затвор). ПО идее , чтоб обеспечить диапазон регулировки в 40 дБ, как в ПДФнике, применяя вашу идею с заземлением истока, пришлось бы на управляющий затвор подавать как положительное, так и отрицательное напряжение. А делая, как в ПДФнике (и как у меня) получается что в системе АРУ достаточно предусмотреть ЦАП, подключенный к процессору, и выход ЦАПа завести на управляющий затвор, подавая только положительное напряжение от нуля до какого-то значения... так я себе понимаю..

А по ВЧ сигнал у меня и так заземлен, для этого и стоит в цепи истока С18=0,022 мкФ, шунтирующий R4=150 Ом. Реактивное сопротивление на 10,7 МГц у С18 Хс=0.67 Ом (поэтому на 10,7 МГц считаем, что исток тоже на земле).

 

А переменные резисторы R7, R5, чтоб менять в небольших пределах потенциал на истоке (=> отрицательное напряжение смещение для затворов).

 

А резистивный делитель R2 (140К или 6,8 К), R3 (100К или 4,7 К) задают рабочую точку получается). Она влияет на разные там нелинейности...

 

В общем, это мое понимание не в последней, конечно же, инстанции =)

 

По схеме - зачем навороты в истоке? Мы его просто заземляем. На первый затвор подаем сигнал без смещения (иногда затвор наглухо заземлен по постоянке катушкой входного контура), на второй - постоянное смещение 2...4 В. Это нормальный режим по даташиту BF998.

Вы, видимо, используете BF998 просто как усилитель, без возможности регулировки усиления. Я же его в систему АРУ внедряю

Edited by beaRTS

Share this post


Link to post
Share on other sites
P.S. Обычно с кварцевыми фильтрами ставят подстраиваемые контура по входу и по выходу.

Уважаемый V_G, вы, говоря про подстраиваемые контура по входу и по выходу кварцевого фильтра, имели в виду такую схемку, которая приведена в первом прикрепленном рисунке??? Как я понимаю Трансформаторы с внешними емкостями выполняют же роль подстраиваемых контуров?

 

Если входные и выходные сопротивления предыдущего и последующего каскадов не удовлетворяют требованиям по активному сопротивлению, контура шунтируют резисторами

Выходное Активное сопротивление у транзистора около 14 Ом (при некоторый настройках получается 25 Ом). Входное у фильтра 75-j180.

Исходя из сказанного Вами могу ли я поставить в параллель первичной обмотке первого трансформатора 75 Ом и не париться с согласованием активной части полного импеданса двух каскадов??? точнее будет ли это корректно??? Мысль свою изложил во втором прикрепленном рисунке, где сама мысль выделена красным

post-69111-1326960589_thumb.png

post-69111-1326961156_thumb.png

Edited by beaRTS

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. По смещению базы/затвора. Смешались в кучу кони, люди... Биполярные npn транзисторы требуют положительного смещения базы. Полевики с p-n переходом (с n-каналом) требуют отрицательного смещения затвора. МОП-транзисторы с n-каналом в зависимости от технологии могут требовать положительного, отрицательного или нулевого смещения на затворе. Ваш BF998 требует НУЛЕВОГО (или близкого к нему) смещения по первому затвору, потому НИКАКИХ сопротивлений в истоке ставить не надо, а по постоянке первый затвор должен иметь нулевой потенциал. А вот регулировку усиления делают, изменяя напряжение на ВТОРОМ затворе в пределах 0...4 В, читайте даташит! Этот транзистор специально разработан для применения в схемах с регулируемым усилением (АРУ, смесители и пр).

2. Приведенные вами выходные сопротивления, скорее всего, вычислены по диаграмме Смита в последовательной эквивалентной схеме. Посмотрите то же, но в параллельной схеме замещения. Выходное активное сопротивление будет порядка 1,8...2 кОм, если не больше. Именно эти значения вам нужны. То же можно сказать и о фильтре, используйте параллельную схему замещения! И контур ставьте параллельный в нагрузку транзистора. Его подстройка компенсирует реактивности транзистора и фильтра. Вход фильтра можно напрямую подключать к стоку транзистора, фильтр терпит постоянное напряжение на входе. И по выходу параллельный построечный контур, незачем там никакие трансформаторы и последовательные индуктивности

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this