[Stingwray 0]

Всем доброго времени суток!

Прошу оценить мою схему и поделится опытом.

Есть следующая задача (полу-радиолюбительская) - разработка усилителя мощности на 10 Вт на основе небезизвестного транзистора rd15hvf. Частота - 210 - 270 МГц. Если кто может посоветовать ресурсы, на которых больше информации по дизайну подобных девайсов - буду благодарен. Главная проблема - остуствие нелинейной модели транзистора в принципе. Моделирование приходится проводить по S-параметром из даташита. Не до конца понятно, при каких условиях они сняты.

Интересуют следующие вопросы:

1. Как организовать цепь смещения затвор - исток. Какие там должны быть номиналы резисторов для предотвращения самовозбуждений?

2. Можно ли все индуктивности заменить на микрополосковые, при условии что все конденсаторы будут подстроечные?

3. Усилитель был неустойчив. Неустойчивость убрать только за счёт цепи согласования не удалось. Пришлось ввести ООС - связка резистор - индуктивность - кондесатор. Коэффициент устойчивости - 1,1 во всей заявленной полосе транзистора. Как эти результаты будут коррелировать с экспериментом?

4. Как вообще коррелируют результаты согласования мощных транзисторов по их S-параметрам с экспериментом? Как S-параметры зависят от мощности?

 

Всем спасибо.

Проект усилителя прилагаю.

Amplifier210_270_MHz.rar

[Redcrusader 0]

...Прошу оценить мою схему и поделится опытом...

Что могу.. :-(

1. Не работал, не в курсе.

2. Заменить можно, но на этой частоте микрополосковые индуктивности будут слишком большие (будут занимать большую площадь).

Лучше делать индуктивности намоткой (2...3 витка). Заодно и будет подстройка, т.к. подстроечные конденсаторы использовать

не рекомендуется.

3. Считать усилитель мощности по малосигнальным S-параметрам и методике не рекомендуется! Если он у вас не работает в режиме А. :-)

Коэффициент устойчивости здесь не "канает".

Вводить ООС в усилителях мощности это нонсенс! Уроните КПД до "немогу".

4. Да никак не должны корректироваться!

Вам надо иметь входной/выходной импеданс (или S-параметры) вашего транзистора при номинальной выходной мощности (10 Вт) или при токе коллектора(стока) при номинальной выходной мощности. Из S-параметров можно вычислить входной/выходной импеданс.

Причем, если есть данные на меньшую выходную мощность (ток), то они могут сильно отличаться от при номинальной мощности.

 

P.S. Если это у вас не Курсовая, то лучше уже взять готовый модуль усилителя. Их можно найти разных достаточно много.

Изменено 6 февраля, 2017 пользователем Redcrusader

[V_G 7]

1. Как организовать цепь смещения затвор - исток. Какие там должны быть номиналы резисторов для предотвращения самовозбуждений?

Схему открыть не могу, но общие требования к цепям смещения таковы:

- Ток через резисторный делитель должен превышать входной постоянный ток транзистора настолько, чтобы возможный разброс входного тока не влиял на режим транзистора;

- напряжение с делителя на вход лучше подавать через дроссель, чтобы сопротивление делителя не влияло на входной импеданс.

[Sokrat 4]

Вводить ООС в усилителях мощности это нонсенс! Уроните КПД до "немогу".

Ну Вы батенька скажете тоже! Вот классика по стабильности усилителей StabilityOfAmp_mtt97_.pdfраздел "Drain gate feedback" рисунки TB100 и TB105.

[Stingwray 0]

Sokrat

Я именно этим Полифетовским мануалом и пользовался. Нашёл на просторах форума. Спасибо всем, кто принял участие в том обсуждении.

 

Главная проблема - у меня в наличии есть несколько rd15. В средствах я ограничен. Очень хотелось сделать что-нибудь на этом транзисторе. Вдохновлялся тем, что в интернете куча примеров усилителей 88-108 МГц, выполненных на этих транзисторах, которые нормально выдают мощности порядка 10 Вт.

 

Один коллега предложил найти нелинейную модель похожего транзистора и провести сначала его моделирование а потом использовать эти результаты для rd15. Но мне кажется что эта идея обречена на провал....

[Redcrusader 0]

Sokrat

....Один коллега предложил найти нелинейную модель похожего транзистора и провести сначала его моделирование а потом использовать эти результаты для rd15. Но мне кажется что эта идея обречена на провал....

Да, эта идея какая-то сомнительная.

Есть вариант, не "умничать".

Рисуете топологию с П-, Г- или Т-контуром подстройки входного/выходного сопротивления.

И по АЧХометру (или анализатору спектра) настраиваете усилитель ручками.

Сигнал генератора модулируете импульсами со скважность не менее 10 (лучше 30...50), чтобы не сразу запалить транзистор.

Причем топология может состоять всего из 2-х контактных площадок, т.к. индуктивности могут быть намоточными, а чип-конденсаторы, чтобы могли быть ближе к земле.

По опыту, на входе достаточно Г-цепочки, на выходе П- (последовательная индуктивность с коллектора).

 

Конечно, при настройке нужно иметь опыт и осторожность.

 

[APEHDATOP 0]

Согласование полосками на Вашем материале.

 

 

[Stingwray 0]

APEHDATOP

Cпасибо конечно...но зачем? Помощи в согласовании я не просил. Тем более что усилителя мощности согласуются не по минимуму S11, а по максимуму выходной мощности.

 

Redcrusader

Как не странно, АЧХ-метра у меня нет. Только VNA. Думаю действовать следующим образом:

1. Настроить усилитель на малом сигнале на более менее оптимальный коэффициент усиления с помощью подстроечных конденсаторов и немного сжимая/разжимая индуктивности.

2. Посмотреть усилитель на внеполосное возбуждение.

2. С помощью измерителя мощности настроить усилитель на максимальную выходную мощность

[V_G 7]

2. С помощью измерителя мощности настроить усилитель на максимальную выходную мощность

Потом, если мощности не хватает, можно попытаться увеличить смещение по входу.

А потом (или если мощности в избытке) подбором входной мощности (и настройкой S11) попытаться максимизировать КПД

 

В общем, еще несколько итераций

[Redcrusader 0]

...Думаю действовать следующим образом:

1....

Подстроечные конденсаторы не рекомендуется применять. Лучше подбирать номинал постоянного конденсатора.

Настройка на малом сигнале будет сильно (или очень сильно) отличаться от настройки для сильного сигнала!

Тут зависит от уровня выходного сигнала VNA. Некоторые VNA могут давать и большой сигнал (до 10 дБм).

Такого уровня может и хватить. Умножаешь вых. уровень VNA на Ку транзистора, если получится 0,3...0,5Pвых транзистора, то

можно доверять настройке при "малом" сигнале.

2...

Внеполосное излучение ты "увидишь" сразу, по току потребления. Ток потребления будет скакать или сильно не соответствовать

выходной мощности. Здесь даже и анализатора спектра не надо будет!

А всякую "внеполоску" ты можешь увидеть из-за комбинаций с наведенными сигналами. В этом диапазоне и рядом достаточно

сигналов ТВ-станций и т.д. Но это не будет возбуждением усилителя.

3...

Сложно с помощью измерителя мощности контролировать мощность в полосе частот. :-(

 

Если есть анализатор спектра, то лучше контролировать выход усилителя по нему.

В качестве генератора используя VNA, а в качестве нагрузки анализатор спектра (обязательно с достаточным аттенюатором!!)

Рекомендуется при настройке между генератором и входом усилителя поставить импульсный модулятор со скважностью 20...50...100.

Чтобы сразу не выжечь транзистор непрерывным сигналом! :-))

Модулятор можно сделать на простом ВЧ диоде.

Если настроишь развертку анализатора спектра в соответствии с качанием частоты VNA, то получишь практически АЧХметр.

Только линия АЧХ будет "заполнена" всякой "дрянью". :-)