[repstosw 18]

Пытаюсь посчитать цепи согласования для каскодного усилителя MBC13916 на частоте 450 МГц.

S-параметры взял из даташита, проинтерполировав S-параметры для 400 и 500 МГц (просто взял среднее арифметическое модуля и угла):

 

S11=0,6745 angle -42,5 degree

S21= 9,7 angle +123 degree

S12=0,003 angle +53,5 degree

S22=0,955 angle -16 degree

 

Далее пересчитываю S11 и S22 в  Z11(Zin) и Z22(Zout) по следующим формулам:

 

Z11=R*(1+S11)/(1-S11)

Z22=R*(1+S22)/(1-S22)

 

В качестве  калькулятора  комплексных числе использую этот: https://programforyou.ru/calculators/complex-calculator

 

Выходит:

Z11 = 59,123 - 98,927 i

Z22 = 58,046 - 346,540 i

 

Если не быть сильно фанатичным к согласованию, то видно что действительные части близки к целевым 50 Омам, нужно избавиться от отрицательной мнимой части.  Для этого взял комплексно-сопряжённые значения мнимой части:

+ 98,927 i и

+346,540 i

 

Это компенсирующие индуктивности.  Их индуктивность посчитал по формуле:

L=XL/2/pi/F, где F=450 000 000 Гц - рабочая частота.  XL - то самое реактивное сопротивление (мнимая часть).

 

Для входной цепи индуктивность:  34,988 нГн

Для выходной цепи индуктивность: 123 нГн.

 

Мне не нравится значение выходной индуктивности - считаю, что вышла лажа, и что-то не так в самом принципе расчёта.  Потому что не сходится с типовыми схемами из даташита:

 

1) Согласование  на 900 МГц:

 

2) Согласование на 1,9 ГГц:

 

В чём может быть причина таких больших отличий ?  Как правильно посчитать согласование для 450 МГц?  Вход и выход 50 Ом.

 

[Spialv 0]

19 hours ago, repstosw said:

Мне не нравится значение выходной индуктивности - считаю, что вышла лажа, и что-то не так в самом принципе расчёта.  Потому что не сходится с типовыми схемами из даташита

Расчет у Вас теоретически правильный, а с даташитом он и не должен сходится потому, что там во первых частоты другие, а во вторых согласующие цепи в даташите приводят для реального устройства, а не теоретических расчетов.

 

19 hours ago, repstosw said:

Как правильно посчитать согласование для 450 МГц?

Лучше всего моделировать в САПР, а потом донастраивать на опытном образце

[тау 31]

В 05.04.2023 в 11:01, repstosw сказал:

S22=0,955 angle -16 degree

 

Далее пересчитываю S11 и S22 в  Z11(Zin) и Z22(Zout) по следующим формулам:

 

Z11=R*(1+S11)/(1-S11)

Z22=R*(1+S22)/(1-S22)

Первое: Вы использовали формулы для двухполюсника. Для четырехполюсника  в формуле для Z22 , должны быть использованы все S параметры, включая S12   и S21. Это будет более длинная формула и она Вам может не понравиться из-за обилия расчетов.

В 05.04.2023 в 11:01, repstosw сказал:

Выходит:

Z11 = 59,123 - 98,927 i

Z22 = 58,046 - 346,540 i

даже по вашей формуле получается иное :

Вы же не забыли умножить модуль на косинус и синус 16-ти градусов , так ведь?

В 05.04.2023 в 11:01, repstosw сказал:

Для выходной цепи индуктивность: 123 нГн.

 

Мне не нравится значение выходной индуктивности - считаю, что вышла лажа, и что-то не так в самом принципе расчёта.

Вы получили (не весьма точный ) результат по согласующей индуктивности, которая должна включаться последовательно между выходом и нагрузкой (как например сделано на входе усилителя) , а включение дросселя по схеме включения предполагает его соединение с питанием ( значит-  параллельно включается по схеме применения даташита). Это несколько разные вещи.

 

В 05.04.2023 в 11:01, repstosw сказал:

Как правильно посчитать согласование для 450 МГц?  Вход и выход 50 Ом.

Нравится заниматься расчетами на бумаге? - это с одной стороны хорошо. Но непрактично. Даже в докомпьютерную эпоху энтузиастам этого дела так надоели эти расчеты что они изобрели диаграмму Смита и с её помощью согласовывали то и это.  Можете попробовать и Вы. По ссылке посмотрите на рис 13 и рис 14. Схема похожая на ваш случай. Шаги расписаны. Может и повезет с расчетом.

 

[repstosw 18]

On 4/6/2023 at 8:26 PM, тау said:

Первое: Вы использовали формулы для двухполюсника. Для четырехполюсника  в формуле для Z22 , должны быть использованы все S параметры, включая S12   и S21. Это будет более длинная формула и она Вам может не понравиться из-за обилия расчетов.

Нашёл.  Очень нетривиально:

[soldat_shveyk 3]

А модель этого усилителя в формате *s2p есть? 
Если нет - запаять на тестовую плату, получить s2p-модель на нормальном VNA. C учетом требуемых частот, напряжения питания, выбранного дросселяб etc. 
После загоняем s2p модель в AWR (или другой софт) и конструируем согласующие цепи, добавляем ООС если надо. 
Поискать готовую модель, написать производителю, пошуршать по комьюнити тоже поможет. 

[repstosw 18]

On 6/11/2023 at 3:24 AM, soldat_shveyk said:

А модель этого усилителя в формате *s2p есть? 

Есть.   Использую совместно с Qucs.

 

[soldat_shveyk 3]

7 hours ago, repstosw said:

Есть.   Использую совместно с Qucs.

Замечательно! Попробуйте все же AWR. Там и оптимизатор есть, хорошо помогает подобрать номиналы чтобы руками меньше возиться. 

[Aner 5]

On 6/10/2023 at 8:24 PM, soldat_shveyk said:

А модель этого усилителя в формате *s2p есть? 
Если нет - запаять на тестовую плату, получить s2p-модель на нормальном VNA. C учетом требуемых частот, напряжения питания, выбранного дросселяб etc. 
После загоняем s2p модель в AWR (или другой софт) и конструируем согласующие цепи, добавляем ООС если надо. 
Поискать готовую модель, написать производителю, пошуршать по комьюнити тоже поможет. 

А нормальный VNA это какой?

[khach 40]

32 минуты назад, Aner сказал:

А нормальный VNA это какой?

Который умеет в deembedding чтобы сам убрал плату и пассивку из измерений транзистора, чтобы мог регулировать уровень тестового сигнала и не прегрузил бы обмеряемый усилок по входу, без гармоник в тестовом сигнале. Возможность измерять S22 на горячую приветствуется. Общей посыл- что то по-круче чем nanoVNA.

[Freesom 18]

44 minutes ago, khach said:

Который умеет в deembedding чтобы сам убрал плату и пассивку из измерений транзистора

И что, есть тут хоть один пользователь "нормального" VNA или это краснокнижный вид?

[soldat_shveyk 3]

Гораздо менее краснокнижный чем специалисты способные рассчитать Z/S параметры по формулам :)

[khach 40]

1 час назад, Freesom сказал:

И что, есть тут хоть один пользователь "нормального" VNA или это краснокнижный вид?

R&S ZVA вполне нормальный, но не для всех бюджетный.  Поэтому приходится иногда по-старинке на HP 8753 но для него набор софта и скриптов нужен специфический.  Ну и апнота классическая в приложении.

http://www.hparchive.com/Application_Notes/HP-AN-95-1.pdf

ну и тут немного полезного именно по транзисторам и как меняются S-параметры от режима по постоянке.

https://www.hpmemoryproject.org/an/pdf/an_154.pdf

 

 

[repstosw 18]

6 hours ago, soldat_shveyk said:

Замечательно! Попробуйте все же AWR. Там и оптимизатор есть, хорошо помогает подобрать номиналы чтобы руками меньше возиться. 

Не покупаю софт из-за принципа.

 

[soldat_shveyk 3]

4 hours ago, repstosw said:

Не покупаю софт из-за принципа.

Данное утверждение не отрицает использование платного софта :)