Site Loader

Высокочастотные усилители с обратной связью

Усилители с обратной связью (feedback amplifiers) используются для усиления ВЧ сигналов, когда требуется широкая полоса, контролируемое усиление, а также стабильный входной и выходной импеданс схемы. Такие усилители хорошо описаны в «Experimental Methods in RF Design» и активно используются на протяжении всей книги. Давайте разберемся, как их рассчитывать, а также какими свойствами, помимо уже названных, они обладают.

К прочим плюсам относится высокая стабильность при работе в каскаде из нескольких усилителей. Главных недостатка у усилителей с обратной связью два. Во-первых, они «прозрачны» в том смысле, что входной импеданс зависит от импеданса нагрузки, а выходной импеданс зависит от импеданса источника сигнала. Во-вторых, их коэффициент шума (noise figure) выше по сравнению с усилителями без обратной связи.

Усилители с обратной связью — это класс усилителей, а не конкретная схема. «Experimental Methods in RF Design» суммарно приводит с десяток возможных схем.

Мы сосредоточимся лишь на одной, наиболее универсальной и часто используемой в книге:

Модель для LTspice можно скачать здесь.

Перед нами усилитель класса А. Усилитель рассчитывается так, чтобы его выходной импеданс был около 200 Ом. Затем этот импеданс приводится к 50 Ом с помощью трансформатора 4:1. Это позволяет добиться хорошего усиления при небольших токах. Минусом схемы является тот факт, что трансформатор ограничивает полосу усилителя. Если требуется усилитель на частоты 1.8-29.7 МГц, то это не будет проблемой. Но аналогичная схема с выходным импедансом 50 Ом позволяет делать усилители, работающие на частотах до нескольких ГГц.

Большинство резисторов в схеме задают напряжения и токи смещения. Исключением являются R4 и R7. От их выбора зависит входной и выходной импеданс схемы, а также усиление. Рассмотрим результаты моделирования:

Q1 = 2N3904, Rs = 50 Ohm, Rl = 200 Ohm, Ie = 20 mA

R4 [Ohm]   R7 [Ohm]   Gain @ 14 MHz [dB]
       6       1300                 21. 1
       8       1100                 19.5
       9       1000                 18.7
      10        910                 17.9
      11        820                 17.0
      12        750                 16.3
      13        680                 15.5
      15        620                 14.5

      16        560                 13.8
      18        510                 12.8
      20        470                 12.0
      22        430                 11.1
      24        390                 10.2
      27        360                  9.3
      30        330                  8.4
      33        300                  7.4
      36        270                  6.4
      39        240                  5.2
      43        220                  4.3
      47        200                  3.2
      51        180                  2.0

Для хорошего согласования импеданса должно выполняться условие:

(R4 + 0. 026/Ie)*R7 ≈ Rs*Rl

Здесь Rs и Rl — импеданс источника и нагрузки, в нашем случае 50 Ом и 200 Ом. Ie — это ток эмиттера. Он выбирается в зависимости от использованного транзистора и того, что мы хотим получить. При определенном Ie транзистор может иметь минимальный коэффициент шума или максимальный fT.

Подробности нужно смотреть в даташите на конкретный транзистор или искать экспериментально. Выбранные здесь 20 мА являются неплохим значением для 2N3904. Усиление вычисляется по достаточно сложной формуле. Узнать его проще всего при помощи LTspice. В таблице выше приведено усиление на 14 МГц в зависимости от R4 и R7 без учета потерь на трансформаторе. В реальности значения из правой колонки будут на ~10% ниже.

Входной импеданс усилителя может быть определен, как отношение напряжения RMS к току RMS на входе. Это в предположении, что ток и напряжение находятся в фазе, иначе импеданс имеет реактивную составляющую. Для приведенной выше схемы на 14 МГц имеем:

>>> from math import sqrt
>>> Vrms = 0. 131/sqrt(2)
>>> Irms = 0.0035/sqrt(2)
>>> Vrms/Irms
37.42857142857142

Выходной импеданс можно определить, нагрузив усилитель на R1, а затем на R2, измерив при этом амплитуду выходного сигнала V1 и V2:

>>> R1 = 75
>>> V1 = 0.492
>>> R2 = 50
>>> V2 = 0.400
>>> Z = (R1 — R1*(V1/V2)) / (V1/V2 — R1/R2)
>>> Z
63.888888888888886

Здесь использована модель с директивой K1 L1 L2 0.97, то есть, уже учитывающая потери на трансформаторе. Методом подгона было определено, что при коэффициенте 0.97 модель очень похожа на реальный усилитель.

К слову о реальном усилителе, у меня он вышел таким:

Здесь R4 = 6.2 Ом, R7 = 1200 Ом, как на схеме. Из имевшихся в наличии резисторов это были ближайшие значения к расчетным 6 Ом и 1300 Ом, как в табличке.

Возвратные потери на частотах 1.8-27.9 МГц оказались 16 дБ или больше, что соответствует КСВ < 1. 4. Отключение эквивалента нагрузки от усилителя портит КСВ, что подтверждает его прозрачность. Выходной импеданс был измерен при помощи двух нагрузок, как описано выше, и на 14 МГц составил 68 Ом.

Домашнее задание: Определить входной и выходной импеданс двух усилителей из статьи Простой CW-передатчик на диапазон 40 метров. Повторите для модели из этой статьи и сравните результаты. Каков ваш вывод?

АЧХ усилителя получилась следующей:

Насколько хорош данный результат определяется решаемой задачей. Если требуется получить менее наклонную АЧХ, необходимо использовать транзистор с большим f

T и/или схему без трансформатора с выходным сопротивлением 50 Ом. Измеренное потребление тока усилителем составило 22 мА. Изоляция портов обесточенного усилителя — 15+ дБ на частотах до 30 МГц как при прямом, так и при обратном включении. Изоляция запитанного усилителя при обратном включении составила 22+ дБ.

В качестве дополнительных материалов для самостоятельного изучения рекомендую следующие статьи, написанные Wes Hayward, W7ZOI:

  • The Feedback Amplifier with a Simple Model [PDF];
  • Transistor Models and the Feedback Amplifier [PDF];

Схема может быть применена в трансивере, как усилитель сигнала в приемном тракте или в первых ступенях усилителя предающего тракта. За счет хорошей изоляции схема пригодна, как буфер на выходе диодного кольцевого смесителя. В связи с прозрачностью усилителя в таком сценарии на его выходе ставится аттенюатор 6 дБ. Это создает видимость нагрузки 50 Ом, даже когда она такой не является, как в случае с фильтром вне его полосы пропускания. Вместе с самодельным генератором шума усилитель можно использовать для измерения АЧХ фильтров.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать посты Двунаправленный ВЧ усилитель на транзисторах 2N3904, Измеряем параметры усилителей с помощью анализатора спектра и генератора сигналов и Схема ВЧ усилителя управляемого напряжением.

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.

SMSL DA-9 Bluetooth 5.0 NJW1194 Hi-Res Аудио Высокомарочная мощность Ampli

Особенности:
Сбалансированная конструкция, от входа до выхода динамика, обе системы сбалансированы, что значительно снижает искажения, вызванные передачей сигнала.

Точная оболочка из алюминиевого сплава с ЧПУ, внешняя отделка анодирована и скошена, чтобы придать деликатную гладкую поверхность и надежную прочность.

Новый прием Bluetooth 5.0, большая дальность передачи. Поддержка APT-X, лучшее качество звука.

Встроенный SMSL SDB запатентованный звук и функция регулировки высоких частот басов.

NjRC электронный чип управления громкостью NJW1194 от Японии точный контроль громкости и низкий уровень искажений.

2x Немецкий чип усилителя мощности класса D компании Infineon с новой технологией, класс D, более высокое качество, эффективность до 92%, ещё более низкое энергопотребление.

Коммутационный трансформатор питания с большой рамой и низкой утечкой. Больший магнитный поток намного лучше, чем динамические характеристики адаптера питания.

Двухуровневая фильтрация входной мощности Принося свой собственный процесс очистки блока питания для тщательной фильтрации сети.

Вмешательство.

Спецификация:
Входы: XLR. RCA. BT
THD+N: 0.003%
SNR: 111 дБ
Разделение каналов: 96 дБ
Входная чувствительность/входной импеданс: 250mV/47k0
Выходная мощность: 150 Втx2(2Ω) / 90 Втx2(4Ω) / 50 Втx2(8Ω)
Потребляемая мощность: 40 Вт (нормальная громкость)
Мощность в режиме ожидания: 0,5 Вт
Размеры: 187.5X154X40mm (WxHxD)
Вес: 0.96 кг
Вес (с пакетом): 1,45 кг 

Отгрузочные сборы

Worldwide Free Shipping on SHENZHENAUDIO, Please allow 1-3 business days for conduct Quality Control in order to ensure the products quality.

If a customer would like the order reshipped, they’ll be charged a reshipment fee. Customers may also be subject to a restocking fee of up to 20 percent of the product cost.



Каких курьеров использовать?

Учитывая количество судоходных партнеров, с которыми мы работаем, и обширную зону покрытия, которую мы обслуживаем, вероятнее всего, есть регионы с гораздо более длительным транзитным периодом, чем другие. Если у вас есть какие-либо отзывы, предложения или проблемы с курьером вашего груза, пожалуйста, не стесняйтесь, отправьте билет в службу поддержки через кнопку «Свяжитесь с нами», расположенную ниже.

Нашей целью является предоставить нашим клиентам лучший опыт доставки по разумной цене. Поэтому мы постоянно ведем переговоры с существующими партнерами по доставке по более низким тарифам и активно тестируем новых курьеров на предмет потенциальных возможностей.



PO коробки или APO/FPO

Возможность отправки в абонентские почтовые ящики или по адресу APO/FPO зависит от веса предмета. Если предмет весит более 9 фунтов, мы не сможем отправить по этим адресам из-за наших текущих курьерских соглашений.

Чтобы определить, подходит ли ваш заказ для отправки к PO коробкам или APO/FPO адресу, пожалуйста, свяжитесь с SHENZHENAUDIO Support.



Предполагаемое время доставки

Для клиентов в континентальных Соединенных Штатах:
от 5 до 14 рабочих дней с даты отгрузки

Для клиентов на Гавайях и в Пуэрто-Рико:
2-4 недели со дня отгрузки
Международные клиенты могут рассчитывать на более длительное время доставки, в зависимости от страны, в которой они живут:

Канада: от 1 до 3 недель с даты отправки
Австралия, Новая Зеландия, Германия, Франция и Великобритания: от 2 до 4 недель со дня отгрузки
Другие страны, не перечисленные выше: от 3 до 6 недель со дня отгрузки

Пожалуйста, имейте в виду, что это приблизительные оценки, и отправки могут быть задержаны из-за непредвиденных обстоятельств, таких как почтовые забастовки или суровые погодные условия.

Если по каким-либо причинам вы не получили заказ в указанные выше сроки и подозреваете, что он может быть утерян при транспортировке, пожалуйста, предоставьте билет поддержки с вашей страницы транзакций, и мы сможем просмотреть заказ с курьером. Запросы, связанные с потерей в пути, должны быть поданы по адресу SHENZHENAUDIO Поддержка в течение 4 месяцев с даты отгрузки или до курьера архивирует информацию отслеживания.



Простая 30-дневная политика возврата

Если по какой-либо причине Вы недовольны своей покупкой, Вы можете вернуть ее в SHENZHENAUDIO в течение 30 дней с даты получения, в соответствии с условиями и исключениями, приведенными ниже.



Условия соответствия

Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями ниже. Если все условия не будут выполнены, SHENZHENAUDIO оставляет за собой право отказать в возврате. Все возвращаемые изделия должны быть в новом состоянии, в оригинальной неизмененной коробке (включая неповрежденный UPC-код) и должны включать в себя все упаковочные материалы, пустые гарантийные талоны, руководства и аксессуары. SHENZHENAUDIO может вернуть только первоначальную покупную цену. Плата за доставку и обработку не подлежит возврату.



Дефектные или поврежденные предметы

Дефектные предметы могут быть отремонтированы, заменены или возвращены по нашему усмотрению на ту же модель или эквивалентную ей модель производителя.



Обмены

В зависимости от того, где вы живете, время, которое может потребоваться для того, чтобы продукт, которым вы обменялись, попал к вам, может варьироваться. Пожалуйста, оставьте 3-5 рабочих дней на обработку почтового обмена.



Возвраты и кредиты

Как только мы получим и осмотрим Вашу вещь (вещи), мы зачислим на Ваш счет. Пожалуйста, позвольте 5-7 дням, чтобы кредит появился на Вашем счету. В большинстве случаев, мы вернем вам деньги таким же образом, как вы сделали первоначальную покупку. Пожалуйста, обратите внимание: мы можем вернуть только первоначальную цену покупки. Плата за доставку и обработку не подлежит возврату.

Вы будете нести ответственность за оплату собственных расходов по доставке для возврата вашего товара. Стоимость доставки не возмещается. Если вы получите возмещение, стоимость обратной доставки будет вычтена из суммы возмещения.



Доставка

To return your product, you should mail your product to: 4F 405, Building F, No.2 Shangxue Science and Technology North, Bantian Street, Longgang Dist, ShenZhen, 518129 Guangdong, China

Если вы все это сделали и до сих пор не получили возмещения, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу [email protected].

TGA2238 — Qorvo

Qorvo TGA2238 представляет собой высокомощный MMIC-усилитель, изготовленный по технологии Qorvo 0,25 мкм GaN на SiC. TGA2238 работает в диапазоне частот от 8 до 11 ГГц и обеспечивает превосходное сочетание мощности, коэффициента усиления и эффективности, достигая насыщенной выходной мощности более 60 Вт при большом усилении сигнала 25 дБ и КПД более 42% по добавленной мощности.

Эта превосходная производительность дает разработчикам систем гибкость для повышения производительности системы при одновременном уменьшении размера и стоимости.

TGA2238 соответствует сопротивлению 50 Ом со встроенными блокировочными конденсаторами по постоянному току на ВЧ-портах, что упрощает системную интеграцию. Он идеально подходит для военных и коммерческих радарных систем x-диапазона.

Не содержит свинца и соответствует требованиям RoHS.

Оценочные платы доступны по запросу.

Типичные области применения
    • Радар X-диапазона
    • Подавитель сигналов РЭБ
    • Повторители / Бустеры / DAS
Категории продуктов
  • Продукты> Усилители> Усилители высокой частоты (> 6 ГГц)
  • Продукты> Усилители> Усилители мощности (> 3 Вт)
Категории приложений
  • Приложения> Оборона и аэрокосмическая промышленность> Коммуникации
  • Приложения> Оборона и аэрокосмическая промышленность> Электронная война
  • Приложения> Оборона и аэрокосмическая промышленность> Радар

8
11
60
31
42
28
650
Штамп
5,49 х 7,0 х 0,1

Да
Да
Да
3A001. B.2.B

Технический паспорт продукта
Ред. D – 08/2021
Примечание по применению: Руководство по проектированию схемы смещения GaN
Примечание по применению: оценка температуры, теплового сопротивления и надежности канала GaN-устройства
Импульсный режим усилителя мощности GaN — передовой опыт
Ред. А – 06/2022
Файлы компоновки печатной платы Gerber

S-параметры (25–28 В при 650 мА)
Обучающее видео Qorvo®: понимание термического анализа GaN
Информационный документ: Сборка GaAs и GaN-кристаллов и процедуры обращения с ними

Связанные ресурсы

Объявления о новых продуктах

Защита от потери мощности PMIC, регулируемые эквалайзеры и усилители для корпоративных систем хранения данных и кабельного телевидения

28 мая 2020 г.

Этот продукт отображается на следующих блок-схемах приложений:

  • Applications > Defense & Aerospace > Electronic Warfare > EW Signal Jammer

    Подавитель сигналов РЭБ
  • Applications > Defense & Aerospace > Radar > X Band Radar

    Радар X-диапазона
  • Приложения > Сетевая инфраструктура > Беспроводная инфраструктура > Повторители / Бустеры / DAS

    Повторители / Бустеры / DAS

TGA2533-SM — Qorvo

Qorvo TGA2533-SM — это корпусный усилитель мощности Ku-диапазона. TGA2533-SM работает в диапазоне частот от 12,5 до 15,5 ГГц и разработан с использованием производственного процесса Qorvo power pHEMT. TGA2533-SM обычно обеспечивает 43 дБм TOI при 20 дБм Pout/Tone, 33 дБм выходной мощности при сжатии усиления 1 дБ, а усиление слабого сигнала составляет 27 дБ.

TGA2533-SM доступен в недорогом корпусе QFN с 24 выводами 5×5 для поверхностного монтажа и идеально подходит для радиосвязи «точка-точка» и наземного терминала VSAT Ku-диапазона. Не содержит свинца и соответствует требованиям RoHS. Оценочные платы доступны по запросу.

Типичные области применения
    • VSAT Ku-диапазона
    • Двухточечная радиосвязь
Категории товаров
  • Продукты> Усилители> Усилители высокой частоты (> 6 ГГц)
Категории применения
  • Приложения> Оборона и аэрокосмическая промышленность> Коммуникации
  • Приложения> Сетевая инфраструктура> Двухточечное радио
  • Приложения> Сетевая инфраструктура> Спутниковая связь

12,5
15,5
2,5
27
6
1 300
QFN
5,0 х 5,0 х 0,85

Да
Да
Да
EAR99

Технический паспорт продукта
Ред. G – 22.02.2016
Ведомость материалов — TGA2533-SM_EVB
Файлы компоновки печатной платы Gerber

S-параметры (6 В при 1300 мА)

Связанные ресурсы

Объявления о новых продуктах

Защита от потери мощности PMIC, регулируемые эквалайзеры и усилители для корпоративных систем хранения данных и кабельного телевидения

28 мая 2020 г.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *