RF ბიუჯეტის ანალიზის მიზანია შეზღუდული გამაძლიერებლის სხვადასხვა ტესტის წერტილების ფართოზოლოვანი სიხშირის რეაგირებისა და RF ენერგიის დონის შემოწმება. ანალიზი უნდა დასრულდეს უარეს შემთხვევაში სამუშაო ტემპერატურის გამოსასწორებლად, მომატების დახრილობისა და RF– ით ფართო ენერგიის დიაპაზონის შესასწორებლად.
ვინ იცის რა არის RF ბიუჯეტის ანალიზი?
შეზღუდვის გამაძლიერებლის ძირითადი განლაგება 40 dB შეზღუდვის დინამიური დიაპაზონით არის ოთხი მოგების ბლოკის გამაძლიერებელი ან LNA– ს კასკადი. იდეალური დიზაინი იყენებს მხოლოდ ერთ ან ორ ერთგულ გამაძლიერებელ მოწყობილობას სხვადასხვა სიხშირეზე დენის ცვალებადობის შესამცირებლად და თერმული / ფერდობზე კომპენსაციის მოთხოვნების შესამცირებლად. დიაგრამა 1 გვიჩვენებს პირველი საწყისი შემზღუდველი გამაძლიერებლების ბლოკ-დიაგრამას ტემპერატურის კორექტირებამდე და დახრის კომპენსაციამდე.
სურათი 1. წინასწარი დიზაინის ბლოკ-დიაგრამა
პირველ რიგში, მცირე სარგებელი მოვიდა, გირჩევთ გამოიყენოთ ტექნიკა, რომ შეავსოთ ინტერნეტის შემზღუდავი გამაძლიერებელი დიზაინის დასრულება:
1. მართეთ შეზღუდვის სიმძლავრის დინამიური დიაპაზონი და აღმოფხვრას RF გადატვირთვის პირობები
2. ტემპერატურის დიაპაზონში შესრულების ოპტიმიზაცია
3. დაბოლოს, შეასწორეთ დენის გაშვება და გაასწორეთ სიგნალის მცირე მომატება
4. შესაძლოა საჭირო გახდეს უკანასკნელი მცირე შესწორება, ანუ მას შემდეგ, რაც სიხშირის გათანაბრების ფუნქცია შეიტანება დიზაინში, გადახედეთ ტემპერატურის კომპენსაციას
დენის ლიმიტი
დიაგრამა 1-ში ნაჩვენები წინასწარი დიზაინის მთავარი პრობლემაა ის, რომ RF შეყვანის სიმძლავრის ზრდასთან ერთად, სავარაუდოდ, RF overdrive მოხდება გამომავალი მოგების ეტაპზე. როდესაც ნებისმიერი მოგების ეტაპის გაჯერებული გამომავალი სიმძლავრე აჭარბებს რიგში მომდევნო გამაძლიერებლის აბსოლუტურ მაქსიმალურ შეყვანას, მოხდება RF overdrive. გარდა ამისა, დიზაინი მიდრეკილია VSWR- თან დაკავშირებული ტალღებისკენ და, სავარაუდოდ, რხევები მოხდება მცირე RF შეფუთვაში მაღალი გაუდაბრმავებული მოგების გამო.
იმისათვის, რომ არ მოხდეს RF გადატვირთვის თავიდან აცილება, VSWR ეფექტების აღმოფხვრა და რყევების რისკი შეამციროთ, მომატების თითოეულ ეტაპს შეუძლია დაემატოს ფიქსირებული დამშლელი ენერგიის შემცირებისა და მომატებისთვის. რხევების აღმოსაფხვრელად შეიძლება ასევე მოითხოვონ RF აბსორბცია RF ყდაზე. საკმარისი შესუსტებაა საჭირო იმისათვის, რომ შეამციროთ თითოეული მოგების მაქსიმალური სიმძლავრე MMIC– ის ნომინალური შეყვანის დონის ქვემოთ. უნდა შეიცავდეს საკმარის დასუსტებას შეყვანის დენის ზედა ზღვრის მოსათავსებლად, ტემპერატურის ცვლილებებისა და მოწყობილობებს შორის განსხვავების მოსაწყობად. ნახაზი 2 გვიჩვენებს, თუ სად არის საჭირო RF attenuator შეზღუდვის გამაძლიერებლის ჯაჭვში.
სურათი 2. RF overdrive კორექციის ბლოკ-დიაგრამა
ADI- ს ფართოზოლოვანი შემზღუდველი გამაძლიერებელი HMC7891 იყენებს ოთხ HMC462 მოგების ეტაპს, რათა ოპერაციული დიაპაზონი მიაღწიოს 10 dBm- ს. აბსოლუტური მაქსიმალური შეყვანის ძალაა 15 dBm. მოგების თითოეულ ეტაპს შეუძლია მოითმინოს მაქსიმალური RF შეყვანა 18 dBm. წინა პარაგრაფში აღწერილი საპროექტო ნაბიჯების შემდეგ, დამატების შემსუბუქებელს დაემატა მოგების ორ ეტაპს შორის, იმის უზრუნველსაყოფად, რომ გამაძლიერებლის შეყვანის დენის მაქსიმალური დონე არ აღემატება 17 დბმ. ნახაზი 3 გვიჩვენებს ენერგიის მაქსიმალურ დონეს მომატების თითოეული ეტაპის შესასვლელში, როდესაც დიზაინს დაემატება ფიქსირებული დამშლელი.
სურათი 3. POUT- სა და სიხშირეს შორის კავშირის სიმულაცია, RF overdrive კორექცია
დიზაინი თერმულად კომპენსირდება ოპერაციული ტემპერატურის დიაპაზონის გასაფართოებლად. გამაძლიერებლის გამოყენების შეზღუდვის ზოგადი თერმული დიაპაზონის მოთხოვნაა -40 ° C- დან + 85 ° C- მდე. გამოცდილების საფუძველზე, მოგების ცვლილების ფორმულა 0.01 dB / ° / დონეზე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოთხი დონის გამაძლიერებლის დიზაინის მოგების ცვლილების შესაფასებლად. მოგება იზრდება ტემპერატურის შემცირებისთანავე და პირიქით. გარემოს მომატების საბაზისო ხაზის გამოყენებით, მთლიანი მოგება, სავარაუდოდ, შემცირდება 2.4 დბ – ით 85 ° C– ზე და გაიზრდება 2.6 dB– –40 ° C ტემპერატურაზე.
დიზაინის თერმული კომპენსაციისთვის შესაძლებელია კომერციულად ხელმისაწვდომი Thermopad® ტემპერატურის ცვლადი დამშლელის ჩასმა ფიქსირებული დამშლელის შესაცვლელად. დიაგრამა 4 გვიჩვენებს კომერციულად ხელმისაწვდომი ფართოზოლოვანი თერმოპადის დამშლელის ტესტის შედეგებს. თერმოპადის ტესტის მონაცემებისა და მოგების სავარაუდო ცვლილებების საფუძველზე აშკარაა, რომ საჭიროა ორი თერმოპადის დამშლელი, რათა თერმული კომპენსაცია გაუწიონ ოთხსაფეხურიან შემზღუდველ გამაძლიერებელ დიზაინს.
სურათი 4. თერმოპადის დაკარგვა ტემპერატურაზე
იმის გადაწყვეტა, თუ სად უნდა ჩადოთ Thermopad მნიშვნელოვანი გადაწყვეტილებაა. იმის გამო, რომ თერმოპადის დამშლელის დანაკარგი გაიზრდება, განსაკუთრებით დაბალი ტემპერატურის პირობებში, კარგი პრაქტიკაა, რომ თავიდან იქნას აცილებული კომპონენტების დამატება RF ჯაჭვის გამომავალ ბოლოსთან, მაღალი დონის გამომუშავების დენის დონის შესანარჩუნებლად. Thermopad– ის იდეალური ადგილმდებარეობაა გამაძლიერებლის პირველ სამ ეტაპს შორის, რაც არის სურათი, რომელიც ხაზგასმულია ნახაზზე 5.
სურათი 5. თერმული კომპენსაციის ბლოკ-დიაგრამა
ADI– ს თერმული კომპენსაციის HMC7891 მცირე სიგნალის მუშაობის სიმულაციური შედეგი ნაჩვენებია ნახაზზე 6. სიხშირის გათანაბრებამდე, მოგების ცვლილება მცირდება მაქსიმუმ 2.5 dB– მდე. ეს არის საჭირო დიაპაზონში d 1.5 dB მოგების ცვლილება.
გრაფიკი 6. HMC7891 იმიტირებულია მცირე სიგნალის მომატება ტემპერატურაზე
სიხშირის გათანაბრება
ეს ანაზღაურებს ბუნებრივი მოგების გაშვებას უმეტეს ფართოზოლოვანი გამაძლიერებლებში. აქ არის გამათანაბრებელი მრავალფეროვანი დიზაინი, მათ შორის პასიური GaAs MMIC ჩიპები. პასიური MMIC გამათანაბრებლები მცირე ზომის არიან და არ აქვთ DC და კონტროლის სიგნალის მოთხოვნები, ამიტომ ისინი ძალიან შესაფერისია გამაძლიერებლის დიზაინის შეზღუდვისთვის. საჭირო სიხშირეების გამათანაბრებელი რიცხვი დამოკიდებულია შეზღუდული გამაძლიერებლის კომპენსაციის მომატების დახრილობაზე და შერჩეული გამათანაბრებელი რეაქციაზე. დიზაინის რეკომენდაციაა ოდნავ ზედმეტად კომპენსაცია სიხშირეზე რეაგირების გადაცემის ხაზის დაკარგვაზე და შემაერთებლის დაკარგვაზე, ასევე პაკეტის პარაზიტებზე, რომლებსაც აქვთ უფრო დიდი გავლენა მაღალ სიხშირეებზე მოგებაზე. დიაგრამა 7 გვიჩვენებს ADI GaA- ს მორგებული სიხშირის გამათანაბრებელი ტესტის შედეგებს.
სურათი 7. გაზომილი სიხშირის გამათანაბრებელი დანაკარგი
ADI- ს HMC7891 შემზღუდველი გამაძლიერებელი მოითხოვს სამ სიხშირის გამათანაბრებელ საშუალებას თერმულად კომპენსირებული მცირე სიგნალის რეაქციის გამოსასწორებლად. სურათი 8 გვიჩვენებს HMC7891– ის სიმულაციის შედეგებს თერმული კომპენსაციისა და სიხშირის გათანაბრების შემდეგ. იმის გადაწყვეტა, თუ სად უნდა ჩადოთ გამათანაბრებელი საშუალება, წარმატებული დიზაინისთვის კრიტიკულია. გამათანაბრებელი დამატების დაწყებამდე გახსოვდეთ, რომ იდეალური შემზღუდველი გამაძლიერებელი თანაბრად უნდა განაწილდეს გამაძლიერებლის მაქსიმალური შეკუმშვა მომატების ყველა ეტაპზე, რათა თავიდან იქნას აცილებული ზედმეტი გაჯერება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, უარეს შემთხვევაში, თითოეული MMIC თანაბრად უნდა შეკუმშოს.
სურათი 8. HMC7891 სიმულაციური სიხშირის გათანაბრება მცირე სიგნალის მომატება ტემპერატურაზე
დიაგრამა 5-ში ნაჩვენები დიზაინის მიმდინარე ეტაპზე მოწყობილობის შესასვლელში შეიძლება დაემატოს გამათბობელი, რომელიც სერიულად არის დაკავშირებული თერმოპადის დამშლელთან, და შეცვალოს ფიქსირებული დამშლელი მოწყობილობა გამომავალზე. Რატომ გააკეთე ეს? ოთხი მიზეზი
1. შემზღუდავი გამაძლიერებლის შეყვანისას ექვალაიზერის დამატება შეამცირებს პირველი მოგების ეტაპის სიმძლავრეს. ამიტომ, 1 დონის შეკუმშვა მცირდება. მოგების ეტაპის შეკუმშვის შემცირება ექვივალენტურია დინამიური დიაპაზონის შეზღუდვისთვის. გარდა ამისა, გამათანაბრებელი დარბაზის შერბილების გამო, შეზღუდვის დინამიური დიაპაზონი იფანტება სიხშირის დიაპაზონში. რაც უფრო დაბალია სიხშირე, მით უფრო მცირდება დინამიური დიაპაზონი. შემცირებული შეზღუდვის დინამიური დიაპაზონის კომპენსაციისთვის, RF შესვლის ძალა უნდა გაიზარდოს. ამასთან, გამათანაბრებლის დახრილობის გამო, შეყვანის დენის არათანაბარი ზრდა გაზრდის გამაძლიერებლის მომატების ეტაპის გადატვირთვის რისკს. შესაძლებელია ეკვალაიზატორის დამატება მოწყობილობის შეყვანაში, მაგრამ ეს არ არის იდეალური ადგილმდებარეობა.
2. Thermopad– თან სერიულად მიბმული ეკვალაიზერის დამატება შეამცირებს შემდგომი გამაძლიერებლების შეკუმშვას. ეს გამოიწვევს გამაძლიერებლის კომპრესიის არათანაბარ განაწილებას მოგების ეტაპებს შორის, ამცირებს მთლიანი შეზღუდვის დინამიკურ დიაპაზონს. არ არის რეკომენდებული გამათანაბრებელი პარალელურად მიერთება Thermopad- ის დამშლელთან.
3. ერთი ან მეტი გამათანაბრებელი საშუალების გამოყენება ფიქსირებული დამშლელის ნაცვლად, მხოლოდ შეცვლის გამომავალი ეტაპის გამაძლიერებლის შეკუმშვის დონეს. ამ ვარიაციის შესამცირებლად და RF გადატვირთვის თავიდან ასაცილებლად, გამათანაბრებელი დანაკარგი უნდა უდრიდეს სისტემაში ამოღებულ ფიქსირებულ შესუსტების მნიშვნელობას. გარდა ამისა, როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, მომატების ეტაპის დაწყებამდე გამათანაბრებელი საშუალების დამატება გამოიწვევს შეზღუდვის დინამიური დიაპაზონისა და სიხშირის დისპერსიას. ამ ეფექტის შესამცირებლად შეცვალეთ რაც შეიძლება ნაკლები გამათანაბრებელი საშუალება.
4. ექვალაიზერი შეიძლება დაემატოს მოწყობილობის გამომუშავებას. გამოყვანის გათანაბრება შეამცირებს გამომავალ ენერგიას, მაგრამ არ გამოიწვევს შეზღუდვის დინამიური დიაპაზონის დისპერსიას. გამოყვანის გათანაბრება წარმოებს ოდნავ პოზიტიური გამომავალი ენერგიის დახრილობით, მაგრამ ეს დახრა კომპენსირდება მაღალი სიხშირის შეფუთვით და შემაერთებლის დანაკარგებით.
დასრულებული ოთხსაფეხურიანი შემზღუდველი გამაძლიერებლის განლაგება ნაჩვენებია ნახაზზე 9.
სურათი 9. სიხშირის გათანაბრების ბლოკ-დიაგრამა
დიაგრამა 10 გვიჩვენებს ADI HMC7891– ის გამომავალი ენერგიის და ტემპერატურის სიმულაციის შედეგებს. საბოლოო დიზაინმა მიაღწია შეზღუდვის დინამიკურ დიაპაზონს 40 dB. ყველა საოპერაციო პირობებში, იმიტირებული უარესი სიმძლავრის გამომუშავების დენის ცვლილება იყო 3 დბ.
დიაგრამა 10. ურთიერთობა HMC7891– ის იმიტირებულ PSAT– სა და სიხშირეს შორის ტემპერატურის დიაპაზონში
ჩვენი სხვა პროდუქტი:
