Madhumuni ya uchambuzi wa bajeti ya RF ni kuangalia mwitikio wa masafa ya broadband na kiwango cha nguvu cha RF cha alama tofauti za jaribio katika kipaza sauti cha kupunguza. Uchambuzi lazima ukamilishwe kusahihisha hali mbaya ya joto, uteremko wa faida, na anuwai ya nguvu ya pembejeo ya RF.
Kwa hivyo, ni nani anayejua uchambuzi wa bajeti ya RF ni nini?
Mpangilio wa kimsingi wa kipunguzaji cha kupunguza na 40 dB inayopunguza anuwai anuwai ni mpasuko wa viboreshaji vinne vya kuzuia au LNA. Ubunifu bora hutumia vifaa vya amplifier moja tu au mbili kujitolea kupunguza utofauti wa nguvu katika masafa tofauti na kupunguza mahitaji ya fidia ya joto / mteremko. Kielelezo 1 kinaonyesha mchoro wa vizuizi vya kwanza vya upeo wa kwanza kabla ya marekebisho ya joto na fidia ya mteremko.
Kielelezo 1. Mchoro wa kuzuia muundo wa awali
Kwanza pata faida ndogo, pendekeza mbinu ya kukamilisha muundo wa kipaza sauti cha upanaji wa broadband:
1. Dhibiti kiwango cha nguvu kinachopunguza nguvu na uondoe hali za uendeshaji wa RF
2. Boresha utendaji ndani ya kiwango cha joto
3. Mwishowe, sahihisha kuzima kwa nguvu na ubadilishe faida ndogo ya ishara
4. Marekebisho madogo ya mwisho yanaweza kuhitajika, ambayo ni, baada ya kazi ya usawazishaji wa masafa kuingizwa katika muundo, fikiria fidia ya joto
Kikomo cha nguvu
Shida kuu na muundo wa awali ulioonyeshwa kwenye Mchoro 1 ni kwamba wakati nguvu ya kuingiza ya RF inapoongezeka, overdrive ya RF inaweza kutokea katika hatua ya faida. Wakati nguvu iliyojaa ya pato la hatua yoyote ya faida inazidi pembejeo kamili ya amplifier inayofuata kwenye foleni, overdrive ya RF itatokea. Kwa kuongeza, muundo huo unakabiliwa na viboko vinavyohusiana na VSWR, na kusisimua kunaweza kutokea kwa sababu ya faida kubwa isiyo na bomba kwenye kifurushi kidogo cha RF.
Ili kuzuia overdrive ya RF, kuondoa athari za VSWR na kupunguza hatari ya oscillation, kiboreshaji cha kudumu kinaweza kuongezwa kati ya kila hatua ya faida ili kupunguza nguvu na faida. Kitoweo cha RF pia kinaweza kuhitajika kwenye kifuniko cha RF ili kuondoa visasisho. Upunguzaji wa kutosha unahitajika ili kupunguza nguvu kubwa ya kuingiza kila hatua ya faida chini ya kiwango cha nguvu cha pembejeo cha MMIC. Upunguzaji wa kutosha lazima ujumuishwe kubeba margin ya juu ya nguvu ya kuingiza, ili kubeba mabadiliko ya joto na tofauti kati ya vifaa. Kielelezo 2 kinaonyesha mahali kipapishaji cha RF kinahitajika katika mnyororo wa kipaza sauti.
Kielelezo 2. Mchoro wa kuzuia overdrive RF
Kiboreshaji cha upeo wa upana wa ADI HMC7891 hutumia hatua nne za kupata HMC462 ili kuruhusu anuwai ya kufanya kazi kufikia dBm 10. Nguvu ya kuingiza kabisa ni 15 dBm. Kila hatua ya faida inaweza kuvumilia pembejeo kubwa ya RF ya 18 dBm. Kufuatia hatua za muundo zilizoainishwa katika aya iliyotangulia, kiboreshaji kimeongezwa kati ya hatua mbili za faida ili kuhakikisha kuwa kiwango cha nguvu cha kuingiza kipaza sauti hakizidi 17 dBm. Kielelezo 3 kinaonyesha kiwango cha juu cha nguvu kwenye pembejeo ya kila hatua ya faida wakati kiboreshaji cha kudumu kimeongezwa kwenye muundo.
Kielelezo 3. Uigaji wa uhusiano kati ya POUT na frequency, usahihishaji wa RF kupita kiasi
Ubunifu hulipwa kwa joto ili kupanua kiwango cha joto cha kufanya kazi. Mahitaji ya jumla ya mafuta ya kupunguza matumizi ya amplifier ni -40 ° C hadi + 85 ° C. Kulingana na uzoefu, fomula ya mabadiliko ya faida ya 0.01 dB / ° / kiwango inaweza kutumika kukadiria mabadiliko ya faida ya muundo wa kiwango cha amplifier. Faida huongezeka kadiri joto hupungua, na kinyume chake. Kutumia faida iliyoko kama msingi, jumla ya faida inatarajiwa kupungua kwa 2.4 dB ifikapo 85 ° C na kuongezeka kwa 2.6 dB ifikapo -40 ° C.
Ili kulipa fidia kwa njia ya joto, kipenyo cha joto kinachopatikana kibiashara cha Thermopad ® kinaweza kuingizwa kuchukua nafasi ya kiboreshaji kilichowekwa. Kielelezo 4 kinaonyesha matokeo ya mtihani wa kipenyo cha kupatikana kwa njia pana ya Thermopad. Kulingana na data ya jaribio la Thermopad na mabadiliko ya makadirio ya faida, ni dhahiri kwamba vizuizi viwili vya Thermopad vinahitajika kufidia kwa kiwango cha juu muundo wa kiboreshaji cha hatua nne.
Picha 4. Upotezaji wa Thermopad juu ya joto
Kuamua mahali pa kuingiza Thermopad ni uamuzi muhimu. Kwa sababu upotezaji wa kipima joto cha Thermopad utaongezeka, haswa katika hali ya joto la chini, ni tabia nzuri kuzuia kuongeza vifaa karibu na mwisho wa pato la mnyororo wa RF ili kudumisha kiwango cha nguvu cha pato la juu. Mahali pazuri pa Thermopad ni kati ya hatua tatu za kwanza za kukuza, ambayo ni eneo lililoangaziwa kwenye Mchoro 5.
Kielelezo 5. Mchoro wa kuzuia fidia ya joto
Matokeo ya kuiga ya fidia ya mafuta ya ADI HMC7891 utendaji mdogo wa ishara umeonyeshwa kwenye Mchoro 6. Kabla ya usawazishaji wa masafa, mabadiliko ya faida hupunguzwa hadi kiwango cha juu cha 2.5 dB. Hii ni ndani ya anuwai inayohitajika ya ± 1.5 dB kupata mabadiliko.
Kielelezo 6. HMC7891 ilifananisha faida ndogo ya ishara juu ya joto
Usawazishaji wa mzunguko
Hii hulipa fidia kwa kuzorota kwa faida ya asili katika viboreshaji vingi vya broadband. Kuna miundo anuwai ya kusawazisha, pamoja na vidonge vya GaAs MMIC tu. Usawazishaji wa MMIC wa kupita ni ndogo kwa saizi na hauna DC na mahitaji ya ishara ya kudhibiti, kwa hivyo zinafaa sana kwa kupunguza muundo wa kipaza sauti. Idadi ya kusawazisha masafa inahitajika inategemea mteremko wa faida usiolipwa wa kipaza sauti na majibu ya kusawazisha iliyochaguliwa. Mapendekezo ya muundo ni kuzidisha kidogo majibu ya masafa kukomesha upotezaji wa laini ya usambazaji na upotezaji wa kontakt, na vile vile vimelea vya vifurushi ambavyo vina athari kubwa kwa faida kwenye masafa ya juu. Kielelezo 7 kinaonyesha matokeo ya mtihani wa kusawazisha kawaida ya masafa ya ADI GaAs.
Kielelezo 7. Upimaji wa kusawazisha upimaji wa masafa
Kiboreshaji cha kupunguza HMC7891 cha ADI inahitaji vilinganisho vya masafa matatu ili kurekebisha majibu ya ishara ndogo inayolipwa kwa joto. Kielelezo 8 kinaonyesha matokeo ya kuiga ya HMC7891 baada ya fidia ya joto na usawazishaji wa masafa. Kuamua mahali pa kuingiza kusawazisha ni muhimu kwa muundo uliofanikiwa. Kabla ya kuongeza viboreshaji vyovyote, kumbuka kuwa kiboreshaji bora kinachopunguza inapaswa kusambaza sawasawa ukandamizaji wa kiwango cha juu kati ya hatua zote za faida ili kuepuka kueneza kupita kiasi. Kwa maneno mengine, katika hali mbaya zaidi, kila MMIC inapaswa kubana sawa.
Kielelezo 8. HMC7891 masimulizi ya masimulizi kusawazisha faida ndogo ya ishara juu ya joto
Katika hatua ya sasa ya muundo iliyoonyeshwa kwenye Kielelezo 5, kusawazisha iliyounganishwa kwa safu na kipima joto cha Thermopad inaweza kuongezwa kwenye pembejeo la kifaa kuchukua nafasi ya kiambatisho kilichowekwa kwenye pato la kifaa. Kwa nini ulifanya hivi? Sababu nne
1. Kuongeza kusawazisha kwa pembejeo ya kiboreshaji cha kupunguza itapunguza nguvu ya hatua ya kwanza ya faida. Kwa hivyo, ukandamizaji wa kiwango cha 1 umepunguzwa. Kupunguzwa kwa ukandamizaji wa hatua ya faida ni sawa na upunguzaji wa anuwai ya nguvu. Kwa kuongezea, kwa sababu ya mteremko wa kupunguza usawa, kiwango cha nguvu kinachopunguza hutawanywa katika masafa. Mzunguko wa chini, zaidi anuwai ya nguvu imepunguzwa. Ili kulipa fidia kwa upeo wa nguvu inayopunguzwa, nguvu ya kuingiza ya RF lazima iongezwe. Walakini, kwa sababu ya mteremko wa kusawazisha, kuongezeka kwa usawa kwa nguvu ya pembejeo kutaongeza hatari ya kuzidiwa kwa kiwango cha faida ya amplifier. Inawezekana kuongeza kusawazisha kwenye pembejeo ya kifaa, lakini hii sio mahali pazuri.
2. Kuongeza kusawazisha iliyounganishwa katika safu na Thermopad itapunguza ukandamizaji wa viboreshaji vifuatavyo. Hii itasababisha usambazaji wa usawa wa compression ya amplifier kati ya hatua za faida, kupunguza upeo wa jumla wa nguvu. Haipendekezi kuunganisha kusawazisha katika safu na kipima joto cha Thermopad.
Kutumia kusawazisha moja au zaidi badala ya viboreshaji vya kudumu kutabadilisha tu kiwango cha kukandamiza cha kipaza sauti cha hatua. Ili kupunguza tofauti hii na epuka kuzidisha kwa RF, upotezaji wa kusawazisha unapaswa kuwa sawa na thamani ya upunguzaji uliowekwa kutoka kwa mfumo. Kwa kuongezea, kama ilivyotajwa hapo juu, kuongeza kusawazisha kabla ya hatua ya kupata kutasababisha utawanyiko wa anuwai yenye nguvu na masafa. Ili kupunguza athari hii, badilisha visawazishi vichache iwezekanavyo.
4. Usawazishaji unaweza kuongezwa kwa pato la kifaa. Usawazishaji wa pato utapunguza nguvu ya pato, lakini hautazalisha upeo wa utawanyiko wa anuwai. Usawa wa pato hutoa mteremko mzuri wa pato, lakini mteremko huu unakabiliwa na ufungaji wa masafa ya juu na hasara za kiunganishi.
Mpangilio uliokamilishwa wa hatua nne za kuongeza kipeo huonyeshwa kwenye Kielelezo 9.
Kielelezo 9. Zuia mchoro wa usawazishaji wa masafa
Kielelezo 10 kinaonyesha matokeo ya masimulizi ya nguvu na pato la ADI HMC7891. Ubunifu wa mwisho ulifikia upeo wa nguvu wa 40 dB. Chini ya hali zote za uendeshaji, mabadiliko ya nguvu ya pato la hali mbaya zaidi yalikuwa 3 dB.
Kielelezo 10. Uhusiano kati ya PSAT iliyoiga ya HMC7891 na masafa katika kiwango cha joto
bidhaa zetu nyingine:
