Ի՞նչ է ՌԴ բյուջեի վերլուծությունը:

ՌԴ բյուջեի վերլուծության նպատակը սահմանափակող ուժեղացուցիչում տարբեր փորձարկման կետերի լայնաշերտ հաճախականության արձագանքի և ՌԴ հզորության մակարդակի ստուգումն է: Վերլուծությունը պետք է լրացվի վատթարագույն գործառնական ջերմաստիճանը, թեքությունը և ՌԴ մուտքային հզորության լայն տիրույթը ճշգրտելու համար:

Այսպիսով, ո՞վ գիտի, թե ինչ է ՌԴ բյուջեի վերլուծությունը:

40 դբ սահմանափակող դինամիկ տիրույթով սահմանափակող ուժեղացուցիչի հիմնական դասավորությունը չորս շահույթ ունեցող բլոկային ուժեղացուցիչների կամ LNA- ների կասկադ է: Իդեալական դիզայնը օգտագործում է միայն մեկ կամ երկու հատուկ ուժեղացուցիչ սարքեր `տարբեր հաճախականություններում էներգիայի տատանումները նվազեցնելու և ջերմային / թեքության փոխհատուցման պահանջները նվազագույնի հասցնելու համար: Նկար 1-ը ցույց է տալիս առաջին նախնական սահմանափակող ուժեղացուցիչների բլոկային դիագրամը `նախքան ջերմաստիճանի ճշգրտումը և թեքության փոխհատուցումը:

Նկար 1. Նախնական նախագծման բլոկային դիագրամ
Նախ եկեք մի փոքր օգուտ, առաջարկեք լայնաշերտ սահմանափակող ուժեղացուցիչի ձևավորումը լրացնելու տեխնիկա.
1. Կառավարեք սահմանափակող հզորության դինամիկ տիրույթը և վերացրեք ՌԴ գերագնահատման պայմանները
2. Օպտիմալացնել կատարումը ջերմաստիճանի սահմաններում
3. Վերջապես, շտկեք հոսանքի հոսքը և հարթեցրեք ազդանշանի փոքր շահույթը
4. Կարող է անհրաժեշտ լինել վերջին աննշան ուղղումը, այսինքն ՝ հաճախության հավասարեցման ֆունկցիան նախագծում ներառելուց հետո, վերանայել ջերմաստիճանի փոխհատուցումը
Հզորության սահմանափակում
Նկար 1-ում ցույց տրված նախնական նախագծման հիմնական խնդիրն այն է, որ երբ ՌԴ մուտքային հզորությունը բարձրանա, ՌԴ գերակատարումը, ամենայն հավանականությամբ, տեղի կունենա ելքի շահույթի փուլում: Երբ շահույթի ցանկացած փուլի հագեցած ելքային հզորությունը գերազանցի հերթում հաջորդ ուժեղացուցիչի բացարձակ առավելագույն մուտքը, տեղի է ունենալու ՌԴ գերակատարում: Բացի այդ, դիզայնը հակված է VSWR- ի հետ կապված ծածանքներին, և տատանումները, ամենայն հավանականությամբ, տեղի են ունենալու փոքր RF փաթեթի բարձր չամրացված շահույթի պատճառով:
Որպեսզի կանխել ՌԴ գերագնահատումը, վերացնել VSWR էֆեկտները և նվազեցնել տատանումների ռիսկը, շահույթի յուրաքանչյուր փուլի միջեւ կարող է ավելացվել ֆիքսված նսեմացնող ՝ էներգիան և շահույթը նվազեցնելու համար: Osնցումները վերացնելու համար կարող է պահանջվել նաև ՌԴ կլանիչ ՌԴ ծածկույթի վրա: Բավարար մեղմացում է անհրաժեշտ `MMIC- ի գնահատված մուտքային հզորության մակարդակից ցածր յուրաքանչյուր շահույթի փուլի առավելագույն մուտքային հզորությունը նվազեցնելու համար: Պետք է ներառվի բավարար մեղմացում `մուտքային էներգիայի վերին լուսանցքը տեղավորելու համար, ջերմաստիճանի փոփոխությունները և սարքերի միջև տարբերությունները տեղավորելու համար: Նկար 2-ը ցույց է տալիս, թե որտեղ է անհրաժեշտ ՌԴ նսեմացումը սահմանափակող ուժեղացուցիչ շղթայում:

Գծապատկեր 2. ՌԴ գերշահույթի շտկման բլոկային դիագրամ
ADI- ի լայնաշերտ սահմանափակող HMC7891 ուժեղացուցիչն օգտագործում է HMC462 շահույթի չորս փուլ, որպեսզի գործառնական տիրույթը հասնի 10 դբմ: Բացարձակ առավելագույն մուտքային հզորությունը 15 դբմ է: Յուրաքանչյուր շահման փուլ կարող է հանդուրժել առավելագույն ՌԴ ներածումը 18 դբմ: Նախորդ պարբերությունում նախանշված նախագծային քայլերին հետևյալով `շահույթի երկու փուլերի միջև ավելացվել է նեղացուցիչ` ապահովելու համար, որ ուժեղացուցիչի մուտքային հզորության առավելագույն մակարդակը չի գերազանցի 17 դբմ: Նկար 3-ը ցույց է տալիս առավելագույն էներգիայի մակարդակը շահույթի յուրաքանչյուր փուլի մուտքի մոտ, երբ նախագծին ավելացվում է ֆիքսված նսեմացուցիչ:

Գծապատկեր 3. POUT- ի և հաճախականության միջև հարաբերությունների մոդելավորում, ՌԴ գերշահագործման շտկում

Դիզայնը ջերմորեն փոխհատուցվում է `գործառնական ջերմաստիճանի տիրույթը ընդլայնելու համար: Ուժեղացուցիչի կիրառման սահմանափակումների ընդհանուր ջերմային տիրույթի պահանջը -40 ° C- ից + 85 ° C է: Ելնելով փորձից ՝ շահույթի փոփոխության բանաձևը 0.01 դԲ / ° / մակարդակ կարող է օգտագործվել չորս մակարդակի ուժեղացուցիչի դիզայնի շահույթի փոփոխությունը գնահատելու համար: Շահույթն ավելանում է, երբ ջերմաստիճանը նվազում է, և հակառակը: Օգտագործելով շրջակա միջավայրի շահույթը որպես ելակետային, ակնկալվում է, որ ընդհանուր շահույթը կնվազի 2.4 դԲ-ով 85 ° C ջերմաստիճանում և կբարձրանա 2.6 dB –40 ° C ջերմաստիճանում:
Դիզայնը ջերմորեն փոխհատուցելու համար ֆիքսված մարողին փոխարինելու համար կարելի է տեղադրել Thermopad® ջերմաստիճանի փոփոխական նսեմացնող: Նկար 4-ը ցույց է տալիս առևտրայինորեն հասանելի լայնաշերտ Thermopad թուլացնողի փորձարկման արդյունքները: Հիմնվելով Thermopad- ի փորձարկման տվյալների և գնահատված շահույթի փոփոխությունների վրա, ակնհայտ է, որ անհրաժեշտ է երկու Thermopad թուլացնող միջոց `չորս փուլով սահմանափակող ուժեղացուցիչի դիզայնը ջերմորեն փոխհատուցելու համար:

Նկար 4. Thermopad- ի կորուստը ջերմաստիճանի նկատմամբ
Որոշելը, թե որտեղ տեղադրել Thermopad- ը, կարևոր որոշում է: Քանի որ Thermopad- ի թուլացնողի կորուստը կաճի, հատկապես ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում, լավ պրակտիկա է խուսափել ՌԴ շղթայի ելքային ծայրին մոտ բաղադրիչներ ավելացնելուց `բարձր սահմանային ելքային հզորության մակարդակը պահպանելու համար: Thermopad- ի իդեալական տեղը առաջին երեք ուժեղացուցիչ փուլերի արանքում է, որն այն տեղն է, որն ընդգծված է Նկար 5-ում:

Գծապատկեր 5. rmերմային փոխհատուցման բլոկային դիագրամ
ADI- ի ջերմային փոխհատուցման HMC7891 փոքր ազդանշանի աշխատանքի սիմուլյացիայի արդյունքը ներկայացված է Նկար 6-ում: Հաճախականության հավասարեցումից առաջ շահույթի փոփոխությունը նվազեցվում է առավելագույնը 2.5 դԲ: Սա պահանջվող միջակայքում է `d 1.5 դԲ շահույթի փոփոխություն:

Գծապատկեր 6. HMC7891- ը մոդելավորում է ջերմաստիճանի նկատմամբ ազդանշանի փոքր շահույթը
Հաճախականության հավասարեցում
Սա փոխհատուցում է բնական շահույթի գլանափաթեթը լայնաշերտ ուժեղացուցիչների մեծ մասում: Գոյություն ունեն հավասարեցման տարբեր նմուշներ, ներառյալ պասիվ GaAs MMIC չիպերը: Պասիվ MMIC հավասարեցիչները փոքր չափի են և չունեն DC և կառավարման ազդանշանային պահանջներ, ուստի դրանք շատ հարմար են ուժեղացուցիչի դիզայնը սահմանափակելու համար: Պահանջվող հաճախականության հավասարեցիչների քանակը կախված է սահմանափակող ուժեղացուցիչի անփոխհատուցվող շահույթի թեքությունից և ընտրված հավասարիչի պատասխանից: Նախագծային առաջարկությունն է `փոքր-ինչ գերփոխհատուցել հաճախականության արձագանքը փոխանցման գծի կորստի և միակցիչի կորստի, ինչպես նաև փաթեթային մակաբուծիչների, որոնք ավելի մեծ ազդեցություն ունեն բարձր հաճախականությունների շահույթի վրա: Նկար 7-ը ցույց է տալիս հատուկ ADI GaAs հաճախականության հավասարեցման փորձարկման արդյունքները:

Նկար 7. Չափված հաճախականության հավասարիչի կորուստը
ADI- ի HMC7891 սահմանափակող ուժեղացուցիչը պահանջում է երեք հաճախականության հավասարեցում `ջերմորեն փոխհատուցվող փոքր ազդանշանի պատասխանը շտկելու համար: Նկար 8-ը ցույց է տալիս HMC7891- ի սիմուլյացիայի արդյունքները ջերմային փոխհատուցումից և հաճախականության հավասարումից հետո: Հավասարիչի տեղադրման որոշումը կարևոր է հաջող նախագծման համար: Հավասարեցուցիչներ ավելացնելուց առաջ հիշեք, որ իդեալական սահմանափակող ուժեղացուցիչը պետք է հավասարաչափ բաշխի ուժեղացուցիչի առավելագույն սեղմումը շահույթի բոլոր փուլերի միջև ՝ ավելորդ հագեցվածությունից խուսափելու համար: Այլ կերպ ասած, վատթարագույն դեպքում յուրաքանչյուր MMIC- ը պետք է հավասարապես սեղմվի:

Նկար 8. HMC7891 սիմուլյացիայի հաճախականության հավասարեցում ջերմաստիճանի նկատմամբ փոքր ազդանշանի շահույթ
Նկար 5-ում ներկայացված ընթացիկ նախագծման փուլում սարքի մուտքի մոտ կարող է ավելացվել հավասարակշռող սարքը, որը միացված է մի շարք Thermopad- ի նսեմացնողին, որպեսզի փոխարինի ֆիքսված նեղացուցիչը սարքի ելքում: Ինչու եք դա արել Չորս պատճառ
1. Սահմանափակող ուժեղացուցիչի մուտքին հավասարաչափ ավելացնելը կնվազեցնի շահույթի առաջին փուլի հզորությունը: Հետեւաբար, 1-ին մակարդակի սեղմումը կրճատվում է: Շահույթի փուլի սեղմման նվազումը համարժեք է սահմանափակող դինամիկ տիրույթի կրճատմանը: Բացի այդ, հավասարեցնողի թուլացման թեքության պատճառով սահմանափակող դինամիկ տիրույթը ցրվում է հաճախականությունների տիրույթում: Որքան ցածր է հաճախականությունը, այնքան ավելի է նվազում դինամիկ տիրույթը: Նվազեցված սահմանափակող դինամիկ տիրույթը փոխհատուցելու համար անհրաժեշտ է բարձրացնել ՌԴ մուտքային հզորությունը: Այնուամենայնիվ, հավասարեցնող լանջի պատճառով մուտքային հզորության անհավասար աճը կբարձրացնի ուժեղացուցիչի շահագործման փուլի գերլարման ռիսկը: Հնարավոր է սարքի մուտքին ավելացնել հավասարիչ, բայց դա իդեալական տեղանք չէ:
2. Thermopad- ի հետ շարքով միացված հավասարակշռողի ավելացումը կնվազեցնի հետագա ուժեղացուցիչների սեղմումը: Դա կհանգեցնի ուժեղացուցիչի սեղմման անհավասար բաշխմանը ՝ շահույթի փուլերի միջև ՝ նվազեցնելով ընդհանուր սահմանափակող դինամիկ տիրույթը: Հավասարիչի շարքը խորհուրդ չի տրվում միացնել Thermopad- ի նսեմացնողին:
3. Մեկ կամ մի քանի հավասարեցիչների օգտագործումը ֆիքսված մեղմացուցիչների փոխարեն միայն կփոխի ելքային փուլի ուժեղացուցիչի սեղմման մակարդակը: Այս տատանումը նվազագույնի հասցնելու և ՌԴ գերլարումից խուսափելու համար, հավասարեցնողի կորուստը պետք է մոտավորապես հավասար լինի համակարգից հանված ֆիքսված թուլացման արժեքին: Բացի այդ, ինչպես վերը նշվեց, հավասարիչի ավելացում նախքան շահման փուլը կհանգեցնի սահմանափակող դինամիկ տիրույթի և հաճախականության ցրմանը: Այս ազդեցությունը նվազագույնի հասցնելու համար հնարավորինս քիչ հավասարիչներ փոխարինեք:
4. Հավասարիչը կարող է ավելացվել սարքի արտադրանքին: Արդյունքների հավասարեցումը կնվազեցնի ելքային հզորությունը, բայց չի հանգեցնի սահմանափակ դինամիկ տիրույթի ցրման: Արդյունքների հավասարեցումը մի փոքր դրական ելքային հոսանքի լանջ է առաջացնում, բայց այս թեքությունը փոխհատուցվում է բարձր հաճախականությունների փաթեթավորման և միակցիչների կորուստներով:
Վերջնական չորս փուլով սահմանափակող ուժեղացուցիչի դասավորությունը ներկայացված է Նկար 9-ում:

Նկար 9. Հաճախականության հավասարեցման բլոկային դիագրամ
Նկար 10-ը ցույց է տալիս ADI HMC7891 ելքային հզորության և ջերմաստիճանի սիմուլյացիայի արդյունքները: Վերջնական դիզայնը հասավ 40 դբ սահմանափակող դինամիկ տիրույթի: Բոլոր աշխատանքային պայմաններում կեղծված վատագույն ելքային հոսանքի փոփոխությունը 3 դբ էր: