Breitband-Matching-Netzwerkdesign

Ich habe über passende Netzwerke gelesen, Autoren beschreiben normalerweise eine Zielimpedanz, die dargestellt werden soll, beispielsweise den Ausgang eines Verstärkers, und dann entwerfen sie das passende Netzwerk. Um die Bandbreite zu erweitern, erzeugen sie normalerweise ein passendes Netzwerk mit mehr Abschnitten, wodurch das allgemeine Q verringert und die gleiche Impedanz für einen größeren Frequenzbereich präsentiert wird.

Meine Frage lautet jedoch: Was bringt es, die gleiche Impedanz über einen weiten Frequenzbereich zu präsentieren, wenn sich die S-Parameter (und damit die erforderliche Last / Quelle, die dem Verstärker präsentiert werden soll) mit der Frequenz ändern? Zum Beispiel ist die optimale Quellenimpedanz für das LNA-Design bei verschiedenen Frequenzen nicht gleich. In einem Leistungsverstärker variiert die optimale Last mit der Frequenz. Was bringt es also, ein passendes Netzwerk zu entwerfen, das über einen weiten Frequenzbereich die gleiche Last aufweist? Sollte ein Netzwerk nicht so konzipiert sein, dass es diese Impedanzänderungen "verfolgt" und so die ideale Quelle / Last darstellt, die für jede Frequenz erforderlich ist? Wie ist ein solches Netzwerk ausgelegt?

rf impedance-matching bandwidth

— Ss
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Ich bin mit dem Thema, nach dem Sie fragen, nicht vertraut, aber ich vermute, dass es sich um eine Größenordnung handelt. Angenommen, Sie haben ein System mit 100 MHz. Eine einfache Anpassungsschaltung kann eine gute Übereinstimmung von 98 bis 102 MHz ergeben. Eine besser passende Schaltung könnte eine gute Übereinstimmung von 90 bis 110 MHz ergeben. Wenn Sie versucht haben, mit 50 oder 150 MHz zu arbeiten, ändern sich die Verstärkereigenschaften möglicherweise so stark, dass Sie eine andere Anpassungsschaltung benötigen.

— Das Photon

Wenn Sie einige konkrete Beispiele für die Verstärker angegeben haben, an die Sie denken, und die passenden Schaltkreise, die Sie für ihre Verwendung vorgeschlagen haben, wird dies möglicherweise deutlicher.

— Das Photon

Das ist eigentlich meine Frage, wenn ich über einen weiten Bereich zwischen 100 MHz und 800 MHz übereinstimmen möchte, wie entwirft man ein passendes Netzwerk, da die S-Parameter über die Frequenz unterschiedlich sind?

— Ss

Können Sie ein Beispiel für die Verstärker geben, die Sie betrachten?

— Das Photon

FWIW, mein Fachgebiet ist eher digitales Hochgeschwindigkeits-HF als klassisches HF, aber wir möchten oft sehr breitbandige Signale (wie 100 kHz bis 10 GHz) verstärken. Unsere Lösung lautet "Wählen Sie einen Verstärker, der über das erforderliche Band gut genug abgestimmt ist", anstatt "ein passendes Netzwerk zu entwerfen".

— Das Photon

Ich habe ein Werkzeug entwickelt (basierend auf den in [2] beschriebenen Algorithmen), um eine frequenzabhängige komplexe Quelle an eine frequenzabhängige komplexe Lastimpedanz anzupassen. Es ist immer noch WIP, aber ich denke, es funktioniert ein Vergnügen. Sie müssen dies aus der Quelle kompilieren und die Impedanzen angeben, die als s1p-Dateien übereinstimmen.

https://github.com/Qucs/qucs/pull/555

Auf der anderen Seite verfügt Keysight ADS über ein ähnliches Tool, das auf der RFT und den Analysemethoden basiert.

Einige Referenzen:

[1] Breitbandschaltungsdesign. HJ Carlin. 1998. CRC Press

[2] http://ethw.org/images/a/a6/RF_Networks_OCR.pdf

Ich hoffe es hilft

— Andrés Martínez Mera
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Ich habe die Arbeit von Carlin und Yarman gelesen und beide sind unglaublich komplexe Texte. Wenn ich mich nicht irre, verwenden sie die echte Frequenztechnik. Ich dachte immer, dass das Erstellen eines Codes mit ihren Algorithmen zu mühsam war und gab schließlich auf. AFAIK ADS verfügt nicht über ein Tool, mit dem Sie eine frequenzabhängige Last anpassen können. Ich schätze Ihr Werkzeug, aber ich würde gerne mehr über die Schrauben und Muttern erfahren, wie man sie selbst herstellt.

— Ss