Wzmacniacz mocy o ultrawysokiej częstotliwości z przełącznikiem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Komputery

 Komentarze do artykułu

Specyfiką wykorzystania niektórych środków komunikacji zagranicznej w warunkach rosyjskich jest konieczność uzupełnienia funkcjonalności tych środków różnorodnymi dekoderami produkcji krajowej. Na przykład systemy komunikacji bezprzewodowej w standardzie IEEE802.11 [1], wykonane w konstrukcji karty PCMCIA, służą za granicą do łączenia laptopów z sieciami do użytku publicznego i korporacyjnego w sklepach, uniwersytetach, na lotniskach, w magazynach itp. Ponieważ są przeznaczone do współpracy z laptopem, ich obwody są zminimalizowane pod względem zużycia energii, co wiąże się z niską mocą nadajnika (30-100 mW). Ze względu na stosunkowo niską cenę takie urządzenia są używane w całej Rosji do wszelkich zastosowań komunikacji bezprzewodowej. Często jedyną rzeczą, która nie zadowala klienta końcowego, jest ich niska moc wyjściowa. W tym przypadku na scenie pojawiają się domowe wzmacniacze mocy, przeznaczone do współpracy z miniaturowymi urządzeniami IEEE802.11 i umożliwiające im znaczne zwiększenie mocy wyjściowej. Projekt i testowanie jednego z tych wzmacniaczy zostaną omówione w tym artykule.

Zazwyczaj urządzenia IEEE802.11 mają jedno złącze mikrofalowe służące do podłączenia anteny; przełączanie odbioru i transmisji odbywa się wewnątrz urządzenia, ponieważ system ten opiera się na podziale czasu. Dlatego pierwszym problemem, który trzeba było rozwiązać przy opracowywaniu wzmacniacza mocy, było oddzielenie kanałów odbiorczych i transmisyjnych, aby wzmocnić ten drugi i, jeśli to możliwe, zminimalizować tłumienie pierwszego. Do opisanej separacji można zastosować urządzenia pasywne – cyrkulatory. Konstrukcja wzmacniaczy mocy z cyrkulatorem została szczegółowo opisana w [2], dlatego w tym artykule omówiona zostanie inna metoda - wykorzystanie aktywnego przełącznika.

Ryż. 1. Schemat blokowy wzmacniacza mocy z przełącznikiem

Cechą stosowania przełączników mikrofalowych jest konieczność wygenerowania sygnału sterującego w celu przełączenia trybów odbioru i transmisji. Oczywiście taki sygnał można pobrać z samego urządzenia IEEE802.11, ale w tym przypadku traci się użyteczność wzmacniacza, ponieważ oprócz kabli mikrofalowych konieczne jest podłączenie innego kabla sterującego. Ponadto sygnał przełączający nadawanie/odbiór nie jest bezpośrednio wysyłany do złącza PCMCIA. Do uzyskania sygnału sterującego przełącznikiem w opracowanym wzmacniaczu zastosowano detektor mikrofalowy zaimplementowany na diodzie Schottky'ego typu HSMS-2850 firmy Agilent. Dioda Schottky'ego HSMS-2850 przeznaczona do wykrywania, modulowania, mieszania i dzielenia częstotliwości w zakresie od 915 MHz do 5.8 GHz przy częstotliwości 2.45 GHz (średnia częstotliwość robocza opracowanego wzmacniacza) posiada czułość 35 mV / µW. Więcej szczegółów na temat parametrów technicznych tego komponentu można znaleźć w [3] lub w Internecie pod adresem agilent.ru. Aby dopasować diodę Schottky'ego przy częstotliwości 2.45 GHz, stosuje się obwód rezonansowy składający się z dwóch pasków. Jego obliczenie podano w [4], dodatkowo do jego obliczenia można wykorzystać darmowy kalkulator mikrofalowy AppCad dystrybuowany przez firmę Agilent.

Ryż. 2. Wygląd urządzenia

Schemat blokowy opracowanego wzmacniacza pokazano na rys. 1, wygląd - na fotografii, ryc. 2. Jako element aktywny wzmacniacza zastosowano tranzystor polowy z arsenkiem galu SHF-0289 firmy Stanford Microdevices. Ten zaawansowany komponent zapewnia moc wyjściową co najmniej 30 dBm przy 2.45 GHz przy mocy wejściowej 20 dBm. Pewną wadą jego stosowania jest konieczność zasilania napięciem 8 woltów, ale jak wykazały eksperymenty, działa zadowalająco przy napięciu 5 woltów, jeśli nie jest wymagana od niego pełna moc wyjściowa. Schemat podłączenia tranzystora podany w dokumentacji aplikacyjnej [5] jest dość skomplikowany i wartości niektórych elementów należy zmieniać podczas konfiguracji, aby uzyskać akceptowalne parametry, ale taki jest los wszystkich tranzystorów polowych.

Z wyjścia wzmacniacza tranzystorowego wzmocniony sygnał nadajnika podawany jest do przełącznika mikrofalowego SW-438 firmy MA-COM. Ten niedrogi przełącznik GaAs, umieszczony w plastikowej obudowie SOT-363 do montażu powierzchniowego, zapewnia niskie tłumienie w przód (poniżej 0.7 dB przy 2.4 GHz), wysoką izolację (poniżej 25 dB) i praktycznie zerowy pobór mocy (mniej niż 10 µA przy 3 V). Zazwyczaj mikrofalowe przełączniki pola sterowane są napięciem ujemnym, zatem kolejną jego zaletą jest możliwość sterowania zarówno napięciem ujemnym, jak i dodatnim – jest to bardzo wygodne przy projektowaniu własnego sterownika. Szczegółową dokumentację techniczną [6] tego komponentu można znaleźć na stronie internetowej producenta: macom.com.

Ryż. 3. Schemat ideowy

Przełącznikiem mikrofalowym steruje sterownik, który w tym układzie odtwarzany jest przez szybki multiplekser sygnałów analogowych firmy Analog Devices ADG774ABRQ. Do jego funkcji należy jednoczesne przełączanie sygnałów 0 i +2.5 V na wejściach sterujących wyłącznika SW-438 w oparciu o sygnał detekcji mocy na wejściu detektora mikrofalowego, przekazywany przez element wykonawczy - tranzystor KT-3130. Poziom +2.5 V jest tworzony przez dzielnik rezystancyjny R7/R8 – patrz schemat obwodu na ryc. 3. ADG774ABRQ ma niską rezystancję włączenia - 2.2 oma, może pracować przy napięciu 5 i 3 V i jest kompatybilny z TTL/CMOS dla wejść sterujących. Główną zaletą ADG774ABRQ od jego pierwszej realizacji ADG774BRQ jest podwojona szerokość pasma sygnału analogowego - 400 MHz i krótki czas przełączania - 3 ns, co pozwala na zastosowanie takiego multipleksera w każdej nowoczesnej telekomunikacji, więcej na ten temat w [ 7].

Ryż. 4. Wyniki badań

Wyniki testów opracowanego urządzenia przedstawiono na wykresie, rys. 4. Wzmocnienie urządzenia w decybelach oraz moc wyjściową w decybelach na miliwat przedstawiono na wykresie w funkcji częstotliwości roboczej. Podsumowując, chciałbym zauważyć, że zastosowanie jako materiału podłoża wzmacniacza pokrytego folią fluoroplastu o grubości 1 mm zamiast laminowanego folią laminatu z włókna szklanego o grubości 1.5 mm znacznie poprawiłoby uzyskane wyniki.

Lista wykorzystanej literatury

1. Shakhnovich I. „Bezprzewodowe sieci lokalne. Anatomia standardów IEEE802.11”. - Elektronika: nauka, technologia, biznes. - Nr 1, 2003. - s. 38-48.
2. Malygin I.V. „Opracowanie i badania wzmacniaczy mocy do radiomodemów mikrofalowych w standardzie IEEE802.11” – Komponenty i technologie. - Nr 9, 2002. - s. 24 - 25.
3. Mikrofalowe diody detektora Schottky’ego do montażu powierzchniowego Seria HSMS-2850. Dane techniczne. Katalog projektantów komponentów komunikacyjnych. Hewlett Packard. 5966-0895E (9/97).
4. Tablica demonstracyjna detektora 2.45 GHz. Instrukcja montażu i obsługi. HSMS-2850. Katalog projektantów produktów półprzewodnikowych. Zwinne technologie. PŁYTA CD. 5968-7805E (11/99).
5. SHF-0289. DC – 3 GHz, 1.0 W, CaAs HFET. Opis produktu. Stanford Microdevices, stanfordmicro.com. EDS-101241 Wersja A.
6. Przełącznik GaAs SPDT DC-3.0 GHz SW-438. Wer. 2.00, MA-COM, Tyco/Elektronika.
7. Niskonapięciowy 400 V Hz Quad 2:1 Mux z czasem przełączania 3 ns ADG774A. WER.0. Analog Devices Inc., 2001, analog.com.

Autor: Malygin IV; Publikacja: library.espec.ws

Zobacz inne artykuły Sekcja Komputery.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Ryk lidera 01.02.2015 Który przywódca jest lepiej postrzegany przez ludzi – warczący jak tygrys czy wykrzykujący donośnym głosem hasła? To zależy od preferencji kulturowych. Jednak znaczenie przemówienia może nie mieć znaczenia. Ludzie określają, jaki przywódca jest przed nimi, autorytarny czy technokrata, po dźwięku głosu. Takie badanie przeprowadził Rosario Signorello z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, a pomysł pojawił się w związku z metamorfozą, jaka przydarzyła się byłemu liderowi Włoskiej Ligi Północy, która opowiada się za secesją Padanii – Umberto Bossi. W 2004 roku doznał udaru, po którym zmieniło się przemówienie polityka. Jak na ironię, chociaż jego przekonania i praktyki pozostały te same, wyborcy zaczęli go inaczej postrzegać. Jeśli wcześniej w ich oczach Bossi był autorytarnym tyranem, to po uderzeniu zaczął być postrzegany jako osoba całkowicie kompetentna (swoją drogą to popularność Ligi Północy niejednokrotnie doprowadziła do zwycięstwa Silvio Impreza Berlusconiego, we Włoszech nazywany jest „pinokio” za podstępne manipulacje, co można swobodnie przetłumaczyć jako „mistrz teatru lalek”). Signorello przeprowadził deleksyzację przemówień – usunął słowa z zapisów, pozostawiając tylko przelew głosu, i przetestował go na ochotnikach. Wszystko potoczyło się tak, jak się spodziewał: to zmniejszenie przepełnień w wystąpieniach Bossy'ego doprowadziło do zmiany nastawienia do niego. Podobna procedura została przeprowadzona głosami polityków portugalskich i francuskich. Wynik okazał się taki sam: jeśli główna częstotliwość głosu jest niska, pojawia się wiele przepełnień – lider jest postrzegany jako autorytarny. Jeśli mówi stosunkowo wysokim głosem, to słuchacz nieświadomie dochodzi do wniosku, że można zgodzić się z tą osobą, że nie będzie wywierał na nią presji. Signorello dochodzi do wniosku, że Włosi nadal wolą liderów o autorytarnych głosach, podczas gdy Francuzi wręcz przeciwnie, nie lubią ich: Francois Hollande jest typowym przedstawicielem mówców, których lubią. Niestety Signorello również nie uwzględnił wad wymowy, w przeciwnym razie moglibyśmy poznać magię lekkiego wypasu. Jednak zainteresowanie badacza przeniosło się teraz na głosy naczelnych innych niż ludzie.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Program Samsung Self-Repair dla smartfonów i laptopów

▪ Serce kobiety nie starzeje się

▪ Nostalgia jest dobra dla psychiki

▪ Przywrócona światłoczułość komórek po śmierci dawcy

▪ Oko Gromozeki

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Bezpieczeństwo pracy. Wybór artykułów

▪ artykuł Luka w zabezpieczeniach. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego dochodzi do inwazji szarańczy? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kierownik laboratorium technologii komputerowych. Opis pracy

▪ artykuł Wzmacniacz pośredni karty dźwiękowej w celu wyeliminowania niedociągnięć. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Świeca z magicznej różdżki. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024