Der Hochfrequenzverstärker mittlerer Leistung kann als Vortreiber in dem Hochfrequenzleistungsverstärker der Sendeschaltung verwendet werden und kann zur Signalverstärkung in der Empfangsschaltung verwendet werden. Es ist ein wichtiger Bestandteil des Hochfrequenz-Transceivers. Einige HF-Verstärker mittlerer Leistung liegen in Form von diskreten HF-BJT-Komponenten vor, was eine größere Flexibilität beim Design ermöglicht. Im Einsatz achten die Ingenieure stärker auf das Design der Anpassungsschaltung und ignorieren die Auswahl des Vorspannungswiderstands und der Speisinduktivität. Dies hat einen größeren Einfluss auf den Arbeitsstatus, die Leistungsindikatoren und die Entwurfsschwierigkeiten der Schaltung und ist ein wichtiger Punkt, der beim Entwurf eines Hochfrequenzverstärkers mittlerer Leistung berücksichtigt werden muss.
Nehmen Sie als Beispiel einen Hochfrequenzverstärker mittlerer Leistung BFP780, um die Auswahlmethode für den Vorspannungswiderstand und die Einspeisungsinduktivität beim Entwurf eines Hochfrequenzverstärkers mittlerer Leistung kurz zu analysieren und einzuführen.
1. Auswahl des Vorspannungswiderstands
BFP780 ist eine Triodenstruktur vom NPN-Typ, und die Auswahl des Vorspannungswiderstands ist von großer Bedeutung für die Bestimmung des statischen Betriebspunkts der Röhre.
Abbildung 1 BFP780 DC-Vorspannungsschaltung
Wie in 1 gezeigt, ist Rb in der Schaltung ein Vorspannungswiderstand, und ein geeigneter Vorspannungswiderstand muss ausgewählt werden, um den statischen Betriebspunkt des BFP780 zu bestimmen.
Verwenden Sie einen Transistortester, um die DC-Parameter abzutasten. Weitere Informationen finden Sie im Datenhandbuch des BFP780. Die Grenzparameter für VCE, IB und IC betragen 6 V, 5 mA bzw. 120 mA. Stellen Sie den Kollektor-Eingangsspannungsbereich der Röhre entsprechend der tatsächlichen Situation auf 0 bis 6 V und den Basis-Eingangsstrom ein. Der Bereich liegt zwischen 0 und 1 mA. Die DC-Parameter-Sweep-Kurve ist in Abbildung 2 dargestellt:
Abbildung 2 DC-Parameter-Sweep
Wenn der statische Arbeitspunkt der Röhre bekannt ist, kann die Größe des Basisstroms IB aus der Abtastkurve erhalten werden. In der tatsächlichen Technik wird im Allgemeinen ein einzelnes Netzteil verwendet, um die Komplexität der Gerätestromversorgung zu verringern. Tabelle 1 zeigt den Referenzwert des Vorspannungswiderstands Rb, der verschiedenen statischen Betriebspunkten innerhalb des normalen Betriebsbereichs von BFP780 mit Vcc = 5 V entspricht:
Tabelle 1 Referenzwert des Vorspannungswiderstands BFP780
Wählen Sie entsprechend den unterschiedlichen Indexanforderungen den entsprechenden Vorspannungswiderstand Rb aus, indem Sie in der Tabelle nachschlagen. Um beispielsweise eine höhere Linearität des BFP780 zu erzielen, wählen Sie Rb = 6.9 kΩ, stellen Sie den statischen Betriebspunkt auf Vcc = 5 V, IC = 90 mA ein und lassen Sie ihn im Verstärkungsmodus der Klasse A arbeiten. Stellen Sie sicher, dass der BFP780 den Index der rauscharmen Zahl erreicht. Anforderung: Wählen Sie Rb = 14 kΩ. Stellen Sie den statischen Betriebspunkt auf Vcc = 5 V, IC = 30 mA ein. Wir können den Vorspannungswiderstand flexibel auswählen, um den statischen Betriebspunkt des BFP780 an die Anforderungen des Systems anzupassen.
2. Auswahl der Speisinduktivität
Ldc in Abbildung 1 ist die Speisungsinduktivität des BFP780. Die Überlegungen zur Auswahl werden durch Analyse kurz vorgestellt:
1) Die Speisinduktivität hat einen gewissen Einfluss auf die Eingangs- und Ausgangskennimpedanz des BFP780. Wir wählen die ideale Speisungsinduktivität und die tatsächliche Induktivität von 39 nH aus, um sie an den Kollektor der Röhre anzuschließen und die Eingangs- und Ausgangsimpedanz zu testen:
Abbildung 3 Vergleichskurve des Einflusses der Speisinduktivität auf die Impedanz von BFP780
Die Kurve in Abbildung 3 zeigt intuitiv, dass sich die Eingangs- und Ausgangsimpedanz von BFP39 im Frequenzbereich von 780 GHz bis 1 GHz nicht wesentlich von der idealen Induktivität unterscheidet, wenn der Speisinduktor auf 3 nH gewählt wird. Wenn die Betriebsfrequenz niedriger als 1 GHz ist, hat die Impedanz der Einspeisungsinduktivität von 39 nH für die Röhre einen größeren Einfluss. Die Betriebsfrequenz des Stromkreises sollte bei der Auswahl der Induktivität des Speisinduktors vollständig berücksichtigt werden, da dies sonst zu einer größeren Abweichung führt.
2) Die Hauptfunktion der Speisinduktivität besteht darin, die Spannung der Stromversorgung Vcc in den Kollektor des BFP780 einzubringen, während verhindert wird, dass das vom Kollektor ausgegebene Hochfrequenzsignal die Stromversorgung Vcc stört. Das Induktivitätsgerät muss induktiv sein, um die Eigenschaften des DC- und AC-Widerstands anzuzeigen. Daher sollte bei der Auswahl des Induktors sichergestellt werden, dass seine minimale Eigenresonanzfrequenz größer als die Wechselstrom-Betriebsfrequenz der Röhre ist. Beispiel: Um mit BFP780 einen Verstärker zu entwerfen, der mit 900 MHz arbeitet, muss bei Auswahl des Speisinduktors die minimale Eigenresonanzfrequenz größer als 900 MHz sein.
Die tatsächliche Speisungsinduktivität enthält auch Anzeigen wie Nennstrom und Gleichstromwiderstand. Diese Parameter werden von der Induktivität, der Eigenresonanzfrequenz, der Verpackung und anderen Indikatoren beeinflusst und müssen bei ihrer Auswahl umfassend berücksichtigt werden. Tabelle 2 enthält die Einspeisungsinduktivität des BFP780-Schaltungsdesigns. Verwandte Parameter für Ihre Referenz:
Tabelle 2 Referenzwert für die BFP780-Speisinduktivität
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