Два малошумящих усилителя
Экспериментальное исследование малошумящих усилителей: первый содержит один каскад на микросхеме HMC374, второй - два каскада на той же микросхеме. Получение амплитудно-частотных характеристик устройств. Сравнение параметров с паспортными данными.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.04.2018 |
| Размер файла | 644,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Два малошумящих усилителя
А.Н. Зикий,
П.Н. Зламан,
С.О. Мамченко,
А.И. Пустовалов
Аннотация
Два малошумящих усилителя
А.Н. Зикий 1, П.Н. Зламан 3, С.О. Мамченко 3, А.И. Пустовалов 2
1Институт компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета, Таганрог,
2АО "Таганрогский НИИ связи", Таганрог,
3Научно-конструкторское бюро МИУС Южного федерального университета, Таганрог.
Проведено экспериментальное исследование двух малошумящих усилителей. Первый усилитель содержит один каскад на микросхеме HMC374, второй МШУ содержит два каскада на той же микросхеме. Получены амплитудные и амплитудно-частотные характеристики обоих усилителей, проведено сравнение с паспортными характеристиками. Усилители соответствуют паспортным данным по всем параметрам, кроме мощности насыщения на верхней граничной частоте.
Ключевые слова: Малошумящий усилитель, амплитудно-частотная характеристика, амплитудная характеристика, мощность насыщения.
Содержание статьи
Отечественная и зарубежная электронная промышленность выпускает значительное количество усилителей мощности на диапазон частот от единиц мегагерц до десятков гигагерц. [1-3]. Разнообразие предъявляемых требований к усилителям не позволяет использовать узкую номенклатуру микросхем и транзисторов, поэтому элементная база высокочастотных усилителей постоянно совершенствуется.
Целью настоящей работы является экспериментальное исследование основных характеристик двух малошумящих усилителей на микросхеме фирмы Analog Device HMC374. [5]. Первый усилитель содержит один каскад усиления на микросхеме HMC374. Его схема типовая и здесь не приводится. Второй усилитель состоит из двух микросхем того же типа. Его схема приведена на рисунке 1. Он содержит развязывающий аттенюатор 4,5 дБ между микросхемами усилителей.
В соответствии с указанными схемами были изготовлены макеты усилителей, фотография которых приведена на рисунке 2.
Рисунок 1 - Принципиальная схема двухкаскадного усилителя
Рисунок 2 - Фото двух усилителей
Однокаскадный МШУ выполнен на трехслойной печатной плате из фольгированного диэлектрика размером 23,5x31x1,5мм. Все детали и проводники выполнены на одной стороне печатной платы. Другая сторона полностью металлизирована. Двухкаскадный МШУ собран на трехслойной печатной плате из фольгированного диэлектрика размером 26x56,5x1,5мм. Для включения в измерительный тракт оба МШУ снабжены гнездами типа SMA [4].
Эксперименты проводились на установке, содержащей векторный анализатор цепей типа N5230c, комплект кабелей, переходов и источник питания типа GPD-7303s.
В первом эксперименте снимались амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) однокаскадного МШУ. Результат измерений показан на рисунке 3 при входной мощности минус 20 дБм.
Во втором эксперименте исследовалась амплитудная характеристика однокаскадного МШУ на частоте 3 ГГц. Результат измерений изображен на рисунке 4. малошумящий усилитель амплитудная частотная
В третьем эксперименте получена АЧХ двухкаскадного МШУ. Рисунок 5 отображает результат измерений при входной мощности минус 30 дБм.
В четвертом эксперименте была получена амплитудная характеристика двухкаскадного МШУ. На рисунке 6 можно видеть результат измерения на частоте 3 ГГц.
Рисунок 3 - АЧХ однокаскадного усилителя
Рисунок 4 - Амплитудная характеристика однокаскадного усилителя на частоте 3 ГГц
Рисунок 5 - АЧХ двухкаскадного усилителя
Рисунок 6 - Амплитудная характеристика двухкаскадного усилителя на частоте 3 ГГц
В пятом эксперименте была проведена дополнительная проверка мощности насыщения в связи с тем, что на частоте 3 ГГц мощность насыщения не соответствует паспортным данным. Для этого был использован измерительный стенд, содержащий генераторы стандартных сигналов Г 4-76А (0,4-1,2 ГГц) и Г 4-80 (2,56-4 ГГц), анализатор спектра GSP-827 и источник питания GPD-7303. На частоте 2,7 ГГц при Pвх=6 дБм была получена выходная мощность 15 дБм. На частоте 1,2 ГГц при Pвх=0 дБм получена выходная мощность 16…17 дБм. На частоте 0,4 ГГц при Pвх=0 дБм получена выходная мощность 20 дБм.
При проведении данной работы был использован предыдущий опыт авторов [3,6,9], а также других исследователей [7,8].
Выводы
1. Результаты измерений сведены в таблицу, из которой видно, что оба усилителя соответствуют паспортным данным или приближены к ним.
Таблица
|
Наименование параметра, размерность |
1 каскад |
2 каскада |
|||
|
измерено |
паспортные данные |
измерено |
паспортные данные |
||
|
Коэффициент усиления на частоте 0,3 ГГц, дБ |
15,3 |
12-15 |
27,3 |
24-30 |
|
|
Коэффициент усиления на частоте 3 ГГц, дБ |
7,7 |
6-9 |
11 |
12-18 |
|
|
Мощность насыщения, дБм, при Pвх=10 дБм, f=3 ГГц |
13 |
23 |
14,2 |
23 |
|
|
Мощность насыщения, дБм, при Pвх=0 дБм, f=0,4 ГГц |
20 |
23 |
20 |
23 |
|
|
Входная мощность в точке перегиба амплитудной характеристики, дБм |
+8 |
- |
+4 … 5 |
- |
|
|
Неравномерность АЧХ в полосе от 0,3 до 3 ГГц, дБ |
7,1 |
9 |
16,3 |
18 |
|
|
Ток потребления, мА |
71 |
90 |
142 |
180 |
2. Исследованные усилители могут найти применение в радиоприёмных устройствах СВЧ [9,10].
Литература
1. Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты. Учебное пособие. - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. - 320 с.
2. Карпов Ю. Отечественные транзисторные усилители СВЧ. Компоненты и технологии, 2007, №1, с. 86-92.
3. Зикий А.Н., Сальный И.А., Пустовалов А.И. Ограничительные свойства серийных малошумящих усилителей. Инженерный вестник Дона, 2016, №4 URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3774.
4. Джуринский К.Б. Миниатюрные коаксиальные радиокомпоненты для микроэлектроники СВЧ. - М.: Техносфера, 2006. - 2016 с.
5. HMC374/HMC374E. SMT PHEMT Low Noise Amplifier 0,3-3,GHz. Analog Device, v.00.0045. - 6 p.
6. Зикий А.Н., Зламан П.Н., Власенко Д.В. Экспериментальное исследование усилителя мощности сантиметрового диапазона. Вопросы специальной радиоэлектроники, серия общие вопросы радиоэлектроники. 2013, №1, с. 136-139.
7. Pieter L.D. Abrie. Design of RF and Microwave Amplifiers and Oscillators. Boston, London. Artech House Publishers. 2009. - 480 p.
8. Devendra K. Misra. Radio-Frequency and Microwave Communication Circuits: Analysis and Design. John Wiley & Sons, Inc. 2001. - 632 p.
9. Пустовалов А.И. Двухканальное приемное устройство СВЧ диапазона. // Инженерный вестник Дона, 2010, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n2y2010/195.
10. Receiving Products: Amplitude and Frequency measurement. Elisra Microelectronics, 77 p.
References:
1. Belov L.A. Ustroystva formirovaniya SVCh-signalov i ikh komponenty. Uchebnoe posobie [Devices for the formation of microwave signals and their components]. M.: Izdatel'skiy dom MEI, 2010. 320 p.
2. Karpov Yu. Otechestvennye tranzistornye usiliteli SVCh. Komponenty i tekhnologii, 2007, №1, p. 86-92.
3. Zikiy A.N., Sal'nyy I.A., Pustovalov A.I. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2016, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3774.
4. Dzhurinskiy K.B. Miniatyurnye koaksial'nye radiokomponenty dlya mikroelektroniki SVCh [Miniature coaxial radio components for microwave microelectronics]. M.: Tekhnosfera, 2006. 2016 p.
5. HMC374/HMC374E. SMT PHEMT Low Noise Amplifier 0,3-3,GHz. Analog Device, v.00.0045.6 p.
6. Zikiy A.N., Zlaman P.N., Vlasenko D.V. Voprosy spetsial'noy radioelektroniki, seriya obshchie voprosy radioelektroniki. 2013, №1, p.136-139.
7. Pieter L.D. Abrie. Design of RF and Microwave Amplifiers and Oscillators. Boston, London. Artech House Publishers. 2009. 480 p.
8. Devendra K. Misra. Radio-Frequency and Microwave Communication Circuits: Analysis and Design. John Wiley & Sons, Inc. 2001. 632 p.
9. Pustovalov A.I. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2010, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2010/195.
10. Receiving Products: Amplitude and Frequency measurement. Elisra Microelectronics, 77 p.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет оконечного каскада усилителя, ведущего каскада на транзисторе VT2, коэффициента гармоник, первого каскада усиления, амплитудно-частотных искажений. Способы соединения каскадов в многокаскадных усилителях. Диапазон частот усиливаемых сигналов.
курсовая работа [654,9 K], добавлен 30.11.2012Выбор и обоснование структурной схемы исследуемого устройства. Механизм расчета входного, промежуточного и выходного каскада, а также главные параметры истокового повторителя. Определение амплитудно-частотных и результирующих характеристик усилителя.
курсовая работа [858,6 K], добавлен 15.05.2016Понятие и принцип работы электронного усилителя. Типы электронных усилителей, их параметры и характеристики. Сравнительный анализ параметров усилителей с различным включением транзисторов в схемах. Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 03.07.2011Выбор операционного усилителя, расчет его основных параметров для входного и выходного каскада. Вычисление каскадов усилителя, смещения нуля, коэффициента гармоник и частотных искажений. Моделирование усилителя с помощью Electronics Workbench 5.12.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.10.2014Разработка структурной схемы усилителя низкой частоты. Расчет структурной схемы прибора для усиления электрических колебаний. Исследование входного и выходного каскада. Определение коэффициентов усиления по напряжению оконечного каскада на транзисторах.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.07.2021Описание характеристик транзистора. Построение практической схемы каскада с общим эмиттером. Выбор режима работы усилителя. Алгоритм расчета делителя в цепи базы, параметров каскада. Оценка нелинейных искажений каскада. Выбор резисторов и конденсаторов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.03.2014Особенности конструирования чувствительных усилителей для прослушивания речи. Схема чувствительного микрофона с усилителем мощности на малошумящих транзисторах, его моделирование в программном продукте NI Multisim 11.0. Анализ смоделированной схемы.
курсовая работа [378,4 K], добавлен 25.04.2012Методы измерения параметров и характеристик усилителей низкой частоты. Изменение входного сигнала в заданных пределах, частоты генератора. Выходное напряжение при закороченном и включенном сопротивлении на входе усилителя. Входная емкость усилителя.
лабораторная работа [21,8 K], добавлен 19.12.2014Выбор типа транзисторов и способа их включения для оконечного и фазоинверсного каскада. Распределение частотных искажений. Расчёт электрической схемы усилителя. Расчёт фазоинверсного каскада с трансформаторной cвязью. Расчет частотных характеристик.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.04.2011Расчёт и построение частотных характеристик трёхкаскадного усилителя переменного тока. Схема усилительного каскада с RC-связями: составление схем замещения, определение передаточных функций. Сравнительный анализ схем усилителей аналогичного назначения.
курсовая работа [727,0 K], добавлен 28.09.2012Общая характеристика RC-усилителя, его назначение и свойства. Изучение взаимосвязи между каскадами RC-усилителя, его амплитудных и частотных характеристик. Построение эквивалентной схемы по электрической принципиальной и расчет ее основных элементов.
лабораторная работа [186,5 K], добавлен 09.06.2013Экспериментальное определение метрологических характеристик АЦП, их сравнение с паспортными данными и методическими погрешностями АЦП с помощью NI ELVIS и LabVIEW. Преобразование входного аналогового сигнала в дискретный код. Схема измерительной цепи.
контрольная работа [471,9 K], добавлен 06.12.2013Расчет интегрирующего усилителя на основе операционного усилителя с выходным каскадом на транзисторах. Основные схемы включения операционных усилителей. Зависимость коэффициента усиления от частоты, а также график входного тока усилительного каскада.
курсовая работа [340,2 K], добавлен 12.06.2014Расчет токов и напряжений для всех элементов схемы усилительного каскада с общим эмиттером с распределенной нагрузкой. Моделирование переходных и частотных характеристик каскада в ППП "MicroCap". Статический и усилительный режим работы транзистора.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.02.2012Разработка усилителя мощности, с использованием операционных усилителей, класс работ АБ (вид и спад амплитудно-частотных характеристик не имеет значения) с заданными параметрами выходной мощности, тока нагрузки, входного напряжения, диапазона частот.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.07.2009- Исследование усилителя синусоидальных сигналов. Исследование дифференциального усилительного каскада
Построение и изучение свойств усилителя синусоидальных сигналов. Изучение особенностей работы осциллографа. Схема для исследования усилителя с эмиттерной термостабилизацией. Краткая характеристика принципа действия дифференциального усилительного каскада.
лабораторная работа [581,0 K], добавлен 18.12.2017 Режим работы выходного каскада по постоянному и переменному току. Определение низкочастотных и высокочастотных параметров транзистора выходного каскада. Выбор транзистора для предварительных каскадов. Определение показателей рассчитываемого усилителя.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 09.11.2014Разработка и обоснование функциональной схемы устройства. Определение предварительного усилителя, цепи смещения и термостабильности. Исследование стабильности выходного каскада и самовозбуждения транзисторов. Расчет оконечного и предварительного каскада.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.10.2021Усилительный каскад с применением транзистора как основа электроники. Расчет импульсного усилителя напряжения с определенным коэффициентом усиления. Выбор схемы усилителя и транзистора. Рабочая точка оконечного каскада. Расчет емкостей усилителя.
курсовая работа [497,5 K], добавлен 13.11.2009Определение передаточных функций системы по управляющему сигналу и по помехе для системы радиоавтоматики. Построение логарифмических и графических амплитудно-фазовых, амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик разомкнутой системы радиоавтоматики.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 02.01.2009
