Какое значение имеют резисторы в этой схеме RF-усилителя?

8

Из заявки TI обратите внимание на усилители RF и IF с операционными усилителями :

схема: широкополосный РЧ-усилитель

Источник сообщает: «Конденсатор на 39 пФ обеспечивает пиковую нагрузку, чтобы компенсировать некоторый высокочастотный спад, но лучшая производительность IP3 может быть достигнута, удалив его и пережив спад». Давайте просто посмотрим, как это закончилось.

Какую функцию выполняют резисторы между двумя каскадами ОУ? Выбор заставляет меня думать о линиях передачи, но этот усилитель имеет полезную полосу пропускания примерно до 300 МГц, поэтому длина волны составляет порядка 1 метра, что значительно больше, чем расстояние между каскадами (это двойной пакет операционного усилителя), поэтому любые отражения здесь будут достаточно быстрыми, чтобы их можно было пренебречь.50Ω

Кроме того, каждый из входов и выходов заканчивается резисторами . Здесь разумно предположить, что подключенный кабель достаточно длинный, чтобы считаться линией передачи, и эти резисторы обеспечивают согласование для этой линии. Но зачем заканчиваться на обоих концах? Предполагая, что другие схемы делают то же самое, (заканчивая вход и выход), разве это не поможет сократить напряжение пополам? Это кажется довольно контрпродуктивным для усилителя; в чем преимущество?50Ω

Фил Фрост
источник
Я думаю, чтобы свести к минимуму / остановить отражения. Любой разрыв от характерного импеданса вызовет отражение, которое искажает ваш сигнал в зависимости от того, насколько «плохое» отражение. Добавляя их к обоим концам, вы получаете постоянный импеданс 50 Ом (потому что характеристический импеданс в середине равен 50) в каждой точке и, следовательно, никаких отражений. Это мое предположение здесь, потому что мне кажется, что оно имеет какой-то смысл. Это также, почему это комментарий, а не ответ. Я буду ждать, когда
появятся
2
Согласно связанному документу, «Изоляция осуществляется с помощью межкаскадных нагрузочных резисторов». Но именно то, что они изолируют от того, что не сразу очевидно для меня.
Фотон
1
Я сталкивался с этим приложением ранее. Если я не ошибаюсь, показатель шума (12 дБ на ступень) также контрпродуктивен для такого рода приложений, что заставляет меня поставить под вопрос центральную тему документа.
Mng

Ответы:

1

Я думаю, что вы путаете антенну и линию передачи, когда упоминаете длину волны порядка 1 метра - уравнение линии передачи практически не зависит от частоты (и, следовательно, длины волны).

Вы правильно думаете с точки зрения линий электропередачи. Еще одна вещь, которую нужно понять, это то, что этот операционный усилитель является усилителем обратной связи по току (а не «нормальным» усилителем обратной связи по напряжению).

{см. http://en.wikipedia.org/wiki/Current-feedback_operational_amplifier }

49,9 Ом, заканчивающий выход первого операционного усилителя, устанавливает его выходное сопротивление на 50 Ом (номинальное). Второй резистор 49,9 Ом завершает то, что фактически является нерезонансной линией передачи 50 Ом, и вырабатывает плоскую схему . Результатом этого прекращения является уменьшение коэффициента усиления первой ступени вдвое, что выглядит довольно странно, но необходимо для поддержания ровной настройки ступени.

введите описание изображения здесь

Возвращаясь к конденсатору 39 пф. Он усиливает сигнал на высокочастотной стороне и компенсирует спад в усилении, но не соответствует согласованию, что приводит к некоторому отражению на высокой частоте.

Схема предназначена для прямого подключения к системной линии передачи на 50 Ом.

Джим Дирден
источник
1
Замечание Фила о длине волны мне кажется вполне уместным. Автор связанной статьи показывает ту же схему для усилителя ПЧ 10,7 МГц для приемника FM-вещания. Идея о том, что соединение между двумя операционными усилителями в одном и том же корпусе следует рассматривать как линию передачи на частоте 10,7 МГц, немного надуманна - и почему в любом случае 50 Ом?
MikeJ-UK
@ MikeJ-UK Длина волны в этой конструкции не важна, поскольку полоса пропускания операционного усилителя ограничивает верхние используемые частоты, что приводит к короткой нерезонансной линии передачи (с доминирующей нагрузкой). Первый резонанс происходит на четверти длины волны. Разработчик оригинальной схемы решил в какой-то момент сохранить все на 50 Ом - вероятно, чтобы помочь тестированию схем. Кроме конструкции печатной платы с использованием 50-омной полоски, нет никаких причин, по которым другие значения не могли быть использованы. Схема 10,7 МГц показывает это, используя резисторы 332 Ом, чтобы соответствовать импедансу фильтра SAW.
Джим Дирден
2
Я хочу сказать, что если расстояние между контактами 1 и 5 недостаточно велико, чтобы рассматривать его как линию передачи.
MikeJ-UK
@ MikeJ-UK Я понимаю вашу точку зрения, но я только отвечаю на вопрос. Я согласен с вами, что разработчик оригинальной схемы не относился к двум операционным усилителям как к одной микросхеме, а просто взял готовый проект примечания к применению для усилителя на 50 Ом и соединил их. Я подозреваю, что это было для целей тестирования. Это сработало, поэтому они счастливы. Не моя работа оптимизировать дизайн. Было бы интересно увидеть эффект полного удаления резисторов вместе.
Джим Дирден
1
Он плоский, потому что сопротивление линии передачи рассчитывается как чисто омическое сопротивление. [Z = (L / C) ^ 0.5] Нет ничего (в первом приближении) формулы, которая бы зависела от частоты. При более высоких частотах небольшие паразитные индуктивности и емкости в цепи и диэлектрические потери в линии начинают доминировать, и усиление падает. Относительно того, почему он требует завершения, взгляните на allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_14/5.html В короткой линии передачи доминирующее сопротивление заканчивается.
Джим Дирден
1

Я думаю, что схема не предположить , что ОУ находятся в одном пакете (несмотря на пин-чисел) и делает предположить , что следы ПХБ 50 Ом. В паспорте говорится:

В среде с сопротивлением 50 Ом нет необходимости, и, фактически, среда с более высоким импедансом улучшает искажения, как показано на графиках зависимости искажения от нагрузки. С характерным импедансом трассы платы, основанным на материале платы и размерах трассы, используется согласующий последовательный резистор в трассу с выхода THS320x, а также нагрузочный шунтирующий резистор на входе устройства назначения.

MikeJ-UK
источник
Я все еще удивляюсь, зачем нужен резистор на обоих концах. Насколько я понимаю, для устранения отражений и стоячих волн необходим только один конец (и то и другое), так почему же оба?
Фил Фрост