Надвисокочастотний підсилювач потужності з перемикачем. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Комп'ютери

 Коментарі до статті

Специфіка застосування деяких засобів зв'язку в російських умовах полягає в необхідності доповнення функціональності цих засобів різноманітними приставками вітчизняного виробництва. Так, наприклад, бездротові системи зв'язку стандарту IEEE802.11 [1], виконані в конструктиві PCMCIA карток, застосовуються за кордоном для підключення портативних комп'ютерів до мереж загальнодоступного та корпоративного користування в магазинах, університетах, аеропортах, складах тощо. Так як вони призначені для роботи з портативним комп'ютером, їхня схема мінімізована по споживанню енергії, з чим пов'язана невисока потужність передавача (30-100 мВт). Внаслідок відносно невисокої ціни такі пристрої в Росії застосовуються повсюдно для будь-яких застосувань бездротового зв'язку. І часто їхня невисока вихідна потужність – це єдине, що не задовольняє кінцевого замовника. У цьому випадку на сцені з'являються вітчизняні підсилювачі потужності, призначені для спільного використання з мініатюрними пристроями IEEE802.11 і дозволяють значно підняти їхню вихідну потужність. Про проектування та випробування одного з таких підсилювачів і йтиметься у цій статті.

Зазвичай пристрої IEEE802.11 мають один НВЧ роз'єм, що використовується для підключення антени, перемикання приймання-передача відбувається всередині пристрою, так як ця система з тимчасовим поділом. Тому перша проблема, яку треба було вирішити при розробці підсилювача потужності - це поділ каналів прийому та передачі з метою посилення останнього та по можливості мінімального ослаблення першого. Для описаного поділу можна використовувати пасивні пристрої – циркулятори. Про проектування підсилювачів потужності з циркулятором було детально розказано в [2], тому в цій статті йтиметься про інший спосіб - використання активного перемикача.

Мал. 1. Структурна схема підсилювача потужності з перемикачем

Особливість використання НВЧ перемикачі полягає у необхідності формування сигналу управління для перемикання режимів приймання-передачі. Звичайно, такий сигнал можна брати з самого пристрою IEEE802.11, але в цьому випадку втрачається зручність користування підсилювачем, так як крім НВЧ кабелів необхідне підключення ще одного кабелю, що управляє. Крім того, у явному вигляді сигнал перемикання приймання-передача на роз'єм PCMCIA не виведено. Для отримання сигналу управління перемикачем у розробленому підсилювачі застосовано НВЧ детектор, реалізований на діоді Шоттки типу HSMS-2850 фірми Agilent. Діод Шоттки HSMS-2850, призначений для детектування, модуляції, змішування та поділу частоти в діапазоні від 915 МГц до 5.8 ГГц на частоті 2.45 ГГц (середньої робочої частоти розробленого підсилювача) має чутливість 35 мВ/мкВатт. Докладніше про технічні параметри цього компонента можна прочитати в [3] або в Інтернеті на agilent.ru. Для узгодження діода Шоттки на частоті 2.45 ГГц застосовано резонансний ланцюг, що складається з двох смужок. Її розрахунок наведено в [4], крім того, для її розрахунку можна використовувати мікрохвильовий калькулятор AppCad, що безкоштовно розповсюджується компанією Agilent.

Рис. 2. Зовнішній вигляд пристрою

Структурна схема розробленого підсилювача показано на рис. 1, зовнішній вигляд – на фотографії, рис. 2. Як активний елемент підсилювача використаний польовий транзистор SHF-0289 на арсеніді галію фірми Stanford Microdevices. Цей перспективний компонент забезпечує вихідну потужність не менше ніж 30 дБм на частоті 2.45 ГГц при вхідній потужності 20 дБм. Деяким недоліком його застосування можна назвати необхідність напруги живлення 8 Вольт, але, як показали експерименти, він задовільно працює і при напрузі 5 Вольт, якщо не вимагати від нього повної потужності на виході. Схема включення транзистора, наведена в документації застосування [5], досить складна, при цьому значеннями деяких компонентів при налаштуванні необхідно варіювати для отримання прийнятних параметрів, але така доля всіх польових транзисторів.

З виходу транзисторного підсилювача посилений сигнал передавача надходить на НВЧ перемикач SW-438 фірми MA-COM. Цей недорогий арсенід-галієвий перемикач, розміщений у пластмасовому корпусі SOT-363 для поверхневого монтажу, забезпечує мале згасання при прямому проходженні сигналу (не більше 0.7 дБ на 2.4 ГГц), високу ізоляцію (не менше 25 дБ) і практично не споживає 10 мкА на 3 Вольт). Зазвичай польові НВЧ перемикачі управляються негативною напругою, тому ще однією з його переваг можна назвати можливість управління як негативною, так і позитивною напругою - при проектуванні свого драйвера це дуже зручно. Детальну технічну документацію на цей компонент можна знайти на сайті фірми-виробника: macom.com.

Рис. 3. Принципова схема

НВЧ перемикачем управляє драйвер, у ролі якого у цій схемі виступає швидкодіючий мультиплексор аналогових сигналів фірми Analog Devices ADG774ABRQ. У його функції входить одночасне перемикання сигналів 0 і +2.5 Вольта на входах керуючих перемикача SW-438 за сигналом виявлення потужності на вході НВЧ детектора, що передається через виконавчий елемент - транзистор КТ-3130. Рівень + 2.5 Вольта формується резистивним дільником R7/R8 – дивіться принципову схему на рис. 3. ADG774ABRQ має низький опір у відкритому стані - 2.2 Ом, може функціонувати при напрузі як 5, так і 3 Вольта, по керуючих входах сумісний ТТЛ/КМОП. Основна перевага, що відрізняє ADG774ABRQ від своєї першої реалізації - ADG774BRQ, полягає в подвоєній смузі пропускання аналогового сигналу - 400 МГц і малого часу перемикання - 3 нс, що дозволяє використовувати такий мультиплексор у будь-яких сучасних телекомунікаціях, докладніше про нього [7].

Мал. 4. Результати випробувань

Результати випробувань розробленого пристрою показані на графіку, рис 4. Коефіцієнт посилення пристрою в децибелах і вихідна потужність децибелах до милливатту показані на графіку залежно від робочої частоти. На закінчення хотілося б відзначити, що використання фольгованого фторопласту товщиною 1 мм замість фольгованого склотекстоліту товщиною 1.5 мм як матеріал підкладки підсилювача дозволило б істотно поліпшити отримані результати.

Список використаної літератури

1. Шахнович І. "Бездротові локальні мережі. Анатомія стандартів IEEE802.11". - Електроніка: Наука, Технологія, Бізнес. – № 1, 2003. – С. 38-48.
2. Малигін І.В. "Розробка та дослідження підсилювачів потужності НВЧ радіомодемів стандарту IEEE802.11" - Компоненти та технології. – № 9, 2002. – С. 24 – 25.
3. Surface Mount Microwave Schottky Detector Diodes HSMS-2850 Series. Technical Data. Communications Components Designer's Catalog. Hewlett Packard. 5966-0895E (9/97).
4. 2.45 ГГц Detector Demonstration Board. assemble and operating instructions. HSMS-2850. Semiconductor Products Designer's Catalog. Agilent Technologies CD. 5968-7805E (11/99).
5. SHF-0289. DC – 3 GHz, 1.0 Watt, CaAs HFET. Product Description. Stanford Microdevices, stanfordmicro.com. EDS-101241 Rev A.
6. GaAs SPDT Switch DC-3.0 GHz SW-438 Ver. 2.00, MA-COM, Tyco/Electronics.
7. Low Voltage 400 VHz Quad 2:1 Mux with 3 ns Switching Time ADG774A. REV.0. Analog Devices Inc., 2001, analog.com.

Автор: Малигін І.В.; Публікація: library.espec.ws

Дивіться інші статті розділу Комп'ютери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Мікросхеми TB6865FG та TB6860WBG для бездротової зарядки 20.12.2012 Компанія Toshiba вирішила об'єднатися із Hanrim Postec у розробці систем бездротового живлення електронних пристроїв. Партнери направили спільні зусилля на створення продуктів, що базуються на стандарті Qi 1.0, прийнятому консорціумом Wireless Power Consortium (WPC), членами якого є обидві компанії. Система для безконтактної зарядки, створена Toshiba та Hanrim, призначена для мобільних пристроїв, включаючи смартфони. Вона з'явиться на ринку вже цього місяця. Компанія Hanrim виступила розробником модуля бездротової передачі енергії, Toshiba – мікросхем TB6865FG та TB6860WBG. Перша мікросхема, на ілюстрації показана зліва, є передавачем, друга - приймачем. Передавач TB6865FG здатний одночасно подати живлення двом споживачам, розміщеним на зарядній платформі. У приймач TB6860WBG інтегрований перетворювач постійної напруги. Навантажувальна здатність TB6860WBG – 1200 мА. Приймач може живити зарядний пристрій або заряджати батарею безпосередньо. Постачання ознайомлювальних зразків TB6865FG та TB6860WBG починаються у поточному місяці, серійних – у січні 2013 року.

Інші цікаві новини:

▪ Ручний осцилограф ScopeMeter 190

▪ Монітор Samsung S27B971DS з панеллю PLS 2560 x 1440 пікселів

▪ Отримання графену з побутового сміття

▪ Річкою - як по шосе

▪ Надлегкий ноутбук Fujitsu Lifebook WU-X/G

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Будинок, присадибне господарство, хобі. Добірка статей

▪ стаття Основи соціології та політології. Шпаргалка

▪ стаття Як утворюються міражі? Детальна відповідь

▪ стаття Функціональний склад телевізорів Normende Довідник

▪ стаття Зварювальний апарат з електродвигуна. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Блок регулювання великих випрямлених струмів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

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

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024