UPC2710T高頻放大器

2021-10-06 07:40:02 字數 3330 閱讀 4587

為了解決在信標組中調頻射頻訊號功率放大的問題,在之前通過若干實驗來研究了射頻訊號放大:

本文針對nec的另外乙個射頻放大晶元upc2710進行實驗研究,獲得它在放大fm無線訊號中的效能。

upc2710t 是nec公司的1.5ghz頻寬的矽寬頻放大器。 它的主要技術指標可以從器件的資料手冊中得到。具體如下:

▲ upc2710t主要特性

下面是upc2710t典型的應用電路:

▲ upc2710t典型應用電路

upc2710t內部等效電路為:

▲ 內部等效電路

其它的技術指標參加upc2710t的資料手冊

設計實驗原理圖:

▲ 實驗電路原理圖

請注意,這個晶元的定義管腳分布與正常的封裝非常不一樣,它是從底部來看,符合正常的管腳分布

▲ upc2710tb 管腳封裝配置

注意:由於管腳分布與正常不一樣,也造成了最初的實驗電路板錯誤!!!!

經過修改之後,重新鋪設佈線得到的實驗電路。

▲ 實驗pcb板

在麵包板上搭建實驗電路。 輸出訊號經過31db的衰減反饋到dsa815頻譜儀。

dsa815測試引數:

由於輸出為-20dbm,輸出衰減31db,所以從測量的輸入頻譜功率加上51db便是放大器的功率增益。

▲ 實驗電路

(1) l取1uh:測量的輸出功率曲線為:

▲ 測量輸出增益曲線

在電路中形成兩個主要的峰值:

(2)l取1mh:測量輸出功率曲線為:

▲ 測量輸出增益曲線

(1) 測量結果疑問

上述測試結果,存在以下兩個疑問:

為什增益會出現峰值? 兩個峰值頻率之間基本上是二倍關係。這個峰值頻率是有什麼決定的呢?

在峰值的增益,基本上符合upc2710的功率增益。在其它頻率處的增益都遠遠低於upc2710的功率增益。

通過更換 l的取值,1uh, 1000uh對於這些峰值頻率沒有太多的影響。

對比上面兩個測試結果,可以看出,在低頻部分,l=1mh的增益要比l=1uh大。

(2) 峰值上的平頂

在前面輸出功率中,兩個峰值都具有平頂。展開頻率檢視:

▲ 峰值處展開,顯示平頂的情況

猜測原因:

這應該是upc2710t的輸出飽和限制。upc2710t輸出功率最大為+13.5dbm,與峰值對應+31ddb基本符合。

驗證,在輸入訊號加10db衰減,測量輸出頻譜如下:

▲ 增加輸入衰減之後輸出頻譜

輸出平頂消失了,這驗證了前面平頂是由upc2710t輸出功率飽和引起的。

重新測量1~150mhz的輸出頻譜:

▲ 輸出頻譜增益曲線

(3) 輸入訊號衰減對輸出訊號的影響

使用衰減器對輸入訊號進行衰減。分別測量在不同的衰減的情況下,輸出頻譜的變化。

▲ 輸入訊號衰減其

下面是衰減分別為0~50,每隔10db所對應的輸出訊號的增益。

▲ 輸出訊號頻譜與輸入訊號衰減

可以看出,在66mhz及其諧波處的峰值隨著訊號衰減越來越突出。說明在這些頻率點存在著自激振盪的情況。

產生這些振盪頻率的原因:

猜測原因:這部分可能是由於在麵包板上,輸入輸出之間在相隔一插孔間隔之間的耦合造成的。

修改實驗電路板,不再使用麵包板的介面進行實驗。

▲ 實驗電路板原理圖

▲ 實驗電路板

對輸入訊號進行0~50db衰減,測量輸出訊號的頻譜。

▲ 在對輸入訊號不同的衰減情況下輸出訊號頻譜

從上面測量結果來看,在麵包板上出現的峰值消失了。

在輸入衰減為0db是,訊號的增益為-30dbm,由此可以推斷出此時upc2710t的功率增益大約為20db。

測試upc2701基本的功率放大功能;

在麵包板上測量輸出增益中存在著自激振盪的情況;這是由於麵包板上的耦合造成的。

通過製作電路實驗板,可以驗證前述的自激振盪訊號消失了。

實驗獲得upc2710t 的功率增益在20db。與其手冊中對應的33db功率增益相比,增益少了大約13db,這其中的原因是什麼?

猜測:

這其中可能是由於實驗電路對於輸入輸出的阻抗沒有進行適當的匹配在成的。

特別注意:

upc2701t 的封裝與正常的晶元封裝不同!這需要特別注意。

實驗電路工程檔案:ad\test\2020\upc2710t\testupc2710t.schdoc ↩︎

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