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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Amplificateur de puissance micro-ondes avec interrupteur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / ordinateurs La spécificité de l'utilisation de certains moyens de communication étrangers dans les conditions russes est la nécessité de compléter la fonctionnalité de ces moyens avec une variété de décodeurs de production nationale. Par exemple, les systèmes de communication sans fil de la norme IEEE802.11 [1], réalisés dans la conception des cartes PCMCIA, sont utilisés à l'étranger pour connecter des ordinateurs portables aux réseaux publics et d'entreprise dans les magasins, les universités, les aéroports, les entrepôts, etc. Puisqu'ils sont conçus pour fonctionner avec un ordinateur portable, leur circuiterie est minimisée en termes de consommation d'énergie, ce qui est associé à une faible puissance d'émission (30-100 mW). En raison de leur prix relativement bas, de tels appareils en Russie sont utilisés partout pour toutes les applications de communication sans fil. Et souvent, leur faible puissance de sortie est la seule chose qui ne satisfait pas le client final. Dans ce cas, des amplificateurs de puissance domestiques apparaissent, conçus pour être utilisés avec des appareils miniatures IEEE802.11 et leur permettant d'augmenter considérablement leur puissance de sortie. La conception et les tests de l'un de ces amplificateurs seront abordés dans cet article. Habituellement, les appareils IEEE802.11 ont un connecteur micro-ondes utilisé pour connecter l'antenne, la commutation émission/réception a lieu à l'intérieur de l'appareil, car il s'agit d'un système à division temporelle. Par conséquent, le premier problème qui devait être résolu dans le développement d'un amplificateur de puissance était la séparation des voies de réception et d'émission afin d'amplifier la seconde et, si possible, d'atténuer la première le moins possible. Pour la séparation décrite, vous pouvez utiliser des dispositifs passifs - des circulateurs. La conception des amplificateurs de puissance avec un circulateur a été décrite en détail dans [2], donc cet article se concentrera sur une autre manière - en utilisant un commutateur actif.
Une caractéristique de l'utilisation de commutateurs hyperfréquences est la nécessité de générer un signal de commande pour commuter les modes de réception-émission. Bien sûr, un tel signal peut être extrait du périphérique IEEE802.11 lui-même, mais dans ce cas, la commodité d'utilisation de l'amplificateur est perdue, car en plus des câbles micro-ondes, un câble de commande supplémentaire doit être connecté. De plus, le signal de commutation réception-émission n'est pas émis explicitement vers le connecteur PCMCIA. Pour obtenir le signal de commande de l'interrupteur, l'amplificateur développé utilise un détecteur hyperfréquence à base d'une diode Schottky de type HSMS-2850 d'Agilent. La diode Schottky HSMS-2850, conçue pour la détection, la modulation, le mélange et la division de fréquence dans la plage de 915 MHz à 5.8 GHz à une fréquence de 2.45 GHz (la fréquence de fonctionnement moyenne de l'amplificateur développé), a une sensibilité de 35 mV/ μW. Plus de détails sur les paramètres techniques de ce composant peuvent être trouvés dans [3] ou sur Internet à agilent.ru. Pour faire correspondre la diode Schottky à une fréquence de 2.45 GHz, un circuit résonant composé de deux bandes a été utilisé. Son calcul est donné dans [4], de plus, pour son calcul, vous pouvez utiliser le calculateur hyperfréquence AppCad distribué gratuitement par Agilent.
Le schéma fonctionnel de l'amplificateur développé est illustré à la fig. 1, apparence - sur la photographie, fig. 2. Le transistor à effet de champ SHF-0289 à base d'arséniure de gallium de Stanford Microdevices a été utilisé comme élément actif de l'amplificateur. Ce composant évolutif offre une puissance de sortie d'au moins 30 dBm à 2.45 GHz avec une puissance d'entrée de 20 dBm. Certains inconvénients de son utilisation peuvent être appelés la nécessité d'une tension d'alimentation de 8 volts, mais comme l'ont montré des expériences, cela fonctionne de manière satisfaisante même à une tension de 5 volts, si vous n'en avez pas besoin à pleine puissance de sortie. Le circuit de commutation du transistor, donné dans la documentation d'application [5], est assez compliqué, alors que les valeurs de certains composants lors de l'accord doivent être variées pour obtenir des paramètres acceptables, mais tel est le sort de tous les transistors à effet de champ. À partir de la sortie de l'amplificateur à transistor, le signal de l'émetteur amplifié est transmis au commutateur micro-ondes SW-438 par MA-COM. Logé dans un boîtier de montage en surface en plastique SOT-363, ce commutateur GaAs à faible coût offre une faible atténuation directe (0.7 dB ou moins à 2.4 GHz), une isolation élevée (25 dB ou plus) et pratiquement aucune consommation d'énergie (moins de 10 µA à 3 Volts). En règle générale, les commutateurs de champ micro-ondes sont contrôlés par une tension négative, donc un autre de ses avantages est la capacité de contrôler à la fois la tension négative et positive - c'est très pratique lors de la conception de votre pilote. La documentation technique détaillée [6] de ce composant est disponible sur le site Web du fabricant : macom.com.
Le commutateur micro-ondes est contrôlé par un pilote qui, dans ce circuit, est un multiplexeur de signaux analogiques à grande vitesse d'Analog Devices ADG774ABRQ. Ses fonctions incluent la commutation simultanée des signaux 0 et +2.5 volts aux entrées de commande du commutateur SW-438 en fonction du signal de détection de puissance à l'entrée du détecteur de micro-ondes, transmis via l'élément d'actionnement - le transistor KT-3130. Le niveau + 2.5 Volts est formé par un diviseur résistif R7 / R8 - voir le schéma de circuit de la fig. 3. L'ADG774ABRQ a une faible résistance à l'état passant de 2.2 ohms, peut fonctionner à 5V ou 3V, et est compatible TTL/CMOS avec des entrées de contrôle. Le principal avantage qui distingue l'ADG774ABRQ de sa première implémentation, l'ADG774BRQ, est la double bande passante du signal analogique - 400 MHz et le temps de commutation court - 3 ns, ce qui permet d'utiliser un tel multiplexeur dans toutes les télécommunications modernes, plus à ce sujet dans [7].
Les résultats des tests de l'appareil développé sont indiqués dans le graphique, Figure 4. Le gain de l'appareil en décibels et la puissance de sortie en décibels par milliwatt sont indiqués dans le graphique en fonction de la fréquence de fonctionnement. En conclusion, nous voudrions noter que l'utilisation de PTFE feuilleté de 1 mm d'épaisseur au lieu de fibre de verre feuilletée de 1.5 mm d'épaisseur comme matériau de substrat de l'amplificateur améliorerait considérablement les résultats obtenus. Liste de la littérature utilisée
Auteur : Malygin I.V. ; Publication : bibliothèque.espec.ws
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