Design Bild 6: Gepulste
Design Bild 6: Gepulste Output-Hüllkurve der PA Bild 5: Gemessene S-Parameter der PA Bild 4 zeigt eine Abbildung des fertig zusammengebauten Verstärkers. Das 8 mil starke Rogers 4003 PCB wird auf einem T-Träger aus einer Aluminium-Legierung befestigt, der wiederum auf einem Kühlkörper montiert ist. Ein schneller Stromkreis zum Schalten des Drains ist auf dem gleichen PCB vorgesehen. Dieser Bereich ist mit grünem Lötstopplack beschichtet, der im HF-Bereich weggelassen wird. Eine Endplatte ist an der Rückseite des T-Carriers vorgesehen. Hier befinden sich die Anschlussbuchsen für die Bias-Spannung und die Kontrollspannungen: • blauer Draht für Gate-Bias • roter Draht für Drain-Bias • gelber Draht aktiviert das Drain-Schalten • schwarzer Draht = 0 V. HF-Ein- und -Ausgang sind so ausgeführt, dass sie zu kantenmontierten Verbindungsstücken von South West Microwave passen. Beachten Sie das Loch in der Vorderseite des T-Trägers. Dies ermöglicht die Unterbringung eines Thermoelements direkt unter dem Transistor- Package. Durch thermische Analyse wurde ermittelt, dass der thermische Widerstand zwischen dem Thermoelement und dem Package (durch die Platine gemessen) 8 °C/W betrug, was eine bequeme Berechnung der Package-Temperatur für eine gegebene Verlustleistung ermöglicht. Gemessene Leistungsdaten Kleinsignal-S-Parameter-Messungen wurden am fertig aufgebauten Verstärker bei Temperaturen von -33 °C, +25 °C und +85 °C vorgenommen. Diese Messungen wurden mit CW durchgeführt; die Ergebnisse zeigt Bild 5. Die S-Parameter-Daten zeigen, dass der Endverstärker einen Kleinsignalgewinn um ll dB über das Ganze Band erreicht, der um +l,5 dB in Abhängigkeit von der Temperatur schwankt. Die Eingangs-Rückflussdämpfung wird kaum durch die Temperatur beeinflusst und ist besser als 15dB über dem Band. Die Ausgangs-Rückflussdämpfung liegt nominell bei 9,2 dB und schwankt um +l dB über der Temperatur der PA. Großsignalmessungen wurden ebenfalls über die Temperatur durchgeführt. Die Messungen erfolgten unter gepulsten Bedingungen und verwendeten den auf dem Board befindlichen Stromkreis zum Schalten des Drains, der für eine Einschaltzeit von 20 ns sorgte. Der Arbeitszyklus betrug 10% und die Impulsbreite 500 µs. Die HF-Hüllkurve während des 500-µs-Impulses bei 3 dB Kompression zeigt Bild 6 in Bandmitte. Saubere, schnelle Bild 7: P out in Abhängigkeit von P in der PA Bild 8: Drain-Wirkungsgrad in Abhängigkeit von P in der PA 34 hf-praxis 7/2016
Design Flanken sind sichtbar, und der Leistungsabfall während der Impulsperiode ist sehr gering. Während der Großsignalmessungen wurde die Eingangsleistung von ca. l0 dB Unteraussteuerung bis zu einer Gewinnkomprimierung von 3 dB (bzw. sogar noch etwas darüber) gesweept. Während des Leistungs-Sweeps steigt die in Wärme umgesetzte Verlustleistung im Transistor-Package an, so dass auch seine Temperatur größer wird. In den folgenden Diagrammen beziehen sich „low_temp“, „high_temp“ und „nom_temp“ auf Transistor- Basistemperaturen von -33 °C, +85 °C und +25 °C jeweils am 3-dB-Kompressionspunkt. Man sieht, dass die Ausgangsleistung in Bandmitte bei 3 dB Kompression nominell 37,1 dBm beträgt und nur um ± 0,2 dB über der Temperatur schwankt. Siehe Diagramme 7 und 8. Bild 8 zeigt die Drain-Effizienz und verdeutlicht, dass bei 3 dB Kompression der normale Drain- Wirkungsgrad 57%, bei niedrigen Temperaturen ungefähr 55% und bei hohen Temperaturen ca. 54% beträgt. Die entsprechende PAE (power added efficiency) bei 3 dB Komprimierung und Nenntemperatur beträgt 48,5%, bei niedrigen Temperaturen 48,5% und bei hohen Temperaturen 44%. ■ Plextek RFI www.plextekRFI.com Bild 9: Zusammenfassung des Großsignal-Leistungsverhaltens der PA MESSBAR MEHR SPEKTRUM- ANALYSATOREN. Passende Benchtop-, Handheld- oder Modularlösungen zur spektralen Erfassung von Störgrößen in der Entwicklung, Produktion, Qualitätssicherung uvm. – von kosteneffi zient bis leistungsstark ab 3 Hz bis zu 1,1 THz*. Jetzt Messlösung finden unter: www.datatec.de/spektrum Druckfehler, Druckfehler, evtl. technische evtl. technische Änderungen Änderungen und Irrtum und vor Irrtum behalten. vor behalten. * Mit optionalen Frequenz-Extendern Ihr Spezialist für Mess- und Prüfgeräte
