fbpx

שיטוח של שיפוע הגברה שלילי עם אקולייזר MMIC קבוע

Share this article
Share on linkedin
Share on facebook
Share on twitter

שיטוח של שיפוע הגברה שלילי עם אקולייזר MMIC קבוע

“Rohan Shrotriya, מהנדס יישום, Mini-Circuits “

 מבוא 

אקולייזרים הם רכיבים המשמשים לפצות על שיפוע הגברה שלילי של מגבריםבניגוד למנחת סטנדרטי עם תגובת תדר שטוחהאקולייזר הוא סוג ייחודי של מנחת עם הפסד מעבר(insertion lossנמוך בעת עליית התדר, עם שיפוע מסוים ידוע. מאפיין זה הוא שימושי למתכנני מערכות שעובדים עם מגברים בטווח תדרים רחב (wideband). במאמר יישומי זה, אנו חוקרים כיצד אקולייזרים משמשים כדי לפצות על שיפוע הגברה שלילי ביישומי מגבר שוניםנערכת סקירה של סוגי האקולייזרים השונים ומאפייניהםומוצג מקרה מבחן לחיבור בין מגבר MMIC מסוגPHA-1+  בטווח תדרים רחב של Mini-Circuits לבין אקולייזר MMIC מסוג EQY-6-63+. נתוני הבדיקה מסופקים כדי להמחיש את התגובה המשולבת. 

2.0 ניהול של שיפוע הגברה שלילי 

רוב מגברי MMIC לשימוש כללי פועלים בטווח תדרים רחבהמכסה מספר טווחים יישומייםעם זאתמגברים אלה כוללים לעתים קרובות תגובת הגברה שפוחתת עם התדרדבר זה נכון במיוחד לגבי מגברים בטווח תדרים רחב עם הגברה גבוההשיפוע הגברה שלילי עלול להוות מגבלה מרכזית ליישומים בטווח תדרים רחב הדורשים ביצועי הגברה עקביים על פני טווחי תדרים רחביםשיפוע לא רצוי בתגובת ההגברה לעומת התדר עלול להחריף על ידי חיבור מגברים אלה באופן סדרתיטכניקה נפוצה כדי להגדיל את ההגברה הכוללת. 

אחת הדרכים לעקוף את הבעיה היא להשתמש במגברים שונים לטווחי תדרים שונים, עם ערכי הגברה ספציפיים בטווחי תדרים צריםעם זאתגישה זו מוסיפה עלות ומרכיבים לתכנוןוהיא תופסת יותר מקום בפריסת הPCB של המשתמשגורמים אלה עלולים להפוך את הגישה הזאת לבלתי מעשיתובדרך כלל עדיף להשתמש ברכיב אחד עם הגברה שטוחה על פני טווח תדרים רחבכאן נכנסים האקולייזריםהוספת אקולייזר על המוצא של מגבר עם טווח תדרים רחב יוצרת אפקט של השטחת ההגברה על ידי שילוב של תגובת ההגברה של המגבר עם תגובת הפסד המעבר (insertion loss) של האקולייזרהמחיר הוא הקרבה מסוימת של הגברה לטובת השטחה בטווח תדרים שמיש רחב יותר. 

3.0 סוגי האקולייזרים השונים  

קיימים ארבעה סוגים בסיסיים של אקולייזריםשכל אחד מהם עשוי להתאים, בהתאם ליישום הספציפי ולמגבר הנמצא בשימוש: 

  • אקולייזרים עם שיפוע חיובי (איור 1) כוללים תגובת הפסד מעבר עם שיפוע חיובי ביחס לתדרסוג זה של אקולייזרים משמש להשוואת מגברים או מערכות עם שיפוע הגברה חיובי. 
  • אקולייזרים עם שיפוע שלילי (איור 2) כוללים תגובת הפסד מעבר שיורדת ביחס לתדרסוג זה של אקולייזרים משמש להשוואת מגברים או מערכות עם שיפוע הגברה שליליכמו בדוגמה למטה. 
  • אקולייזרים עם שיפוע חיובי פרבולי (איור 3) כוללים תגובת הפסד מעבר שעולה בצורה פרבולית עם עליית התדרמשמשים להשוואת השונות בהגברה במערכות עם הגברה גבוהה בקצות טווח התדרים והגברה נמוכה בתדרים המרכזיים. 
  • אקולייזרים עם שיפוע שלילי פרבולי (איור 4) כוללים תגובת הפסד החדרה שיורדת בצורה פרבולית עם עליית התדרמשמשים להשוואת השונות בהגברה במערכות עם הגברה נמוכה בקצות טווח התדרים והגברה גבוהה בתדרים המרכזיים. 

[vc_single_image image=”13485″ img_size=”full” alignment=”right”]

4.0 מקרה מבחן: חיבור בין מגבר MMIC מסוג PHA-1+ לבין אקולייזר EQY-6-63+ עם שיפוע שלילי קבוע

כדי להדגים כיצד ניתן להשתמש באקולייזרים כדי ליצור תגובת הגברה שטוחה ממגברים עם טווח תדרים רחב, חיברנו, בדוגמה זו, בין מגבר MMIC מסוג PHA-1+ בטווח דינמי גבוה לבין אקולייזר EQY-6-63+ עם שיפוע קבוע. סדרת EQYשל Mini-Circuits של אקולייזרים MMIC עם שיפוע שלילי קבוע זמינה במגוון של שיפועים מ-1 עד 10 דציבלים, המאפשרים למשתמשים לבחור את הערך המתאים לתגובה המשולבת הרצויה עם המגבר שלהם. התגובות של המודלים EQY-2-63+ (איור 5) ושל EQY-6-63+ (איור 6) המוצגות בהמשך הם של שיפועי 2 דציבלים ושל 6 דציבלים, בהתאמה. יתרונות נוספים של המודלים הם הפסד החזרה (return loss) מצוין (בסוג של 20 דציבלים), יכולת יוצאת דופן לטיפול בעוצמה (בסוג של +31 dBm) וגודל אריזה קטן (2 X 2 מ”מ)

[vc_single_image image=”13506″ img_size=”full” alignment=”right”]

המגבר PHA-1+ הוא עם טווח תדרי הפעלה בין GHz 0.5 ל- GHz 6, אך ההגברה שלו נעה בין 16.5 דציבלים ב- 100 MHz ל-10 דציבלים ב- 6 GHz. האקולייזר במודל EQY-6-63+ הוא עם אובדן מעבר הנע בין 7 דציבלים ב-100 MHz ל-0.5 דציבלים ב- 6 GHz, דבר שהופך אותו למלווה מצוין לשיפוע ההגברה השלילי של המגבר. אנו מצפים שהתגובה המשולבת תגרום להשוואת ההגברה של PHA+ 1 לערך שטוח של כ-9.5 עד 10 דציבלים.

תצורת המבחן המוצגת באיור 7 שימשה לבדיקת התגובה המשולבת של המגבר והאקולייזר יחד.

לוחות ההערכה לכל יחידה חוברו בצורה טורית עם האקולייזר במוצא של המגבר וחוברו למנתח רשת וקטורי (vector network analyzer). ההגברה והפסד ההחזרה נמדדו על פי התדרים. כדי להתמודד עם השונות בבדיקה, נלקחו בחשבון 5 יחידות של PHA-1+ ו-3 יחידות של EQY-6-63+ . מתקני הבדיקה למגבר ולאקולייזר מוצגים באיורים 8א ו-8ב, והם זמינים מהמלאי לצרכי הבדיקה של הלקוחות.

[vc_single_image image=”13507″ img_size=”full” alignment=”right”][vc_single_image image=”13508″ img_size=”full” alignment=”right”]

5.0 נתוני הבדיקה

איורים 7 ו -8 מראים את תגובת הפסד המעבר שנמדדה באקולייזר EQY-6-63+ עם שיפוע שלילי של כ-6 דציבלים ותגובת ההגברה של המגבר PHA-1+, גם הוא עם שיפוע שלילי של כ-6 דציבלים. אנו צופים כי ההפסד הגבוה יותר בקצה הנמוך של תגובת האקולייזר ישטח את ההגברה הגבוהה יותר בקצה הנמוך של תגובת המגבר, וכתוצאה מכך הביצועים הכוללים יהיו בטווח של 0.5 עד 6 GHz

[vc_single_image image=”13509″ img_size=”full” alignment=”right”]

איור 9 מציג את תגובת התדר שנמדדה של PHA-1+ ושל EQY-6-63+ בחיבור סדרתי במתקן הבדיקה. שימו לב לתגובה השטוחה עם הגברה באמצע הטווח של 10 דציבלים ושונות מינימאלית של 0.6 ± דציבלים על פני כל הטווח של 0.5 עד 6 GHz. תוצאה זו מביאה להשפעה הצפויה על סמך התגובות האינדיבידואליות של המגבר והאקולייזר.

[vc_single_image image=”13510″ img_size=”full” alignment=”right”]

איורים 10 ו-11 ממחישים שאובדן ההחזרה בכניסה ובמוצא של הזוג המשולב טוב יותר או שווה לזה של המגבר כאשר משתמשים בו לבד. זאת בשל אובדן ההחזרה המעולה של EQY-6-63+ והתאמה מצוינת לרוחב טווח התדרים המלא. הגרפים בתרשים 12 מראים השוואה של תגובת ההגברה של המגבר לבדו לעומת המגבר והאקולייזר המחוברים, המפצים באופן אפקטיבי על שיפוע ההגברה השלילי של המגבר.

[vc_single_image image=”13511″ img_size=”full” alignment=”right”][vc_single_image image=”13512″ img_size=”full” alignment=”right”]

6.0 סיכום

בין כל היחידות שנבדקו, ההשטחה הממוצעת של ההגברה הייתה במסגרת של 1.3 ± דציבלים. במגבר PHA-1+ היתה שונות הגברה של 6 דציבלים בין 100 MHz ל-6000 MHz. באמצעות החיבור הסדרתי של EQY-6-63+ עם PHA-1+ הצלחנו לפצות על השונות בהגברה עם שיפוע אובדן המעבר השלילי של 6 דציבלים באקולייזר. לכן, האקולייזר EQY-6-63+ הוא התאמה מצוינת לשימוש לצד המגבר PHA-1+ כדי להשיג תגובת הגברה שטוחה בטווח תדרים רחב. זוהי רק דוגמא אחת לאופן שבו ניתן להשתמש בחיבור אקולייזר ומגבר כדי לשטח את תגובת ההגברה בעת שימוש במגברים עם טווח הגברה רחב.

6.0 שילובים מומלצים אחרים של מגבר ואקולייזר

כדוגמאות נוספות של התאמות שמובילות לתוצאות אופטימליות, אנו ממליצים על השילובים הבאים:

[vc_single_image image=”13513″ img_size=”full” alignment=”right”]

Share this article
Share on linkedin
Share on facebook
Share on telegram
Share on whatsapp
Need Help?