Ich will einen aktiven Frequenzverdoppler aufbauen (2 GHz auf 4 GHz) und
habe dabei den CE3512K2 (pHEMT FET) gefunden.
Gibt es eine einfache Schaltungs-Alternative (anderer Transistor?) in
diesen Frequenzbereich, wo man sich die negative Gate-Spannung ersparen
kann?
Leider scheint es für diesen Transistor wohl nur die S-Parameter vom
Hersteller zu geben, ich will eigentlich ein nichtlineares Modell dieses
Transistors zum Simulieren haben - Schade.
VG
Daniel
Daniel schrieb:> Gibt es eine einfache Schaltungs-Alternative (anderer Transistor?) in> diesen Frequenzbereich, wo man sich die negative Gate-Spannung ersparen> kann?
Jeder (HF-) Transistor der so verzerrt (seinen Arbeitspunkt so einge-
stellt bekommt) dass er die erste Oberwelle optimal stark ausgibt.
Das kann man in LTSpice durch probieren optimieren.
So ein FET ist ziemlich empfindlich und daher schwer zu handlen,
ausserdem sollte er eine geregelte Gate-Spannung haben damit der
Arbeistpunkt stabil bleibt. Das erfordert einen zusätzlichen
OpAmp.
Einfache Alternative:
Passiver Verdoppler, z.B. Minicircuits KSX2-14+ oder
Hittite (Analog Devices) HMC189AMS8 passt ganz gut.
Filtern (Grundwele unterdrücken) muss man so oder so ....
Vestärken danach auch meistens ...
HF Pfuscher schrieb:> Jeder (HF-) Transistor der so verzerrt (seinen Arbeitspunkt so einge-> stellt bekommt) dass er die erste Oberwelle optimal stark ausgibt.
Mit der 2ten Oberwelle (3*f0) tut man sich da deutlich leichter ;-)
Ich wollte es eigentlich schon mit einem Transistor versuchen in der
(vielleicht naiven) Hoffnung, danach mit einer zusätzlichen
Verstärkerstufe auszukommen.
Aber das mit dem Nachregeln beim FET (OPamp) hab ich nicht bedacht.
Ich habe in einem Skript gelesen, dass alleine mit Dioden ein
Leistungseinbruch von -16dB zu erwarten ist.
-3dBm ist das Eingangssignal mit 2 GHz, ca. 14dBm würde ich auf 4 GHz
benötigen
my2ct schrieb:> Mit der 2ten Oberwelle (3*f0) tut man sich da deutlich leichter ;-)
Yes. Aber das ist nicht VERDOPPELN.
Daniel schrieb:> Ich habe in einem Skript gelesen, dass alleine mit Dioden ein> Leistungseinbruch von -16dB zu erwarten ist.
Die aktuellen Werte kannst du aus den Datenblättern der
genannten Chips entnehmen.
Daniel schrieb:> -3dBm ist das Eingangssignal mit 2 GHz, ca. 14dBm würde ich auf 4 GHz> benötigen
Die Gegebenheiten hast du genannt, dann werden dir die Schluss-
folgerungen daraus nicht schwerfallen. Einfache Rechnung genügt ;-)
Die Hoffnung etwas geschenkt zu bekommen kannst du begraben.
Daniel schrieb:> -3dBm ist das Eingangssignal mit 2 GHz
Den Pegel des Signals bestimmst nicht du sondern das verwendete
Verdoppler-Bauteil.
D.h. du musst am Eingang liefern, nicht fordern.
Ein Mischer ist normalerweise nicht als Verdoppler gedacht. Der LTC5549
enthält zufällig einen Verdoppler für den LO, aber der war sicher nicht
gemeint.
Man kann allerdings einen Multiplizierer (≈ Mischer) zum Quadrierer
machen, wenn man an beide Eingänge dieselbe Frequenz anlegt, dann kommt
vor allem die doppelte Frequenz heraus. Aber +14dBm werden es nicht
sein.
Christoph db1uq K. schrieb:
...
> Man kann allerdings einen Multiplizierer (≈ Mischer) zum Quadrierer> machen, wenn man an beide Eingänge dieselbe Frequenz anlegt, dann kommt> vor allem die doppelte Frequenz heraus. Aber +14dBm werden es nicht> sein.
Der LTC5549 war nur der erste mit passendem Frequenzbereich den ich
fand.
Mir ist schon klar, dass da nicht direkt die Wunschleistung rauskommt.
Filtern und verstärken muss er ja auf jeden Fall.
Der Mischer sollte aber einen besseren Wirkungsgrad als ein
übersteuerter Transistor haben und auch weniger störendes Beiwerk oder
irre ich mich da?
Arno
Arno H. schrieb:> und auch weniger störendes Beiwerk oder irre ich mich da?
Welch denkbares "störendes Beiwerk" sollte denn ein Transistor
noch bringen?
Ein Transistor der nicht schwingt kann nur Rauschen und
Grundwelle + Oberwellen erzeugen/ausgeben.
Daniel schrieb:> Ich will einen aktiven Frequenzverdoppler aufbauen (2 GHz auf 4 GHz) und> habe dabei den CE3512K2 (pHEMT FET) gefunden.>> Gibt es eine einfache Schaltungs-Alternative (anderer Transistor?) in> diesen Frequenzbereich, wo man sich die negative Gate-Spannung ersparen> kann?>> Leider scheint es für diesen Transistor wohl nur die S-Parameter vom> Hersteller zu geben, ich will eigentlich ein nichtlineares Modell dieses> Transistors zum Simulieren haben - Schade.
Man kann sich schon eher darüber freuen, dass es überhaupt noch / wieder
PHEMTs gibt, nachdem Broadcom nach dem Kauf von Avago auf diesem Sektor
die wirklich guten Sachen erst mal plattgemacht hat.
Neben CEL (ich glaube, das ist eigentlich NEC) bleibt jetzt fast
nur noch Skyworks.
<
https://www.digikey.de/products/de/discrete-semiconductor-products/transistors-fets-mosfets-rf/285?k=phemt>
Es gibt kaum noch Einträge, bei denen nicht "Obsolet" steht.
HF PNPs sind genau so ein trauriges Kapitel.(BFG31, BFT92, 93..)
Spice-Modelle und pHEMTs passen auch nicht gut zusammen. Für ADS
findet man wohl eher was, aber wer leistet sich das schon?
Ich habe einen Verdoppler von 5 auf 10 und von 100 auf 200 MHz mit
BF862 gebaut, grounded grid, äh, gate. Man bekommt dann mit 1:1CT
oder 1:4CT-Trafos schon mal halbwegs Leistungsanpassung auf der
Eingangs-Seite zu den Sourcen. Bei 200 MHz out ist der BF862 aber am
Ende.
Gate bias mit C-überbrückten source-Widerständen, dazu die
üblichen Ferrit-Trafos von Pulse oder MACOM. Geht im Prinzip, aber die
JFETs sind alle Individualisten. Als ich welche für einen massiv
parallelen Verstärker gebraucht habe (wegen Rauschspannung) hatten alle
ganz brav 12.5 mA IDss. Nicht so beim Verdoppler, wo's drauf ankam. :-(
Ich bin dann auf BJTs umgestiegen, da ist einer wie der andere und
es gibt Simulationsmodelle die was taugen. Infineon BFP640 und ein paar
neue, die nicht ganz so aufgeregt sind. Es gibt jetzt auch welche mit
SOT-89 und Emitter am Tab. Dann bekommt wenigstens nicht der Collector
(mit der höchsten Frequenz) die ganze Kapazität nach Masse ab.
Was nimmst Du für Filter? Die pHEMTs sind möglicherweise schlecht
für das Phasenrauschen nahe am Träger wegen 1/f-Rauschen.
Gruß, Gerhard
HF Pfuscher schrieb:> Arno H. schrieb:>> und auch weniger störendes Beiwerk oder irre ich mich da?>> Welch denkbares "störendes Beiwerk" sollte denn ein Transistor> noch bringen?>> Ein Transistor der nicht schwingt kann nur Rauschen und> Grundwelle + Oberwellen erzeugen/ausgeben.
In meiner Naivität hatte ich angenommen, dass der Mischer weniger
unerwünschte Oberwellen erzeugt als der Transistor.
Arno
nachtmix schrieb:> Besser Bipolartreansistoren nehmen.> Gegentaktschaltung im Eingang (Balun) und die Kollektoren> parallelschalten.
Hast du zufällig einen Link zu so einer Schaltung?
Gerhard H. schrieb:> Man kann sich schon eher darüber freuen, dass es überhaupt noch / wieder> PHEMTs gibt, nachdem Broadcom nach dem Kauf von Avago auf diesem Sektor> die wirklich guten Sachen erst mal plattgemacht hat.
Ja, das ist mir auch aufgefallen.
Gerhard H. schrieb:> Ich bin dann auf BJTs umgestiegen, da ist einer wie der andere und> es gibt Simulationsmodelle die was taugen. Infineon BFP640 und ein paar> neue, die nicht ganz so aufgeregt sind.
Den BFP740 hab ich für den Verstärker geplant
(oder eben auch die pHEMT-Transistoren - hab eine Schaltung gefunden, wo
ATF35376 verbaut sind - die sind ja wohl regulär nicht mehr in
Produktion)
Gerhard H. schrieb:> Was nimmst Du für Filter? Die pHEMTs sind möglicherweise schlecht> für das Phasenrauschen nahe am Träger wegen 1/f-Rauschen.
Vermutlich einen Microstrip-Coupled-Line Bandpass.
Im Datenblatt zum Vierquadrantenmultiplizierer AD835 gibt es (Seite 12)
auch einen Abschnitt "SQUARING AND FREQUENCY DOUBLING". Der hat aber nur
eine -3dB-Bandbreite von 250 MHz.
Christoph db1uq K. schrieb:> Ein Mischer ist normalerweise nicht als Verdoppler gedacht. Der> LTC5549> enthält zufällig einen Verdoppler für den LO, aber der war sicher nicht> gemeint.> Man kann allerdings einen Multiplizierer (≈ Mischer) zum Quadrierer> machen, wenn man an beide Eingänge dieselbe Frequenz anlegt, dann kommt> vor allem die doppelte Frequenz heraus. Aber +14dBm werden es nicht> sein.Christoph db1uq K. schrieb:> Im Datenblatt zum Vierquadrantenmultiplizierer AD835 gibt es> (Seite 12)> auch einen Abschnitt "SQUARING AND FREQUENCY DOUBLING". Der hat aber nur> eine -3dB-Bandbreite von 250 MHz.
Danke für die Tipps, nur kosten die Bausteine dann mehr als für die
gesamte Platine geplant war und ich benötige dann trotzdem noch einen
oder mehrere Verstärker...
Ich werde es denk ich mal mit diesen neuen pHEMTs tatsächlich versuchen.
Und in der von mir gefundenen Schaltung (mit dem ATF35376-pHEMT FET)
wurde das Gate gleichspannungsmäßig über einen Widerstand auf GND
gelegt, daher wäre auch keine geregelte Gatespannung nötig.
Ich muss nur noch ein ADS-Modell zum Simulieren finden...
Update: Geschafft!
Nachdem ich für den pHEMT kein Simulationsmodell gefunden hatte
(leider), bin ich auf die Bipolartransistoren umgestiegen.
2 Transistoren mit jeweils einem nachgeschalteten Microstrip-Bandpass
mit jeweils 2dB-Durchlassdämpfung.
Ergebnis (aus der Simulation):
Eingang: -3dBm
Ausgang: 15dBm [bei meiner gewünschten (verdoppelten) Frequenz]
Dass mit dem Balun und den zwei am Kollektor verbundenen Transistoren
habe ich zuerst versucht zu realisieren, den Balun als
Microstrip-Design, aber ein Koppler ist ja an einem Ende offen, damit
ist die Arbeitspunkteinstellung für einen Bipolartransistor nicht
möglich - zumindest ist mir dazu nichts eingefallen. Vielleicht gibt es
da verschiedene Typen, einen mit M...irgendwas hab ich im Internet
gefunden aber dann nicht weiter verfolgt.
