Guten Abend, ein Kollege fragte mich, ob man ein 60MHz-Signal (300W auf 50 Ohm, d. h. nominal +/-173V) im 200kHz-Takt umschalten kann. Soweit ich die Aufgabe kenne, geht es um die Ansteuerung eines Plasmas beim Ätzen. (Beim Umschalten muß man natürlich immer auf 50 Ohm umschalten, damit der HF-Verstärker nicht kaputtgeht). Ich habe gesagt, daß es keine Standardaufgabe ist, aber physikalisch wahrscheinlich schon möglich, und daß ich mir das näher ansehen müsse. Daher meine Frage: Gibt es für derartige Anwendungen eventuell Standardbauteile, die ich nicht kenne? Meine Überlegungen gehen dahin, die Spannung runterzutransformieren, sie anschließend mit einer Kombination aus HF-Power MOSFET und evtl. Schottky-Dioden zu schalten, und anschließend wieder hochzutransformieren. http://www.nxp.com/#/homepage/cb=[t=p,p=/71128/71129]|pp=[t=pfp,i=71129] Handelsübliche Niederfrequenz-Leistungs-MOSFETs dürften an der zu hohen Ausgangskapazität scheitern (bei 60 MHZ näherungsweise Kurzschlüsse). Der Rest meiner Überlegungen geht dahin, ob man die Schalterei nicht vor der Verstärkung realisieren kann. Schwachstromsignale schalten sich normalerweise deutlich einfacher als Leistungssignale. Gruß, Michael
Michael Lenz schrieb: > ein Kollege fragte mich, ob man ein 60MHz-Signal > (300W auf 50 Ohm, d. h. nominal +/-173V) im 200kHz-Takt umschalten kann. Was heißt dabei "umschalten", soll die HF an zwei verschiedenen Stellen eingespeist werden? > (Beim Umschalten muß man natürlich immer auf 50 Ohm > umschalten, damit der HF-Verstärker nicht kaputtgeht). Naja, eigentlich sollte man zumindest vor dem Schalten den Sender komplett austasten. > Daher meine Frage: Gibt es für derartige Anwendungen eventuell > Standardbauteile, die ich nicht kenne? Normalerweise schaltet man sowas durchaus mit Relais, aber natürlich nicht mehr bei dieser Frequenz. Halbleiterschalter bringen zusätzliche Verzerrungen und damit Oberwellen, die man bei einem normalen Sender nicht haben will. Andererseits würden die dich u. U. weniger stören, da du die HF ja nicht abstrahlen willst. > Der Rest meiner Überlegungen geht dahin, ob man die Schalterei nicht vor > der Verstärkung realisieren kann. Wenn du Ein-/Ausschalten meinst: na klar, auf jeden Fall! Dann ist es ja eine reine Trägertastung. Kann man bspw. mit PIN-Dioden erledigen.
Und was spricht dagegen, den Eingang des Verstaerkers zu schalten ? Dort ist man mit einem kleineren Schalter dabei.
Aus Kostengruenden koennte man sich ueberlegen von 60 auf 30MHz zu gehen. Auf CB Wellenlaenge sind die Sender guenstiger. Dem Plasma waere das wahrscheinlich egal.
Ich würde erstmal versuchen den Eingang des Verstärkers zu schalten, oder ganz hart dem Verstärker die Versorgung kappen. Wenn das nicht realisierbar ist und wirklich die 300W geschalten werden müssen würde ich nach Leistungs PIN-Dioden schauen. Microsemi und Macom fallen mir da ein. Der PIN-Dioden Schalter müsste natürlich angepasst arbeiten und nicht einfach nur reflektieren, sonst könntest du schnell neue Endstufentransistoren brauchen. Das "PIN-Diode Handbook" von Microsemi solltest du dir mal anschauen: http://www.microsemi.com/idx.asp?MN=435
Es gibt für einigermaßen schmalbandige Signale ein interessantes Konzept bei dem man lamda/4 Leitungsstücken mit PIN Dioden zwischen Leerlauf und Kurzschluss umschaltet. Das hat den Vorteil, dass die PIN-Dioden keine hohe HF-Leistung sieht weil man mit Reflektion und Anpassung in den beiden umzuschaltenden Zweigen arbeitet. (Ich habe aber keine Ahnung ob das vom Erfinder patentiert wurde.) Ansonsten geben (LD-)MosFets auch durchaus brauchbare Schalter ab und sind manchmal leichter als PIN-Dioden zu beschaffen. (Und sind in der Ansteuerung einfacher und machen u.U. weniger Verzerrung.) Viele Grüße, Martin L.
Sorry, egeal wie Ihr mit 200kHz umschaltet, bleibt bei mir der Verdacht daß die Rechteckimulse eine Menge unerwünschter Oberwellen erzeugen. Ob Sender austasten im Nullpunkt immer so sauber klappt ?
Selbst Umschalten im Nulldurchlauf erzeugt ein si-Spektrum. Es ist so oder so eine Phasenmodulation mit 200kHz. (Oder eine OOK-Modulation wenn es Ein- und Ausgeschaltet werden soll.) Da der OP aber von Plasma sprach gehe ich davon aus, dass das in einer entsprechenden Plasma-Kammer gemacht wird und diese bezüglich der EMV nach außen ausreichend geschirmt ist. Bei 200kHz kann es durchaus sein, dass die Güte des Ausgangsfilters der PA kein besonders hartes Ein- und Ausschalten mehr erlaubt, so dass das Umschalten auf ein Dummyload nötig werden kann. Alternativ kann man aber bei der Anwendung ggf. auf den Ausgangsfilter verzichten. Viele Grüße, Martin L.
Martin Laabs schrieb: > Da der OP aber von Plasma sprach gehe ich davon aus, dass das in einer > entsprechenden Plasma-Kammer gemacht wird und diese bezüglich der EMV > nach außen ausreichend geschirmt ist. Davon war ich schon auf Grund der benutzten Frequenz ausgegangen. Ich kenne dafür ansonsten 27,12-MHz-Sender zum Anregen des Plasmas. Also mal eine echte ISM-Anwendung.
Hallo, > Es gibt für einigermaßen schmalbandige Signale ein interessantes Konzept > bei dem man lamda/4 Leitungsstücken mit PIN Dioden zwischen Leerlauf und > Kurzschluss umschaltet. Das hat den Vorteil, dass die PIN-Dioden keine > hohe HF-Leistung sieht weil man mit Reflektion und Anpassung in den > beiden umzuschaltenden Zweigen arbeitet. (Ich habe aber keine Ahnung ob > das vom Erfinder patentiert wurde.) Schmalbandig sind die Signale schon, wenn man vom Ein- und Ausschalten absieht. Insofern hört sich das mit den lambda/4 Leitungsstücke interessant an. Die Patentierung ist bei nichtkommerzieller Nutzung (Uni) denke ich kaum interessant. > Ansonsten geben (LD-)MosFets auch durchaus brauchbare Schalter ab und > sind manchmal leichter als PIN-Dioden zu beschaffen. (Und sind in der > Ansteuerung einfacher und machen u.U. weniger Verzerrung.) LD-Mosfets kenne ich nicht. Ist das das gleiche wie LDD-MOSFETS (lightly doped drain)? Ich werde mich kundig machen, was der Kollege genau will. Nicht, daß es sich einfach mit Umschaltern im Niedervoltbereich und der entsprechenden Anzahl an Analogverstärkern lösen läßt. 60MHz im Niedervoltbereich umzuschalten ist deutlich weniger sportlich. Gruß, Michael
Hallo, > LD-Mosfets kenne ich nicht. Ist das das gleiche wie LDD-MOSFETS (lightly > doped drain)? Nein. LDMOS steht für laterally diffused metal oxide semiconductor. Das sind MosFets die für U-/VHF Verstärker entwickelt worden sind und bei höheren Frequenzen (aktuell bis so 3GHz) die III-V Halbleiter verdrängen. Hersteller sind z.B. Misubushi (richtig geschrieben?) und NXP. > Ich werde mich kundig machen, was der Kollege genau will. Nicht, daß es > sich einfach mit Umschaltern im Niedervoltbereich und der entsprechenden > Anzahl an Analogverstärkern lösen läßt. 60MHz im Niedervoltbereich > umzuschalten ist deutlich weniger sportlich. Um die hohen Spannungen zu umgehen kann man das Signal übrigens einfach mit einer geringeren Aus-/Eingangsimpedanz schalten und vor- und nachher transformieren. Viele Grüße, Martin L.
Martin Laabs schrieb: > Um die hohen Spannungen zu umgehen kann man das Signal übrigens einfach > mit einer geringeren Aus-/Eingangsimpedanz schalten und vor- und nachher > transformieren. Diese Idee hatte Michael ja bereits eingangs entwickelt...
Hallo, >> Um die hohen Spannungen zu umgehen kann man das Signal übrigens einfach >> mit einer geringeren Aus-/Eingangsimpedanz schalten und vor- und nachher >> transformieren. > > Diese Idee hatte Michael ja bereits eingangs entwickelt... Stimmt - hatte ich nicht mehr im Kopf. Danke, Martin
@Martin/Michael 2x transformieren mit welchem Wirkungsgrad ?
Jede Transformation mit 95% Wirkungsgrad ergibt zusammen 90%. Finde ich nicht so viel, dass es alleine daran scheitern sollte. 30W Verlustleistung kann man schon abführen zumal es sich auf jeweils 15W pro Übertrager aufteilt. Mit einem kleinen Lüfter gar kein Problem. (Vielleicht sogar nur durch Konvektion wenn es das Material mitmacht.) Viele Grüße, Martin L.
Schau mal im INet nach QSK-fähigen Endstufen. Das Prinzip sollte auch hier funktionieren, obwohl das sehr schnelles QSK wäre :D Arno
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