Hallo,
ich habe drei Fragen in einer. Ich versuche eine Anpassschaltung für
einen Varaktor zu entwerfen. Der Varaktor soll an ein Branch Line Tor
mit 50 Ohm angepasst werden. Das vorgehen war gedacht erst einen
Varactor anzupassen und anschließend den zweiten mithilfe einer lambda/4
Leitung back to back dazu zuschalten um 360° zu ermöglichen. Da ich es
rein rechnerisch nicht geschafft habe bin ich auf das Smith Diagramm
umgestiegen. Nun plagen mich zwei fragen:
Frage 1:
Wie bestimme ich die Impedanz meines Varaktores? Stimmt die Formel im
Bild oben. Ich weiß nicht welchen Wert ich für Cvar benutzen soll?
Dieser Variiert mir ja mit meiner angelegten Spannung?
Frage 2:
Frage 1 bringt mich gleich zur Frage 2.Wie mache ich den eine Anpassung
wenn sich die Impedanz andauert ändert?
Frage 3:
Welche Struktur ist denn für eine Anpassung am besten? Möchte ja eine
gute Rückflussdämpfung, geringe Einfügedämpfung, Breitbandigkeit,
ausreichende Phasendrehung......
Ich dachte erst einmal an konjugiert komplexer Anpassung um maximale
Leistung zu garantieren. Desweiteren dachte ich an eine PI-Struktur, da
ich gelesen habe das diese Breitbandiger ist als die anderen. Jedoch ist
die Breitbandigkeit ja auch über die Güte verknüpft und da kommen wir zu
dem Ergebnis das ich gerade sehr verwirrt bin wie ich dieses Problem
lösen kann mit so vielen Parameter.
Ich hoffe ich habe mein Problem genau genug geschildert. Vielen Dank für
eure Hilfe.
Viele Grüße
Naja, wenn Breitbandigkeit gewuenscht ist, gibt es keine Lambda/4 mehr.
Was bedeutet denn breitbandig ? 10%, 50%, mehr ?
Cvar steht im Datenblatt.
Was soll eine Anpassung an einen Varaktor, ein Varaktor ist eine
einstellbare Kapazitaet. Allenfalls macht man ein Anpassglied mit einem
Varaktor an etwas aanderes.
Was soll's denn werden, die ganze Aufgabe bitte.
Wenn ich eine Multiparameter Optimisierung machen muss, schreibe ich
erst mal eine Simulation, die mir die einzustellenen Werte je auf einen
Schieberegler gibt und dann die Frequenz jeweils durchfahre, und als
Graph zB im Smithchart oder so darstelle. Dann kann man etwas damit
spielen. Fuer genaue optimierungen , kann man dann je einen passenden
Algorithmus anwenden.
Solche Komponenten sind ja nur ein paar Matritzen.
Hi Danke für deine schnelle Antwort. Ich möchte an meinen Hybridkoppler
an den Toren 2 und 4 Varaktor Dioden anschließen. Da diese ja
Spannungsgesteuerte Kapazitäten sind kann ich damit meine Phase
beeinflussen. Ziel ist 360°.
Nun muss ich aber die Varaktoren auf 50 Ohm anpassen an meinen
Hybridkoppler. Deshhalb die oben genannte Frage. Ich habe diese Arbeit
gefunden im Internet welche ich sehr Interessant finde und ich gerne
umgesetzt hätte. Jedoch verstehe ich nicht wie Sie das Anpassnetzwerk
entworfen haben.
Als zweites war es mein eigenes Interesse welche Geometrie in solch
einem Fall am besten ist. L, Pi Struktur?
Link zum
Dokument:http://onlinelibrary.wiley.com/store/10.1002/mop.24938/asset/24938_ftp.pdf?v=1&t=ioln6wed&s=9829783ed34663b3292707caeb1d829b5d44dc63.
Das Dokument ist nicht zugreifbar.
Da die Varaktoren keine 50 Ohm haben koennen, da veraenderbar, solltest
du das Konzept ueberdenken.
Du moechtest mit Kapazitaetsdioden einen Phasenschieber bauen, der immer
angepasst ist. Fuer konstanten Amplitdengang.
Schreib doch einfach ein Simulation dazu. Und wenn du schon dabei bist,
was sehr lehrreich ist, gleich noch die verschiedenen Konfigurationen
mittesten.
Jedes Element ist eine 2x2 Matrix, aka Zweitor.
Womit kann man eine Kapazitaet kompensieren ? Mit einer Spule.
von welcher Bandbreite reden wir ? 1%, 5%, 10% ?
Also ich gebe nun auf, ich habe wie du gesagt hast ohne mathematischen
Ansatz einfach mal die Parameter variiert. Ergebnis gleich hoher Frust
und wenig Erfolg. Die Schaltung ist im Bild gezeigt. Wie kann man es
denn berechnen. Ich denke es ist nicht schwer mir fehlt nur der Ansatz.
http://www.docfoc.com/a-c-band-wideband-360-analog-phase-shifter-design-xiao-2009-microwave
Also, die Varactordiode wird wie zuoberst modelliert. Zuoberst im
Thread. Ohne Diodencharakteristik, denn sie arbeitet nicht als Diode.
Deswegen ist sie als Kondensator eingezeichnet.
Gemaess beiliegendemn Paper, diesmal ging's, Figur 3 und Figur 6.
Port1 nach port2 resp umgekehrt. Diese Stubs sind je nach
dimensionierung Kondensatoren oder Spulen. Abhaengig von Dicke und
Laenge. Und die muessen natuerlich schon in die Simulation rein.
Die Figur 1 zeigt welches die Elemente sind.
Oh D. schrieb:> Also, die Varactordiode wird wie zuoberst modelliert. Zuoberst im> Thread. Ohne Diodencharakteristik, denn sie arbeitet nicht als Diode.> Deswegen ist sie als Kondensator eingezeichnet.
Ich verstehe nicht genau, wenn ich eine Diode wie hier:
Beitrag "Probleme Pspice Model entwerfen"
als PSpice Modell mit einbinde dann ist Ihre Charakteristik ja genau so
wie sie sein soll, oder? Ich muss ja mit dieser arbeiten da ich sonst ja
die ganzen parasitären Effekte unberücksichtigt lasse.
Und mit der Formel: Ct = Cjo/((1+(VDC/Vj)))+Cp bekomme ich ja genau das
variable C über die Spannung welches ich auch brauch.
> Gemaess beiliegendemn Paper, diesmal ging's, Figur 3 und Figur 6.>> Port1 nach port2 resp umgekehrt. Diese Stubs sind je nach> dimensionierung Kondensatoren oder Spulen. Abhaengig von Dicke und> Laenge. Und die muessen natuerlich schon in die Simulation rein.
Die Stubs berechnen ist ja im Endeffekt nachher ein Kinderspiel. Kurze
Berechnung, siehe ( https://en.wikipedia.org/wiki/Stub_(electronics) )
und Simulation zur Überprüfung der geforderten Parameter.
Jedoch scheitert es bei mir die L oder C zu dimensionieren. Im Paper ist
das für mich unverständlich erklärt. Nach meinem Verständnis muss ich
erst einmal eine Anpassung mit diskreten Bauteilen erreichen bevor ich
diese dann anschließend in Stubs umrechnen kann.
- Wie berechnen ich die L und C, wenn man zwei Varaktordioden wie in
Paper Figur 2 b hat.
- Wie teile ich die lambda/4 Leitung von Figur 2 a in zwei
Mikrostreifenleitungen auf wie in Figur 2b.
Das sind die Fragen die mir im Moment ein Fragezeichen ins Gesicht
zaubern. Kann mir jemand zu dieser Anpassung der L und C helfen? Per
Smith oder mathematisch hergeleitet.
Wie rechnet man so etwas in eine L, PI, T Struktur dann um?
Hat mir da jemand einen kleinen mathematischen Ansatz?? oder ein
fiktives Beispiel?? Würde es gerne mathematisch berechnen, um das gesamt
Verständnis zu bekommen.
Zur Vereinfachung kann man fuer eine Kapazitaetsdiode einfach mal eine
Kapazitaet wie nach Datenblatt eingeben. Als naechsten Schritt kann man
dann einen linearen Sweep der Kapazitaet einsetzen. Der Wert der
Steuerspannung interessiert eigentlich erst wenn man einen Regler mit
deren Funktionalitaet anpassen muss. Oder auch nicht, wenn man sie ueber
einen DAC ansteuert, dann misst man einmal, programmiert und gut ist.
Ist das Problem mit einer Kapazitaet anstelle des Varactors loesbar ?
Der Post von gestern 12:31 hatte noch eine Diode drin. Die braucht's
nicht. Im Sperrbetrieb ist es eine Kapazitaet.
Von einer Varaktordiode spricht man normalerweise erst dann, wenn
die Veränderung der Kapazität durch die anliegende HF-Spannung
explizit ausgenutzt wird:
https://books.google.de/books?id=nSieBgAAQBAJ&pg=PA89&lpg=PA92&ots=RgXd0QD_Fs&focus=viewport&dq=varaktordiode&hl=de
Das wurde vor der Verfügbarkeit von UHF-tauglichen Transistoren gern
zur UHF-Erzeugung durch Frequenzvervielfachung genutzt.
In dieser Betriebsart muss man sie natürlich dann auch komplett
modellieren.
Benutzt man sie bei eher kleinen HF-Spannungen, bei denen der Einfluss
der HF auf die Kapazität zu vernachlässigen ist, dann genügt die
Modellierung als Kondensator doch erstmal völlig.
Jörg W. schrieb:> Von einer Varaktordiode spricht man normalerweise erst dann, wenn> die Veränderung der Kapazität durch die anliegende HF-Spannung> explizit ausgenutzt wird:>> https://books.google.de/books?id=nSieBgAAQBAJ&pg=PA89&lpg=PA92&ots=RgXd0QD_Fs&focus=viewport&dq=varaktordiode&hl=de>> Das wurde vor der Verfügbarkeit von UHF-tauglichen Transistoren gern> zur UHF-Erzeugung durch Frequenzvervielfachung genutzt.>> In dieser Betriebsart muss man sie natürlich dann auch komplett> modellieren.>> Benutzt man sie bei eher kleinen HF-Spannungen, bei denen der Einfluss> der HF auf die Kapazität zu vernachlässigen ist, dann genügt die> Modellierung als Kondensator doch erstmal völlig.
Das leuchtet mir sehr ein was Sie meinen. Jedoch habe ich das Problem
das ich für das Anpassnetzwerk ja einen Wert für das C annehmen sollte.
Da dieses ja variable ist weiß ich nicht wie ich da ansetzten soll.
Ich habe mal die Schaltung aufgezeichnet wie Sie in L-Struktur aussehen
könnte mit nur einer Varaktor Diode an einem Tor. Natürlich könnte ich
auch eine andere Struktur wählen.
Wie kann ich da das jX und jB berechnen trotz variablem C?? Bei festem C
Wert wäre das ja kein Problem. Muss ich einmal den maximal und minimal
Wert annehmen? Oder die Varaktor Dioden Kennlinie Interpolieren und mit
dieser Funktion weiter rechnen?
Oder über den Reflexionsfaktor r = (ZLV - ZL)/(ZLV + ZL) und r = 1
wählen damit ich vollständige Reflexion gewährleisten kann an Tor 2 und
4??
Vielen Dank für eure Hilfe. Ich bin ja mal gespannt wann der Groschen
fällt bis ichs´ verstanden habe :D
Wenn C variabel von Cmin bis Cmax ist, kann man ja C variabel lassen,
durchrechnen und nachher auf das optimale C aufloesen.
zB als Reflexion(C) minimieren.
Oh D. schrieb:> Wenn C variabel von Cmin bis Cmax ist, kann man ja C variabel lassen,> durchrechnen und nachher auf das optimale C aufloesen.> zB als Reflexion(C) minimieren.
Kannst du mir an einem beliebigen Beispiel zeigen wie man das
durchrechnet? Ich habe es versucht mit dem Ansatz das der
Reflektionskoeffizient 1 betragen muss , damit ich maximale Reflexion am
Tor gewährleisten kann. Mit der Formel
r = (ZL - Z0) / (ZL + Z0) wollte ich dann anschließend alles einsetzen
und auflösen wie in dem Link
https://deref-web.de/mail/client/dereferrer/?redirectUrl=http%3A%2F%2Ffritz.dellsperger.net%2Fdownloads%2FTCE-11-4%2520Passive%2520Circuits%25202012.pdf
Ist das korrekt? Mein Ziel ist ja von Leerlauf zu Kurzschluss über das
Variable C zu transformieren. Mithilfe einer lambda/4 Leitung drehe ich
wiederum um 180 Grad nach der wieder ein variables C kommen würde.
Ziel ist es, so wie ich es verstanden habe, im Smith Diagramm auf dem
äußersten Kreis zu drehen, eben von 0 bis unendlich. Eine direkte
Anpassung möchte man doch garnicht erreichen oder? Weil wenn ich in den
Mittelpunkt im Smith drehen würde wäre der Ansatz von " 0 bis
unendlich“ zu drehen sinnlos.
Wie schaffe ich das? Und wie bekomme ich dann auf meine Bauteil Werte?
Hätten Sie mir ein Beispiel oder einen Tipp. Oder kennt irgendwer,
irgend jemanden der mir diese Frage beantworten kann?
Ich wuerde die Uebertragungsfunktion als Kette von Zweitoren rechnen,
die jeweiligen Werte gehen in die Parameter ein. Bevor man optimieren
kann muss man natuerlich etwas einsetzen.
Und der Hybridkoppler ist natuerlich ein Viertor..
Als Voruntersuchung wuerd ich die Eigenschaften von Subgruppen
untersuchen, um ueberhaupt auf Anfangswerte zu kommen. zB
-was macht ein Hybridkoppler bei Anschluss von irgendwelchen Impedanzen.
-Was macht ein Hybridkoppler bei Anschluss einer Delayline plus
irgendwelchen Impedanzen.
-Wie erreiche ich spezifische Impedanzen und Delays, die mir vorher als
interessant aufgefallen sind.
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