Forum: HF, Funk und Felder RF Power Transistors


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von Gästchen (Gast)


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Hallo,

ich möchte gerne einen RF Verstärker bauen mit ca. 20 W 
Ausgangsleistung. Dazu möchte ich einen MW7IC2425NR1 von NXP/Freescale 
benutzen.

Im Datenblatt wird eine Beispielschaltung angegeben, aber leider ist 
nicht dokumentiert, wie VG1 und VG2 und VDD1 zu wählen sind. Wie soll 
man da vorgehen?

http://www.nxp.com/products/rf/rf-power-transistors/rf-industrial-scientific-and-medical/2450-mhz-25-w-cw-28-v-lateral-n-channel-rf-power-mosfets:MW7IC2425N?fpsp=1&tab=Documentation_Tab#nogo

von Mitlesa (Gast)


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Gästchen schrieb:
> aber leider ist
> nicht dokumentiert, wie VG1 und VG2 und VDD1 zu wählen sind.

Doch, die Werte ergeben sich aus den "Electrical Characteristics"
im Datenblatt für jede Stufé getrennt.

Stage 1 - On Characteristics (Seite 2)
Stage 2 - On Characteristics (Seite 3)

Mit den Vg1 und Vg2 stellt man die Drain-Ströme ein.

Und wenn man es noch etwas stabiler haben will misst man
mit einem (OP-) Stromsensor die Drainströme und regelt
danach die Gatespannungen nach.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Gästchen schrieb:

> ich möchte gerne einen RF Verstärker bauen mit ca. 20 W
> Ausgangsleistung.

Definiere mal „RF“ etwas näher …

> Im Datenblatt wird eine Beispielschaltung angegeben

Das ist nur Schaltung und Layout, mit denen die im Datenblatt
dokumentierten Werte und Kurven ermittelt worden sind.

Klar kann (und sollte) man das als Basis für eine eigenen Schaltung
nehmen, aber von einem funktionierenden HF-Verstärker ist das noch
ein gutes Stück weg.

von Mitlesa (Gast)


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Gästchen schrieb:
> ich möchte gerne einen RF Verstärker bauen

Auszug aus dem Titel des Datenblatts:

"Designed primarily for CW large-signal output and
driver applications at 2450 MHz."

Wie es drumherum ausschaut ist sozusagen "eigenes Risiko".

von Georg A. (georga)


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> "Designed primarily for CW large-signal output and
> driver applications at 2450 MHz."

Dann kann sich Gästchen mit seinem Wissen schonmal darauf einstellen, 
eine 100er-Stange von den Transis zu bestellen, bis einer zumindest nach 
dem Einschalten noch solange überlebt, dass man ihn als 
Kühlkörperheizung nutzen kann...

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Georg A. schrieb:
> Dann kann sich Gästchen mit seinem Wissen schonmal darauf einstellen,
> eine 100er-Stange von den Transis zu bestellen

Den Gedanken hatte ich auch schon, wollt's nur nicht so krass
formulieren …

von Georg A. (georga)


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> Den Gedanken hatte ich auch schon, wollt's nur nicht so krass
> formulieren …

War meine extrapolierte Erfahrung von 200MHz@100W ;)

von karadur (Gast)


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20W Output bei 28V und Id <200mA ?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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karadur schrieb:
> 20W Output bei 28V und Id <200mA ?

I_DQ … erklärt sind die nirgends, aber das scheinen nur die Ruheströme
zu sein (quiescent current).

Auch gibt es nirgends eine Definition ihrer “power added efficiency”.

von nachtmix (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> I_DQ … erklärt sind die nirgends, aber das scheinen nur die Ruheströme
> zu sein (quiescent current).
>
> Auch gibt es nirgends eine Definition ihrer “power added efficiency”.

Doch, da sind gebräuchliche Begriffe bzw. Ausdrücke, aber du scheinst 
mit der Materie nicht vertraut zu sein.

von John D. (drake)


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Jörg W. schrieb:
>
> Auch gibt es nirgends eine Definition ihrer “power added efficiency”.

In der HF/MW-Technik berücksichtigt man bei der Berechnung des 
Wirkungsgrades einer Verstärkerstufe auch die Signaleingangsleistung, da 
diese oft nicht mehr vernachlässigbar ist. Diesen Wirkungsgrad nennt man 
PAE.

von Gästchen (Gast)


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OK danke. Habt ihr sonst eine gute Idee, wie ich 10..20 W bei 2.4 GHz 
erzeugen kann? einen Generator mit 0 dBm habe ich bereits gebaut und 
funktioniert. Mit Leistungen > 20dBm habe ich aber bisher nur wenig 
Erfahrung. Am liebsten wär mir eine Komponente, die ich auf einem PCB 
verbauen kann.

von Hp M. (nachtmix)


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Gästchen schrieb:
> ich möchte gerne einen RF Verstärker bauen mit ca. 20 W
> Ausgangsleistung.

Warum kannst kein Magnetron nehmen?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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John D. schrieb:
> In der HF/MW-Technik berücksichtigt man bei der Berechnung des
> Wirkungsgrades einer Verstärkerstufe auch die Signaleingangsleistung, da
> diese oft nicht mehr vernachlässigbar ist.

Hat an sich Sinn, wobei es bei Verstärkungen deutlich größer 20 dB
(wie hier angegeben) eher keine große Rolle spielt, welcher Anteil
durch die Eingangsleistung kommt.

> Diesen Wirkungsgrad nennt man
> PAE.

Den hatte ich hier zum ersten Mal gelesen, danke für die Erklärung.
Und nein, das ist alles andere als der erste HF-Leistungstransistor,
dessen Daten ich mir ansehe oder mit dem ich selbst einen Verstärker
aufgebaut hätte in meinem Leben.

Gästchen schrieb:
> Habt ihr sonst eine gute Idee, wie ich 10..20 W bei 2.4 GHz erzeugen
> kann?

Wenn du nur den Verstärker brauchst, solltest du dich wohl lieber nach
etwas Fertigem umsehen.  Ein paar Hunderter dafür klingen erstmal
teuer, aber in einen Eigenbau ohne Erfahrungen und Messtechnik wirst
du deutlich mehr Zeit und Geld stecken.  Das lohnt nur, wenn der Weg
das Ziel ist, du also selbst auch unbedingt die Erfahrungen sammeln
möchtest.

: Bearbeitet durch Moderator
von John D. (drake)


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Jörg W. schrieb:
> Und nein, das ist alles andere als der erste HF-Leistungstransistor,
> dessen Daten ich mir ansehe oder mit dem ich selbst einen Verstärker
> aufgebaut hätte in meinem Leben.

Dergleichen wollte ich auch nicht andeuten. Das war eher "nachtmix"...

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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John D. schrieb:
> Das war eher "nachtmix"...

Ja, darauf bezog ich mich ein wenig.

von Hp M. (nachtmix)


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Hier die Definition:
https://en.wikipedia.org/wiki/Power-added_efficiency

Und ja, das ist der Ruhestrom.
Speziell für die Handy-Netze etc. wird höchste Linearität gefordert und 
deshalb laufen solche Verstärker oder Transistoren oft fast schon im 
A-Betrieb.

Ausserdem sagt die Theorie, dass es bei allen FETs einen Arbeitspunkt 
gibt, bei dem die Temperaturabhängigkeit verschwindet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Eingangskennlinie_JFET.svg
http://cache.nxp.com/files/rf_if/doc/app_note/AN1977.pdf

Wenn man es richtig macht, passt beides zusammen, aber weil ohne 
Ausgangsleistung die Verlustleistung recht hoch ist, sollte man solch 
einen Verstärker ohne Ansteuersignal nicht unnötig lange schmoren 
lassen.

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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> Am liebsten wär mir eine Komponente, die ich auf einem PCB
verbauen kann.

PCB ? Ja, vielleicht. Allerding waere meine Frage nach der 
Verlustleistung erst mal im Vordergrund. Dann muss ein Kuehlkonzept her.
Eigentlich muss man sich schon bei 1W Gedanken zur Kuehlung machen.

Irgend wo oberhalb 15dBm muss man sich Gedanken ueber Nicht-anpassung 
machen. Verstaerker bei 20dBm haben schon die Eigenschaft kaputt zu 
gehen, wenn die Anpassung nicht stimmt.  Und Isolatoren gibt es erst ab 
einer gewissen Frequenz.

20W bei 2.4 GHZ solltest du erst mal vergessen. Wozu moechtest du die 
denn ? Die Reichweise eines WLAN/Bluetooth boosten ? Geht so eh nicht. 
Eine minimale Fehlanpassung, und der Empfaenger ist hin.

Vergiss das Ganze.

: Bearbeitet durch User
von Ralph B. (rberres)


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wenn man sich in dem Datenblatt streng nach der Applikation hällt, wird 
das ganze schon funktionieren.

Da steht ja quasi eine komplette Bauanleitung drin.

Aber so linear ist der Transistor nicht. Und wo braucht man außer als 
Funkamateur solche Leistungen als Privatmensch?

Ralph Berres.

von Mikrowilli (Gast)


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Wenn es nicht um das Bauen und Lernen geht, ist vielleicht ein fertiger 
Verstärker die bessere Alternative. Eine Auswahl findet man z.B. hier: 
http://www.dg0ve.de/produkte.htm
oder hier: 
http://www.kuhne-electronic.de/kuhne/de/shop/leistungsverstaerker/MKU+PA+13CM20W+A++GaAs+FETLeistungsverstaerker/?card=18

von Gästchen (Gast)


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Ich bin Funkamateur. Ich habe nur noch nie einen PA gebaut!
Messmittel (Spec und VNA) sind vorhanden.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Erzaehl mehr davon, was du damit machen willst

von Ralph B. (rberres)


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Gästchen schrieb:
> Ich habe nur noch nie einen PA gebaut!

Dann würde ich mal mit einer kleinen PA für 2m oder 70cm mit ca 10W 
anfangen.

Damit du überhaupt mal ein Gefühl für sowas bekommst.

Bauanleitungen gibt es genügend im Netz.

eine PA für 13cm ist nicht mehr so trivial und obendrein relativ teuer.

Man kann sich zwar exakt an die Applikation im Datenblatt halten, doch 
dürfte die Beschaffbarkeit der in der Stückliste aufgeführten Bauteile 
ein Problem werden.

Ebenso das reproduzieren des Platinenlayouts welches zwingend genau das 
in der Applikation angegebene Platinenmaterial und Dicke vorraussetzt.

Von den Fallstricken bei der Inbetriebnahme mal ganz abgesehen.

Ralph Berres

Gästchen schrieb:
> Messmittel (Spec und VNA) sind vorhanden.

Wenigstens etwas. Ich hoffe das du damit umgehen kannst.

: Bearbeitet durch User
von Arduinoquäler (Gast)


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Gästchen schrieb:
> Messmittel (Spec und VNA) sind vorhanden.

Dann wirst du zum Austesten hoffentlich auch einen Lastwiderstand
und/oder Dämpfungsglied haben der/das bei 2.4GHz reflexionsarm
funktioniert damit der Verstärker nicht durch Fehlanpassung.
kaputtgeht.

20 Watt ins Dämpfungsglied oder in den Abschluss ...

Oder willst du gleich an deine (schlecht angepasste Antenne)
ankoppeln?

von Ralph B. (rberres)


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Arduinoquäler schrieb:
> 20 Watt ins Dämpfungsglied oder in den Abschluss ...

Vielleicht wollte er mit den 20W direkt auf den Spektrumanalyzer gehen?
:-)


Ralph Berres

von Arduinoquäler (Gast)


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Ralph B. schrieb:
> 20W direkt auf den Spektrumanalyzer gehen?

20 dBm sind doch 20 Watt oder wie war das doch gleich?

von Ralph B. (rberres)


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Arduinoquäler schrieb:
> 20 dBm sind doch 20 Watt oder wie war das doch gleich?

Der TE hat geschrieben

Gästchen schrieb:
> Hallo,
>
> ich möchte gerne einen RF Verstärker bauen mit ca. 20 W
> Ausgangsleistung. Dazu möchte ich einen MW7IC2425NR1 von NXP/Freescale
> benutzen.

Wie kommst du jetzt auf 20dbm? Das wären übrigens 100mW


Ralph Berres

von Arduinoquäler (Gast)


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Ralph B. schrieb:
> Wie kommst du jetzt auf 20dbm?

Das wäre eine übliche Belastungsgrenze eines Spektrumanalysators.

Und ja, ich kenne mich mit der Pegelumrechnung aus.

Meine implizierte Ironie hast du bewiesen nicht verstanden zu haben.

von Wellenfaenger (Gast)


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Arduinoquäler schrieb:
> Meine implizierte Ironie hast du bewiesen nicht verstanden zu haben.

Was vielleicht an der Qualität deiner "Ironie" oder ihrer Implikation 
liegt. Da scheint noch beträchtliches Optimierungspotential zu 
schlummern.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Gästchen schrieb:
> Ich bin Funkamateur.

Soll der Verstärker für Amateurfunk sein?

Frag mal DL4MEA, er hat mir mal geschrieben, dass man prima ausrangierte
PAs von GSM-Basisstationen auf 2,4 GHz umbauen kann.

von Gästchen (Gast)


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Hallo,

ich habe mir jetzt auf Basis des AFT20S015 einen einfachen Verstärker 
gebaut. Im Wesentlichen habe ich die Schaltung aus dem Datenblatt 
verwendet. Die einzige Modifikation, die ich vorgenommen habe, war, die 
Drainspannung über eine kleine RF-Choke zuzuführen.

Das Layout stimmt mehr oder weniger mit dem im Datenblatt gezeigten 
überein. Da sind ja auch keine grossartigen Anpassnetzwerke usw. 
vorhanden.

Nun, der Verstärker verstärkt zwar in der Tat, und zwar um ca. 10 dB. 
Leider ist das viel zu wenig. Ich hätte um die 14 dB erwartet. Der Input 
Return loss ist aber gut, ca. -9 dB. Auch bringe ich die versprochenen 
10 Watt CW-Ausgangsleistung nicht hin. Woran könnte das liegen? kann man 
da noch was optimieren, oder interpretiere ich einfach das Datenblatt 
falsch?

Ich habe die Drainspannun von einem Labornetzteil 28 V. Die Gatespannung 
wird auch aus einem Labornetzteil gewonnen und so eingestellt, dass ein 
Drain-Ruhestrom von 132 mA fliesst, wie im Datenblatt angegeben. Durch 
die Verlustleistung wird das alles natürlich etwas warm, weswegen man 
dann mit der Zeit die Gatevorspannung absenken muss, damit es bei den 
132 mA bleibt.

von Gästchen (Gast)


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so sieht übrigens mein Layout aus.

von Martin (Gast)


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Gästchen schrieb:
> Das Layout stimmt mehr oder weniger mit dem im Datenblatt gezeigten
> überein. Da sind ja auch keine grossartigen Anpassnetzwerke usw.
> vorhanden.

Weit gefehlt. Weder ist eine Ähnlichkeit vorhanden, noch die Annahme es 
seien keine Anpassnetzwerke da ist falsch.
C2 fehlt. Die Leitung zwischen c1 und der breiten Leitung am Gate fehlt. 
Der Gate anschluß ist breiter als der Drain Anschluss.
Die Leitung zum Gate C9 C11 C7 C5 R1 gehört alles zum Eingangsnetzwerk.
Am Ausgang gilt das Gleiche.

Der Kühlkörper muss ausreichend Dimensioniert sein. Der Idq wird auch 
nicht im kalten Zustand eingestellt.

Ohne das Du

AFT20S015NR1 AFT20S015GNR1
17
RF Device Data
Freescale Semiconductor, Inc.
PRODUCT DOCUMENTATION, SOFTWARE AND TOOLS
Refer to the following documents, software and tools to aid your design 
process.
Application Notes

AN1907: Solder Reflow Attach Method for High Power RF Devices in Plastic 
Packages

AN1955: Thermal Measurement Methodology of RF Power Amplifiers

AN3789: Clamping of High Power RF Transistors and RFICs in Over--Molded 
Plastic Packages
Engineering Bulletins

EB212: Using Data Sheet Impedances for RF LDMOS Devices
Software

Electromigration MTTF Calculator

RF High Power Model

.s2p File
Development Tools

Printed Circuit Boards
For Software and Tools, do a Part Number search at http://www.fr
eescale.com, and select the “Part Number” link. Go to the
Software & Tools tab on the part’s Product Summary page to download the 
respective too

die genannten Hinweise beachtest wird das nix.

Allerdings musst Du wissen wie mit s2p bzw. den Impedanz-Werten 
Anpassnetzwerke entworfen werden. Ein Simulationsprogramm alleine wird 
nicht helfen.

Gruß Martin

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Die Leitung am Ausgang sieht aber auch nicht so aus als könnte man da 
10W RF drüber schicken.

von Marc H. (marchorby)


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Gästchen schrieb:
> AFT20S015

Poste doch mal bitte die Eagle-Files!

von Horst (Gast)


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Marc H. schrieb:
> Poste doch mal bitte die Eagle-Files!

Sieht mir ja eher nach Kicad aus.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Tippe auf altium :-)

von Horst (Gast)


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Wenn man Figure 7 und Figure 15 aus dem Datenblatt vergleicht, sind 
schon deutliche Unterschiede durch beispielsweise das Anpassnetzwerk 
sichtbar. So hast du bei deinen 2.4 GHz mit Fig. 7 14 dB Gain, -3 dB RL 
und nach Fig. 15 16 dB Gain, -5 dB RL.

Wie du ohne Anpassung allerdings auf -9 db RL kommst, ist schon ein 
bisschen verwunderlich.

Und, ist das ganze auf lossy FR4 oder irgendetwas besserem?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Horst schrieb:
> Und, ist das ganze auf lossy FR4 oder irgendetwas besserem?

Naja, da kannst du auch die Kirche im Dorf lassen.

Wenn man für jedes popelige Stück 2,4-GHz-Design was besseres als
FR4 zwingend benötigen würde, meinst du, den ganzen WLAN-Krempel
würden wir dann auch an jeder Ecke für paar Groschen hinterher
geworfen bekommen?  Das ist auch überall „lossy FR4“, selbst bei
5,8 GHz.

von Mitlesa (Gast)


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Gästchen schrieb:
> Nun, der Verstärker verstärkt zwar in der Tat, und zwar um ca. 10 dB.
> ..........

Kein Wort über die Messbedingungen verloren .... grandios!
Kein Messaufbau, keine Messgeräte.

Das Mindeste wäre die aktuelle Frequenz gewesen .... nicht
einmal das ist zu sehen.

Was ich sehe ist dass der Verstärker bei 2.4 GHz (was das
ursprüngliche Ziel des TOs war?) deutlich in der Power Gain
abfällt.

Wenn ich 40dBm bekommen möchte muss ich erst mal ca 25dBm
am Generator haben (dann habe ich noch keine Hilfsanpassung
am Eingang berücksichtigt)- diesen Generator (bei 2.4GHz)
möchte ich erst mal sehen .... und das zugehörige Teil das
die Leistung zuverlässig misst ...

von Mitlesa (Gast)


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Mitlesa schrieb:
> Was ich sehe ist dass der Verstärker bei 2.4 GHz (was das
> ursprüngliche Ziel des TOs war?) deutlich in der Power Gain
> abfällt.

Ok, ich sehe da dass es noch eine
"ALTERNATE CHARACTERIZATION — 2300--2700 MHz" gibt die ich
nicht gleich gesehen habe.

von Horst (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Naja, da kannst du auch die Kirche im Dorf lassen.

Naja, selbst wenn man nur von einem Insertion Loss von 1 dB in der 
gesamten HF-Leitung ausgeht, dann werden 20% der 20W (das ist das was 
der TO irgendwann mal nannte) verheizt. Das sind 4W, und dürfte auch 
wenn es verteilt ist ziemlich schnell die PCB grillen bzw delaminieren.

Mitlesa schrieb:
> Kein Wort über die Messbedingungen verloren .... grandios!
> Kein Messaufbau, keine Messgeräte.

Wenn ihm wirklich geholfen werden will, dann sollte er hier mal die 
ganzen S-Parameter aus dem VNA hier reinstellen. Entweder als Bildchen 
oder direkt als .s2p

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Horst schrieb:
> Das sind 4W, und dürfte auch wenn es verteilt ist ziemlich schnell die
> PCB grillen bzw delaminieren.

Klingt mir wie ein reichlich unrealistisches Szenario.

von Horst (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Klingt mir wie ein reichlich unrealistisches Szenario.

Klar, ist vielleicht etwas pessimistisch angenommen, aber da niemand 
was, ob das FR4 nicht vom Chinamann kommt und wie dick das ganze ist, 
habe ich das mal angenommen. Aber dass da 1W flöten geht halte ich für 
realistisch. Das wären gerade mal 0.2 dB IL, und das ist auf FR4 bei der 
Länge denke ich möglich.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Horst schrieb:
> Aber dass da 1W flöten geht halte ich für realistisch.

Ja, damit würde ich schon eher mitgehen.

Ansonsten: auch Chinamänner bauen Mobiltelefone (und damit meine ich
jetzt nicht nur die iPhones von Foxconn), meines Wissens werden auch
die alle auf FR4 gebaut.  Die machen zwar keine 20 W, aber 4 W gehen
da schließlich auch raus, ohne dass sie verkokeln.

Dinge wie Rogers mögen gut und schön (und teuer) sein, wenn's auf
höhere Leistungen, viel höhere Frequenzen oder gute Parametertreue
(Stripline-Filter etc.) ankommt.  Der wesentliche Nachteil von
üblichem FR4 ist ja gar nicht so sehr sein tan_d, sondern die
Inhomogenität des epsilon_r über die Fläche.

von Gästchen (Gast)


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Hallo

zur Messung des Ausgangssignals habe ich einen ZVL Spectrumanalyser von 
Rohde & Schwarz benutzt. Der Generator war auch R&S, weiss aber das 
Modell nicht mehr.

Könnt ihr mir allenfalls einen 'besseren' RF Transistor empfehlen, 
sodass ich etwa auf meine 10 Watt komme?

von Ralph B. (rberres)


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Gästchen schrieb:
> Könnt ihr mir allenfalls einen 'besseren' RF Transistor empfehlen,
> sodass ich etwa auf meine 10 Watt komme?

Wenn du die Endstufe direkt mit einen Signalgenerator ansteuern willst 
benötigst du eine Verstärkung von ca 30db. Ob es so ein Transistor gibt 
weiß ich nicht.

Wenn du das ganze zweistufig oder gar dreistufig aufbaust, dann muss die 
jeweils vorherige Stufe auch die nötige Steuerleistung aufbringen.

Selbst wenn dein aufgebauter Verstärker 14db Verstärkung macht, müsste 
der Signalgenerator fast 500mW Ausgangsleistung haben, um die 
gewünschten 10W zu erreichen. ( Verluste durch Fehlanpassungen nicht 
mitgerechnet ).

Es mag sein das es den einen oder anderen Signalgenerator gibt, der das 
leistet. Doch die Regel ist das nicht.

Die meisten sind im ungelevelten Bereich bei +19dbm also nicht mal 100mW 
komplett am Ende und bringen das auch nicht bei jeder Frequenz.
Spezifiziert sind sie in der Regel bis 13dbm also 20mW.

Vielleicht solltest du mal mit einfacheren Projekten beginnen und dich 
an die Materie herantasten. Wie wäre es mit einer 2m Endstufe, welche 
die 5 Watt einer Handfunke auf 25W verstärkt? Da kann man schon viel 
lernen.

Das nächste Ziel wäre das selbe nur für 70cm. Da kann man sich schon mal 
in Stripline Anpassungsnetzwerken üben.

Hier wäre es dann zwingend erforderlich das ganze Anpassungsnetzwerk 
vorher zu berechnen simulieren, damit man icht hinterher eine 
Platinensammlung hat, bis man das richtige Anpassnetzwerk gefunden hat.

13cm ist dann noch mal eine Ecke anspruchsvoller. Insbesonders wenn der 
Verstärker mehrstufig wird.

Brauchbare Messtechnik wie Spektrumanalyzer Leistungsabschwächer, 
Netzwerkanalyzer ( wenigstens scalar ) Signalgenerator und 
HF-Milivoltmeter sind bei 13cm ein Muss.

Ralph Berres

von Horst (Gast)


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Gästchen schrieb:
> zur Messung des Ausgangssignals habe ich einen ZVL Spectrumanalyser von
> Rohde & Schwarz benutzt. Der Generator war auch R&S, weiss aber das
> Modell nicht mehr.
>
> Könnt ihr mir allenfalls einen 'besseren' RF Transistor empfehlen,
> sodass ich etwa auf meine 10 Watt komme?

Wie wäre es denn, wenn du erstmal schaust, was an deinem aktuellen 
Design nicht optimal ist, bevor du beim nächsten wieder die gleichen 
Fehler machst? So werden da nämlich nie 10 Watt rauskommen.

von Horst (Gast)


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Da du oben geschrieben hast, dass ein VNA vorhanden ist, frage ich mich, 
warum du jetzt was von Gen + Spekki erzählst? Warum hast du nicht den 
VNA verwendet? Und wenn du das Ergebnis zur Verfügung stellen würdest, 
könnte man da vielleicht helfen...

von Mitlesa (Gast)


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Gästchen schrieb:
> zur Messung des Ausgangssignals habe ich einen ZVL Spectrumanalyser von
> Rohde & Schwarz benutzt.

Das ist natürlich mehr als ausreichend um deine Messung(en) gut
beurteilen zu können. Zudem sprechen ja die Messprotokolle bereits
Bände [/Sarkasmus]

.... und der ZVL hat die mehr als 1 Watt gut überstanden?

Gästchen schrieb:
> Der Generator war auch R&S, weiss aber das Modell nicht mehr.

Ich kenne keinen Generator von R&S der 25 dBm bei 2.4 GHz könnte,
aber das heisst nicht dass es den nicht gibt.

von Mitlesa (Gast)


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Horst schrieb:
> Warum hast du nicht den VNA verwendet?

Mit Hilfe eines NWA kann man nicht die Leistung erzeugen.
Ein üblicher NWA mit Messbrücken bringt vielleicht max.
5...10 dBm am Messtor.

von Gästchen (Gast)


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So ich bins nochmals.

Auf der NXP-Seite steht zwar, dass der Transistor ein internes matching 
haben soll. Meiner Meinung nach muss ich dann somit kein extra 
Anpassnetzwerk bauen.

Ich habe jetzt aber noch eine Regelung des Drainstroms eingebaut. Über 
einem kleinen Shunt wird der Spannungsabfall gemessen (in der 
Drain-Zuleitung) und mit einem Opamp dann VGS so geregelt, dass ID 
konstant ist. Damit funktioniert es schon ein wenig besser. Vielleicht 
habe ich durch meine vorhergehenden Versuche den Transistor auch 
beschädigt, das könnte auch sein.

Könnt ihr allenfalls noch einen anderen Transistor empfehlen?

von Mitlesa (Gast)


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Gästchen schrieb:
> Könnt ihr allenfalls noch einen anderen Transistor empfehlen?

Wie wäre es wenn du erst mal die "kleinen" Ungereimtheiten klärst
bevor du uns mit neuen Ideen beaufschlagst?

Oder willst du hier einfach nur so ein bisschen "fachlich" herumlabern?

Mitlesa schrieb:
> .... und der ZVL hat die mehr als 1 Watt gut überstanden?

Mitlesa schrieb:
> Ich kenne keinen Generator von R&S der 25 dBm bei 2.4 GHz könnte,
> aber das heisst nicht dass es den nicht gibt.

Horst schrieb:
> Da du oben geschrieben hast, dass ein VNA vorhanden ist, frage ich mich,
> warum du jetzt was von Gen + Spekki erzählst?

von Gästchen (Gast)


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Ja, der ZVL übersteht die mehr als 1 Watt gut, weil ein Dämpfungsglied 
vorgeschaltet ist! Müsst ihr noch Typ, Seriennummer, Hersteller und 
Farbe des Dämpfungsglieds wissen?

Der Generator kann definitiv 25 dBm erzeugen, nicht nur weils auf dem 
Typenschild steht, sondern auch weil man es messen kann. Und weil man es 
auf dem Display einstellen kann. Was spielt es für eine Rolle, was es 
für ein Generator ist? fakt ist, er kann 25 dBm raus geben. Er hat einen 
N-Typ Ausgang. Da habe ich mein Koaxkabel angeschlossen und mit dem 
Verstärker-PCB verbunden. Dort sitzt ne SMA Buchse. Von Rosenberger.

Ausgangsseitig ist dann auch wieder eine SMA-Buchse. Das Koaxkabel von 
dort geht auf das Dämpfungsglied. Vom Dämpfungsglied gehts auf den 
Spektrumanalyser. Der hat zur Sicherheit auch noch ein Internes 
Dämpfungsglied, welches zugeschaltet ist (und bei der Anzeige aber 
berücksichtigt wird).

von Mitlesa (Gast)


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Gästchen schrieb:
> Was spielt es für eine Rolle, was es für ein Generator ist?

Keine. Aber da du uns laufend neue Fragen stellst und uns über
deine Messaufbauten im Unklaren lässt kommen bei uns Fragen
darüber auf ob du überhaupt in der Lage bist das zu messen was
du messen willst. Und es kommen Fragen darüber auf ob du
richtig misst. Denn es handelt sich hier um 2.4GHz und nicht um
irgendein Audio-Signal.

Ein "vernünftiger" Dialog wäre der auf Fragen bzw Vorschläge der
Reihe nach zu antworten bevor neue Fragen und Ideen aufkommen.

Gästchen schrieb:
> Dort sitzt ne SMA Buchse. Von Rosenberger.

Das ist allerdings ein entscheidendes Merkmal.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Mitlesa schrieb:
>> Dort sitzt ne SMA Buchse. Von Rosenberger.
>
> Das ist allerdings ein entscheidendes Merkmal.

Klar, eine von Pollin willste da eher nicht haben. :-)

von Gästchen (Gast)


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:-))))

das war übrigens ein Witz wegen der Rosenberger Buchse. Ich wollte damit 
nur andeuten, dass ihr hier manchmal Dinge wissen wollt, die belanglos 
sind, zB. mit welchem Generator ich arbeite.

Fakt ist mein Generator gibt bis zu 25 dBm raus. Ich habe einen 
Sepekrrumanalyser mit vorgeschaltetem Dämpfungsglied und kann die 
Leistung messen. Meine Frage ist doch nur: wenn der Transistor intern 
gematcht ist, wieso brauchts ein Anpassnetzwerk, und könnt ihr mir 
allenfalls einen anderen Transistor empfehlen.

von Ralph B. (rberres)


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Gästchen schrieb:
> Meine Frage ist doch nur: wenn der Transistor intern
> gematcht ist, wieso brauchts ein Anpassnetzwerk,

Das nennts du intern auf 50 Ohm angepasst?



VDD = 28 Vdc, IDQ1 = 55 mA, IDQ2 = 195 mA, Pout = 25 W CW

f MHz 2450

Zsource 32 - j6.256

Zload 6.2 - j1.17

Ich kenne nur MMICs die an Ein und Ausgang halbwegs an 50 Ohm angepasst 
sind. Die sind in der Regel für Leistungen < 20dbm

Transistoren mit 25W Leistung und interner Anpassung an 50 Ohm sind mir 
noch keine begegnet.

Was der Generator betrifft. Generatoren mit +25dbm Ausgangsleistung gibt 
es zwar ( ich glaube der SMY mit der Option B40 kann das im ungelevelten 
Bereich, aber der geht nur bis 1040MHz resp 2080MHz beim SMY02 ), aber 
sie sind extrem selten da unverhältnismäßig teuer.

Ralph Berres

von Gästchen (Gast)


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Hi Ralph

aber auf der NXP Site steht das so.
Siehe meinen Screenshot.

Gut, dann bastle ich einfach ein paar Anpassnetzwerke mit 
Streifenleitern und dann sollte das passen.

von Horst (Gast)


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Ob das nun heißen soll, dass es gematched ist, verstehe ich daraus aber 
nicht. Man kann es auch so interpretieren, dass Matching noch auf beiden 
Seiten notwendig ist.

von Hp M. (nachtmix)


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Ralph B. schrieb:
> Transistoren mit 25W Leistung und interner Anpassung an 50 Ohm sind mir
> noch keine begegnet.

Eingebaute Anpassung ist bei HF-Leistungstransistoren nicht ungewöhnlich 
und besonders auch bei Gegentakt-Transistoren üblich.
Allerdings ist die eingebaute Anpassung relativ schmalbandig für den 
beabsichtigten Frequnzbereich, und im Datenblatt findest du dann die 
Details.

Ich habe allerdings den Eindruck, dass in der aktuellen Diskussion 
MMICs, Verstärkermodule und HF-Transistoren fröhlich durcheinander 
gewürfelt werden.

P.S.:
Anpassung muss auch nicht unbedingt 50 Ohm bedeuten...

: Bearbeitet durch User
von Ralph B. (rberres)


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Hp M. schrieb:
> Eingebaute Anpassung ist bei HF-Leistungstransistoren nicht ungewöhnlich
> und besonders auch bei Gegentakt-Transistoren üblich.

1. ist es kein Gegentakttransistor
2. Habe ich nicht den Eindruck das Ein und Ausgangsimpedanz hier 50 Ohm 
beträgt.

Hp M. schrieb:
> Allerdings ist die eingebaute Anpassung relativ schmalbandig für den
> beabsichtigten Frequnzbereich, und im Datenblatt findest du dann die
> Details.

Was kann man ohne Anpassnetzwerk mit den im Smithdiagramm gezeichneten 
Anpasswerte denn anfangen?

Leider zeigt das Smithdiagramm im Datenblatt nur für 2450MHz die 
Impedanzen an. ( Dafür benötige ich eigentlich kein Smithdiagramm ).

Hp M. schrieb:
> Ich habe allerdings den Eindruck, dass in der aktuellen Diskussion
> MMICs, Verstärkermodule und HF-Transistoren fröhlich durcheinander
> gewürfelt werden.

Keine Angst ich kann das schon auseinander halten.

Hp M. schrieb:
> Anpassung muss auch nicht unbedingt 50 Ohm bedeuten...

50 Ohm ist bei den Frequenzen aber nun mal die Schnittstellenimpedanz 
von Baugruppen. OK es gab auch mal 60 Ohm im Fernsehband und 75 Ohm bei 
Empfänger im Konsumbereich .


Man kann dem TE nur raten den Layoutvorschlag im Datenblatt exakt zu 
übernehmen, und dabei auch darauf achten, das das Material und die Dicke 
der Platine genau eingehalten wird. Dann hat man es noch am einfachsten 
mit dem Nachbau.

Ralph Berres

von Hp M. (nachtmix)


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Ralph B. schrieb:
> 50 Ohm ist bei den Frequenzen aber nun mal die Schnittstellenimpedanz
> von Baugruppen.

Für Baugruooen schon, aber nicht unbedingt für die Halbleiter darin.
Insbesondere nicht bei  HF-Leistungstransistoren. Die Spannungen würden 
einfach zu gross.
Im vorliegenden Fall (25W) wären es 50V Spitzenspannung an 50 Ohm 
zuzüglich der 28V Versorgungsspannung.
Das liegt einerseits über der zulässigen Vds von 65V und andererseits 
würden damit sogar nicht zulässige negative Drainspannungen auftreten.

Ralph B. schrieb:
> Leider zeigt das Smithdiagramm im Datenblatt nur für 2450MHz die
> Impedanzen an. ( Dafür benötige ich eigentlich kein Smithdiagramm ).

Stimmt.
Der Transistor ist eben nur für diese Frequenz spezifiziert.
Das Smith-Diagramm veranschaulicht aber, wie nahe die realisierte 
Anpassung an der Re-Achse liegt.
Was man leicht übersieht: Das Smith Diagramm zeigt nicht die S-Parameter 
des Transistors, sondern die des Anpassnetzwerkes der Testschaltung.

Ralph B. schrieb:
> Man kann dem TE nur raten den Layoutvorschlag im Datenblatt exakt zu
> übernehmen, und dabei auch darauf achten, das das Material und die Dicke
> der Platine genau eingehalten wird.

100% Zustimmung.
Insbesondere weil der TE schon gezeigt hat, wie man es nicht machen 
sollte.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Hp M. schrieb:
> Der Transistor ist eben nur für diese Frequenz spezifiziert.

Wobei das natürlich dahingehend albern ist (vom Hersteller, nicht von
euch), dass man solche Verstärker in der Regel ja wenigstens zwischen
2400 und 2500 MHz (ISM-Band benutzen können möchte).  Damit sollte
man auch den kompletten Bereich (mindestens diesen) darstellen und
nicht nur die Bandmitte.

von Ralph B. (rberres)


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Hp M. schrieb:
> Im vorliegenden Fall (25W) wären es 50V Spitzenspannung an 50 Ohm
> zuzüglich der 28V Versorgungsspannung.

Die Ausgangsleistung und die Betriebsspannung legen zwingend das 
Transformationsverhältnis zu 50 Ohm fest.

Schon alleine deswegen weicht der Ausgangswiderstand des Transistors von 
50 Ohm ab. Es sei denn man bekommt bei gegebener Betriebsspannung an 50 
Ohm die gewünschte Leistung direkt.

Was fast immer kompensiert werden muss, sind die Blindanteile.

Ralph Berres

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