想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
我自己把功放分下類不是按照什么工作點(diǎn)來分類的,是按照難易程度分類,目前功放可以分為寬帶功放,和窄帶功放如下圖所示:
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201710/367768.htm其實(shí)在這里面還能分類,分為線性功放和非線性功放,隨著現(xiàn)在的數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展,對(duì)功放的要求也是很苛刻的。有些是是多載波信號(hào)(OFDM),這個(gè)就對(duì)功放的要求比較嚴(yán)格,必須要使用線性功放。目前國內(nèi)做的線性功放多數(shù)都是功率回退。直接導(dǎo)致功放的效率很低,只有10%左右,這個(gè)我目前也做研制。非線性的還好做一點(diǎn)。
功放這東西很多人都不愿意去做,輻射太大,尤其是沒有結(jié)婚的,女的就不用說了,更少了,但是不包括沒有女人做功放,長(zhǎng)期在大功率輻射下對(duì)生育很大影響。哈哈。。。大家都懂。。。
話又說回來,大功率的功放利潤也是可嘉的。如果想拿命換錢的童鞋,趕快去研制大功率功放,一定能賺到錢。。。。
言歸正傳,我目前做了一款700MHz左右的50W功放,功率也不算大。這個(gè)也是我第一次開始摸索大功率的東西,以前都是在10W一下。我有個(gè)習(xí)慣也是壞毛病吧,我特別不喜歡與人交流,總是喜歡自己一個(gè)人摸索,我感覺在如今的社會(huì)里,還是自己摸索吧,你要去請(qǐng)教人,最后還牽扯到一些利益問題。除非是很不錯(cuò)的朋友。但是我也不喜歡去問。還不如自己去摸索,自己摸索出來的永遠(yuǎn)是自己的,一輩子也不會(huì)忘記的。
我的功放技術(shù)參數(shù)(目前做的版本)
頻率 750MHz---760MHz
調(diào)制方式 FM (CW波)
輸入功率 0dbm
增益 47db
輸出功率 47dbm(50W)
帶內(nèi)平坦度 ±0.5db
雜散 -60dbc
P1dB >47dbm
諧波抑制 不加濾波器,奇次諧波>15dbc,偶次諧波>30dbc
IMD3 >-30dbc
工作電壓 28V (單電源)
電流 <4A(實(shí)際調(diào)試3.5A左右)
功放保護(hù)要求
具有增益調(diào)節(jié)功能
PTT功能
駐波保護(hù)功能
溫度檢測(cè)及保護(hù)功能
正向功率檢測(cè)功能
以上是具體的技術(shù)指標(biāo)及要求。
下面是我采用的方案,以下有些涉及到商業(yè)問題,我就略過。請(qǐng)大家理解,主要是提供方案給大家,具體的排版和仿真我就略過了,這也是給大家自己發(fā)揮的機(jī)會(huì),如果直接拿去,就失去意義了,我的目的是大家一起動(dòng)腦一起動(dòng)手這才是真正的目的。比如指標(biāo)就這么提出來了,你想想怎么做呢!
方案:
這個(gè)就是整個(gè)功放系統(tǒng)的框圖,其實(shí)有了這個(gè)圖,所有的功放幾乎都是差不多了,只是功放部分不一樣。剩下都一樣。
我采用的是飛思卡爾的管子,也有很多,例如infineon公司的,NXP的,ST公司的,富士通公司的,很多很多。我比較喜歡用飛思卡爾的功放管。這個(gè)管子還提供ADS模型,用起來比較方便。
接下來是我DIY開始
這個(gè)功放我一共分為三個(gè)階段,為調(diào)試版,升級(jí)版,最終版。先從我的調(diào)試版說起,
調(diào)試版比較簡(jiǎn)單,而且都是分立的模塊,主要就是驗(yàn)證能不能實(shí)現(xiàn)??梢詫?shí)現(xiàn)直接去pcb。結(jié)果我的調(diào)試版很順利的就是通過了調(diào)試,測(cè)試結(jié)果如下
我的工作臺(tái),三個(gè)字,臟、亂、差。
輸入5dbm,前面有增益可調(diào)節(jié)的,根據(jù)電壓不同增益不同,現(xiàn)在是5V控制電壓。
輸出為22.46dbm 因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/頻譜儀">頻譜儀前端有25db的衰減器。計(jì)算25+22.46=47.46dbm經(jīng)過計(jì)算輸出為55.7W,所以調(diào)試版基本ok!坐等升級(jí)版。
中間還有個(gè)插曲,我做了個(gè)長(zhǎng)時(shí)間通電,剛剛通電30分鐘。我直接用大拇指去按散熱塊了,直接一層皮燙白了。。。
看來不用風(fēng)扇吹是不行滴。。。。下面升級(jí)版一定要用風(fēng)扇吹。。。
升級(jí)版
首先打樣回來
辛苦了整整一個(gè)晚上,把pcb畫出來了,雖然難看,先將就看看調(diào)試結(jié)果再說。
接下來考慮安裝問題。還是在調(diào)試版的基礎(chǔ)上重新打孔攻絲。說干就干。。。
打孔,攻絲,看我我以后也可以從事急哦鉗工的工作了,哈哈哈。。。。
剛剛好,完全合適??孜灰稽c(diǎn)也不差,接下來就是把上面的器件補(bǔ)齊。
升級(jí)版,補(bǔ)齊器件后,完整的功能。
開始測(cè)試
我也搞不懂,我的工作臺(tái)總是那三個(gè)字,,,,,,,呵呵呵。。。。。。。
測(cè)試結(jié)果
測(cè)試結(jié)果22.45dbm
同樣頻譜儀輸入加了25db的衰減器,
25+22.45=47.45dbm(55W)
看來升級(jí)版也順利通過了,明天帶到公司,用公司的儀器測(cè)試下啊。(偷偷地,大家懂得)。
在公司測(cè)試
最終測(cè)試結(jié)果顯示46.9dbm(50W)。這個(gè)與前面用頻譜儀測(cè)試的結(jié)果有區(qū)別,可能是兩種儀器的檢波方式不一樣。所以測(cè)試的結(jié)果有所不同(我猜測(cè))。要么就是儀器不同,稍稍有所差異有0.4db的差異。也有可能是這個(gè)儀器比較老了。存在誤差,這個(gè)就不糾結(jié)了,完全滿足的。
至于后面的其他指標(biāo)我會(huì)慢慢來測(cè)試的,IMD3,還有諧波之類的,我會(huì)后面測(cè)試的。還有我前面的所說的功能,我全部測(cè)試了,都能實(shí)現(xiàn),大功率的功放主要就是駐保護(hù)功能,我測(cè)試,把功放的輸出端開路,控制部分馬上就把電源斷開,駐波保護(hù)端輸出高電平,驅(qū)動(dòng)LED之類的器件。
溫度保護(hù)功能,也實(shí)現(xiàn)了,到達(dá)70多度的時(shí)候功放也是自動(dòng)就不工作了,防止溫度過高損壞功放管。
這次我用了個(gè)大的風(fēng)扇一直吹,效果很好,我摸了摸散熱塊,也就是40度左右(長(zhǎng)時(shí)間工作)。
到此為止這個(gè)功放幾乎就都實(shí)現(xiàn)了,坐等最終版?。?!機(jī)加工CNC做個(gè)精致的外殼,人靠衣服馬靠鞍,同樣的道理,有了外殼遮擋下,會(huì)漂亮點(diǎn)哈哈哈。。。
最終版
穿上衣服了。。。。。
我自己感覺都漂亮了。。。。
心得體會(huì)這個(gè)也是我第一次,做大功率的功放,從中收獲了很多,從功放的選型,到排版布局,仿真等,都有所提高。只要用心去鉆研肯定會(huì)有所收獲的,我相信還是肯付出,會(huì)有回報(bào),不付出一定沒有回報(bào),我在這個(gè)產(chǎn)品中,也發(fā)過火,甚至都哭了,想放棄了,在調(diào)節(jié)第二級(jí)推動(dòng)的時(shí)候,總是燒管子,我選得是TriQuint公司的管子,這個(gè)公司的管子都比較貴,所以燒的不是芯片,是錢?。。?!。。。。。這都是我辛苦的工資。一連燒了4片。600塊就沒了,我真的想放棄了。第二天想想既然做到這了,一定要堅(jiān)持下去,之后靜下心來慢慢的調(diào),最后穩(wěn)定了,不管什么產(chǎn)品什么項(xiàng)目,背后都有不為人知的心酸??粗芎?jiǎn)單的東西,也要去動(dòng)手做,才知道簡(jiǎn)單、容易。
總結(jié)下,要搞大功率的器件,真的太燒錢了,我朋友說他也在搞功放,一個(gè)管子2000多。一晚上燒了5個(gè)。都是匹配不好,長(zhǎng)時(shí)間工作,導(dǎo)致的。大功率的衰減器,大的嚇人,大功率功放對(duì)身體百害無一利。最主要是利潤?。?!
接下里我去挑戰(zhàn)下短波寬帶功放,例如2---100MHz。50W的功率。
功放的難點(diǎn)就是增益高,會(huì)自激,所以放大器級(jí)間匹配一定要做好,尤其是末端,一定要做好匹配,否則就會(huì)燒管子(錢),現(xiàn)在的功放都是28V或者50V供電,所以電源一定要設(shè)置好,免得上電,就把功放管擊穿,這個(gè)我也遇到過的。
解決上述的問題就是:耐心+時(shí)間+經(jīng)驗(yàn)=成功
評(píng)論