射频问答群问答汇总·第64期【2024.10.29】

文摘   科技   2024-10-29 07:04   上海  


期精彩问答投票结果公示

如何测量PLL环路滤波器的带宽? 

投票占比26%

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本文中回答均由各位射频从业者们自发讨论回复,回答之中不免有错误疏漏,也欢迎大家批评指正。


01

PLL参考输入晶振类型对输出指标会有影响吗?


Q:群里的大佬问个问题,假如PLL的参考输入晶振选用肖峰的正弦波或者正常的正弦波,如果他们的输入信号幅度以及相位噪声均相同的情况下,PLL的输出指标会一样吗?


A:理论上是一样的。


Q:是因为PLL是通过比较参考信号和反馈信号的相位进行锁定的吗?还是说有其他原因?


A:比较相位。


A:是的,是输入信号和反馈信号之间的相位比较,进而调整 VCO。


02
线性放大区时,功放漏极电压对功放性能有什么影响?


Q:想问一下各位大佬,线性放大区的时候,功放的漏极电压对功放的影响是啥?因为好像此时增大或减小漏极电压对静态电流的影响很小,但损耗却在增加。所以想了解一下这个问题。


A:这个很好理解,当漏极电压增加时,即使静态电流变化不大,功放在没有信号输入时消耗的功率也会增加。这是因为功耗 P 可以表示为电压 V 乘以电流 I,即P=V✖I,因此,即使电流保持相对稳定,更高的电压也会导致更高的功耗。


Q:这个我可以理解,我想知道的是漏极电流不变的情况下,增大或减小漏极电压对功放的影响是什么?例如功放的输出功率,效率,线性等等。


A:效率会降低,因为功放的输出功率不变,而总功耗增加,因此导致了效率的下降。对线性度的影响较小,可以忽略不计。


03
Doherty放大器低功率状态下Carrier与2Ro不匹配的原因是什么?


Q:想问个Doherty 方面的知识,这里理想状态下,Carrier和Peak都匹配上了Ro,在高功率状态下,我可以理解,但在低功率状态下Rc变成了2Ro,这里的CarrierRo与2Ro不匹配该怎么理解啊。


A:我之前也有这样的疑问,两倍的Ropt是为了得到最优的回退效率。



Q:悟了 非常感谢!


04
如何在ADS中计算微带巴伦的k值?


Q:大哥怎么仿真微带巴伦的k值啊 或者说怎么计算 ads可不可以?


A:ADS 可以计算 K 值。


Q:哦? 大哥请讲。


A:从结果里面提取 S 参数和 Z 参数,然后计算 K 值。


Q:是按照k=m的绝对值/(l1*l2)的平方根嘛?


A:比如这样计算,能理解吗?



Q:上面那个公式是咋来的?大哥可以方便找个类似的解释给我嘛?


A:四端口网络,其中端口1和端口2分别连接到耦合线的一端,而端口3和端口4则是耦合线的另一端。在这种情况下, K 可以通过 S21 和 S31参数来近似计算,这两个参数分别表示当端口1激励时,端口2和端口3上的响应。


这里的S21表示从端口到端口2的传输系数的模值,S31表示从端口1到端口3的传输系数的模值。这个比值反映了耦合线之间能量传输的比例,因此可以作为耦合强度的一个度量。


Q:类似这样? 这俩比值嘛?


A:对。


Q:哦哦,那我现在相当于是直接24端口接一起了,从概念上去理解还是一致的嘛?


A:下面这个能理解吗?



Q:这个指的是俩的等效电感 然后 上面是互感系数?


A:M 是互感。


Q:具体为啥这么定义啊?


A:对于一个理想的耦合线变压器可以这么定义。


Q:没问题我理解了,我去试一下 。


A:具体为啥这么定义你自己查询下资料,打字是说不清楚的,涉及好几个公式,打字打不出来。


Q:感谢感谢!


05
S11接匹配负载是匹配传输线阻抗还是后端网络?


Q:小弟想请教一个问题,刚刚和同学讨论,对于s11接匹配负载是匹配的是传输线阻抗还是后端网络有点不清楚,想请各位老哥们指导一下。


A:可以看下西电微波技术基础传输线那一章,S参数匹配是最大传输功率匹配。


A:S11接匹配负载是指端口1连接的负载与该端口的特性阻抗的情况。后端是后端,需要单独考虑和优化。因为整个系统的性能还受到后端网络的影响。你说传输线阻抗也对,但也可以是任何具有相同阻抗值的网络或组件。


Q:大概懂了,所以这个端口一的阻抗匹配是匹配的是对前一级网络进行匹配,后面的网络需要单独考虑。


A:是的,但是若后面一级不匹配会影响前面,也就是鹅霸说的,实际仿真也会发现有影响。


Q:好的好的感谢两位老哥。


06
ADS版图仿真S参数结果差的原因是什么?


Q:请教一下ADS版图仿真S参数结果很差,版图原理图联合仿真结果又比较好,是什么原因呢?


A:有可能你仿真的就是对的,应该你的版图仿真端口里面有差分对,然后你设置非差分对,然后就会出现,其实两种仿真结果都是对的。也就是说,你有的端口应该放置元器件的吧 然后你还是设置负为GND 。


Q:好的呢,谢谢。


07
富兰克林振荡电路的工作原理及设计注意点是什么?


Q:请大侠介绍一下这个电路工作原理,及设计注意点,谢谢!


A:图1.2.25是基本的富兰克林振荡电路。工作原理有三个:
第一,LC谐振回路,由电感L0、电容C0组成一个谐振回路。
第二,反馈网络由通过电容C1和C2将输出信号反馈到输入端,形成正反馈。
第三,放大器(+G)对反馈回来的信号进行放大,维持振荡条件。


图1.2.26是采用集成电路构成的富兰克林振荡电路。工作原理也有三个:
第一,集成运放F733是作为核心放大器件,提供必要的增益和相位补偿。
第二,RC反馈网络是由R1、R2、C1、C2等元件构成反馈网络,实现所需的相位和幅度条件。
第三,电源供电由±6V电源供电,确保运放正常工作。


图1.2.25 电路设计要保证放大器增益足够大,以克服损耗并维持振荡,图1.2.26 的电路设计电阻和电容的精度要高,以保证振荡频率的准确性。这是个人看法,不知其他人还有什么高见,还有一点没有注意到,图1.2.25 电路设计反馈网络必须满足巴赫豪森判据,即相移为零或整数倍的360度。


Q:专业,,学习了。再请教一下,在此电路中电感的Q值对发射功率(电压/电流)有何影响,谢谢!


A:高 Q 值意味着电感器的能量损耗较小,低 Q 表示电感器能量损耗较大,振荡电路可能会变得不稳定,可能无法持续振荡,所以设计这个电路时,要选择具有较高Q 值的电感器,确保电路能够产生稳定的输出信号。


Q:感谢你详细的解答


08
测量天线增益时如何测量链路损耗?


Q:有没有佬知道测量天线增益时怎么把链路损耗测量出来?这个该如何测呢?


A:这个测不出来吧,一般暗室都校准好了,链路损耗已经减掉了。


Q:是啊,头疼,不知道怎么测。


A:暗室肯定测不出来的,室外可以测的。


Q:佬,怎么测?能不能提供点思路呢?太头疼了。


A:首先选择一个开阔的场地,减少多径效应和障碍物带来的影响,接着准备工具,准备一个信号发生器并连接到待测天线,接收端准备一个频谱分析仪用来接收,信号发生器和频谱仪都要校准好。

接着用这个公式计算自由空间传播损耗。


Q:太强了佬,谢谢佬。


A:接着记录天线发射出的功率,接着记录接收端的功率。


Q:好滴佬。


A:最后我们计算链路损耗,L link=Ptx-PRx,单位 dBm,看懂这个过程了吗?


Q:懂了佬,就是有一点不太清楚,他说测试增益的同时把损耗测出来,这样的话增益是不是没办法测了呢,你没有看明白,额外的损耗是要实际测的损耗减去理论的损耗。


A:L link 减去我手写的那个公式。


Q:佬,这个我看明白了,这样所得的是除去自由空间外的损耗。


A:如果发射和接收天线相同,增益这样计算



Q:懂了谢谢佬,太强了!太牛了👍!


A:但得注意一点,因为是在室外测,可以多测几组数据,最后取平均值。


Q:嗯呢,这回彻底懂了。


A:如果发射和接收天线不相同呢?考虑一下怎么计算增益?这个就孩子没娘,说来话长了,等你真正遇到了,我们可以讨论一下。


Q:对的,感觉可以用一个已知增益的天线分别确定这两个增益。


09
回退点和饱和点峰值功放输出功率为什么会有这样的表现?


Q:佬们想请教两个问题:回退点峰值功放为啥有输出功率啦,s22我调到了开路点附近的。饱和点的峰值功放输出功率为啥下降的那么快啦?


A:回退点有输出功率是正常的,因为 PA 还没有达到饱和状态。饱和点的峰值功放输出功率下降快是因为 PA 内部的非线性效应引起的。当 PA 接近或超过其最大的额定功率,增益会迅速下降,从而导致输出功率快速下降。


Q:谢谢哥!


10
推挽式结构与BUCK结构有什么区别?


Q:家人们,这是推挽式结构吗,最近看推挽结构、反相器啥的看的有些迷糊。


A:BUCK接的管子是开关作用吧?


Q:是开关的作用,轮流导通,但和推挽结构好像啊。


A:结构是差不多,我记得BUCK好像都是NMOS,推挽好像是上N下P。


Q:如果BUCK都是nmos管,好像还需要一个自举电路,单作开关的话,只利用它的导通关断,那还需要再另外设计它的偏置电路么,我看结构框图都是直接两个mos管相连,也没看见什么偏置电路。


A:不用吧,就记得打开后给电感充电。


Q:好的好的!谢谢!!


A:共同学习,确实了解浅薄。


11
S11和S22测量端口阻抗的计算原理是什么?


Q:有家人知道S11或者测量S22测量端口阻抗的计算原理是什么吗?电阻的时候感觉像这个 。



A:Z0 是传输线的特性阻抗。


Q:谢谢霸哥!  还有个小问题可以指导一下吗?


A:说说。


Q:就是看S11的虚部的时候 它的公式有什么变化吗?


A:有变化。


Q:用virtuoso想简单看看s参数能不能测量电容的容抗嘛?


A:应该可以,你先在仿真结果里面找下想看的频率的 S11。


Q:嗯嗯,我用简单电容试出来是,两倍的port阻抗/容抗等于s11虚部。


A:直接用Z参数或者Y参数就可以计算了吧,用ypm或者zpm感觉更直观一点。


A:这个也行。


Q:欧克欧克  zpm  等于2πf乘以容抗吗?


A:Xc=1/2πf✖C。


A:好像和你仿真的电容的电路有点关系,最好用Y参数吧,Z参数有点不好用


A:我理解Z计算等效串联电容,Y计算等效并联电容,单个理想电容两个都可以


Q:谢谢!!我试试


A:(imag(ypm('sp 1 1)) / xval(imag(ypm('sp 1 1))) / 2 / pi),ypm计算可以试试这个。


Q:收到!!感谢感谢。


12
F类功放仿真中EMsetup频率范围对性能结果的影响是什么?


Q:请问大佬们,仿一个窄带2.45GHz的F类功放,EMsetup的频率范围对性能结果影响非常大是什么原因啊。以哪个为准?



A:第一个吧,因为f类得考虑谐波。


Q:最终只看2.45单频点的,然后我也设置了2.45单个频点的扫描,但是另外设置0~8和2~3对结果影响就特别大了。


A:我试过,都是传输线似乎影响没这么大,会拟合,反正传输线是线性的,就电容那些影响大。


Q:是吗,但是我只改了这个频率范围,性能影响特别大,谢谢两位我再看看


A:你的点可以多一些,50太少了


13
频谱仪扫描点数对虚假信号的影响是什么?


Q:各位佬,频谱仪扫描点数,1001点会出现虚假信号,40001点就没有这个虚假信号了。不知这是什么原因。


A:试过其他点数吗?


Q:没有试过其他点数。


A:几个思路,供参考:
1,改点数
2,改RBW
3,max hold
4,改检波模式


A:FFT 1001个点,而SPAN是25G;也就是每个点的频率分辨率约是25MHz,这个时候频率分辨率超出RBW 1MHz了;我猜测这个关系导致出现假点;而将FFT点数设置为40001个点后,每个点的频率分辨率约是0.625MHz,小于RBW的1MHz,这个时候频谱才显示正确;按照这个关系,至少应该设置为25001个点,频谱才显示正确;低于这个FFT点数设置,都会出现异常;或者在1001点数时,将RBW设置大于25MHz;


A:整的这么玄乎,采样点少说明采样率低,采样率低了以后频率会反褶,就是一个采样定理的问题。


Q:谢谢各位佬,可能是信号处理有bug吧。应该不是射频硬件的问题。

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