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想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?

發(fā)布時間:2016-10-21 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】最近我自己在做一款射頻功放。做出來也就是一款產(chǎn)品了。談到功放,大家都不陌生,就是把信號放大最后經(jīng)過天線發(fā)射出去,但是目前射頻這一塊,把功放單獨拿出來算是一個類目,功放說起來很簡單,但是做起來要考慮的事情太多了,我以前也做過不少的功放,但是都是小功率的,窄帶;不超過10W的功率,相對來說還好做一點。
 
我自己把功放分下類不是按照什么工作點來分類的,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:
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
其實在這里面還能分類,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,對功放的要求也是很苛刻的。有些是是多載波信號(OFDM),這個就對功放的要求比較嚴(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,這個我目前也做研制。非線性的還好做一點。
 
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,長期在大功率輻射下對生育很大影響。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,總是喜歡自己一個人摸索,我感覺在如今的社會里,還是自己摸索吧,你要去請教人,最后還牽扯到一些利益問題。除非是很不錯的朋友。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
  • 溫度檢測及保護(hù)功能
  • 正向功率檢測功能
 
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,如果直接拿去,就失去意義了,我的目的是大家一起動腦一起動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:
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
這個就是整個功放系統(tǒng)的框圖,其實有了這個圖,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
 
這個功放我一共分為三個階段,為調(diào)試版,升級版,最終版。先從我的調(diào)試版說起,
 
調(diào)試版比較簡單,而且都是分立的模塊,主要就是驗證能不能實現(xiàn)??梢詫崿F(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,測試結(jié)果如下
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
我的工作臺,三個字,臟、亂、差。
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
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。
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
輸出為22.46dbm 因為頻譜儀前端有25db的衰減器。計算25+22.46=47.46dbm經(jīng)過計算輸出為55.7W,所以調(diào)試版基本ok!坐等升級版。
 
中間還有個插曲,我做了個長時間通電,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。。。
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
看來不用風(fēng)扇吹是不行滴。。。。下面升級版一定要用風(fēng)扇吹。。。
 
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升級版
 
首先打樣回來
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
辛苦了整整一個晚上,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。。。
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
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。。。。
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
剛剛好,完全合適??孜灰稽c也不差,接下來就是把上面的器件補(bǔ)齊。
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
升級版,補(bǔ)齊器件后,完整的功能。
 
開始測試
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
我也搞不懂,我的工作臺總是那三個字,,,,,,,呵呵呵。。。。。。。
 
測試結(jié)果
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
  • 測試結(jié)果22.45dbm
  • 同樣頻譜儀輸入加了25db的衰減器,
  • 25+22.45=47.45dbm(55W)
 
看來升級版也順利通過了,明天帶到公司,用公司的儀器測試下啊。(偷偷地,大家懂得)。
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
在公司測試
 
想看大牛是如何DIY射頻功放的嗎?
 
最終測試結(jié)果顯示46.9dbm(50W)。這個與前面用頻譜儀測試的結(jié)果有區(qū)別,可能是兩種儀器的檢波方式不一樣。所以測試的結(jié)果有所不同(我猜測)。要么就是儀器不同,稍稍有所差異有0.4db的差異。也有可能是這個儀器比較老了。存在誤差,這個就不糾結(jié)了,完全滿足的。
 
至于后面的其他指標(biāo)我會慢慢來測試的,IMD3,還有諧波之類的,我會后面測試的。還有我前面的所說的功能,我全部測試了,都能實現(xiàn),大功率的功放主要就是駐保護(hù)功能,我測試,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LED之類的器件。
 
溫度保護(hù)功能,也實現(xiàn)了,到達(dá)70多度的時候功放也是自動就不工作了,防止溫度過高損壞功放管。
 
這次我用了個大的風(fēng)扇一直吹,效果很好,我摸了摸散熱塊,也就是40度左右(長時間工作)。
 
到此為止這個功放幾乎就都實現(xiàn)了,坐等最終版?。?!機(jī)加工CNC做個精致的外殼,人靠衣服馬靠鞍,同樣的道理,有了外殼遮擋下,會漂亮點哈哈哈。。。
 
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最終版
 
穿上衣服了。。。。。
 
我自己感覺都漂亮了。。。。
 
心得體會這個也是我第一次,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有所收獲的,我相信還是肯付出,會有回報,不付出一定沒有回報,我在這個產(chǎn)品中,也發(fā)過火,甚至都哭了,想放棄了,在調(diào)節(jié)第二級推動的時候,總是燒管子,我選得是TriQuint公司的管子,這個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)品什么項目,背后都有不為人知的心酸。看著很簡單的東西,也要去動手做,才知道簡單、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,一個管子2000多。一晚上燒了5個。都是匹配不好,長時間工作,導(dǎo)致的。大功率的衰減器,大的嚇人,大功率功放對身體百害無一利。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。
 
功放的難點就是增益高,會自激,所以放大器級間匹配一定要做好,尤其是末端,一定要做好匹配,否則就會燒管子(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,這個我也遇到過的。
 
解決上述的問題就是:耐心+時間+經(jīng)驗=成功
 
 
 
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