Radio frequenza, domande varie

Mar 03, 2010 21 Replies

Caio a tutti, vorrei porre alcune domande sulla progettazione di sistemi a radio frequenza



1) Mettiamo che debba progettare un amplificatore a RF come scelgo il transistor per quanto riguarda il suo comportamento in frequenza ? In banda base si pu=F2 fare con il prodotto guadagno-larghezza di banda, ma a RF ?
2) Se per esempio volessi fare un oscillatore a 500 MHz, non so se pu=F2 avere senso la cosa, per il transistor si deve usare il circuito equivalente, a pi-greco per esempio, o i parametri y ? Credo che essendo 500 MHz radio frequenza non si possono trascurare gli elementi reattivi ed allora si dovrebbero usare i parametri y, ma non ne sono sicuro
3) Per un mixer sempre a 500 MHz quale modello si adotta per il transistor ? E per un moltiplicatore, per un qualsiasi altro sistema ?
4) Se in un progetto a RF si usano i parametri y con i numeri complessi vuol dire che sono intervenuti i suoi elementi reattivi. Ci=F2 vorrebbe dire che si sta usando il transistor in prossimit=E0 della sua larghezza di banda ? Cio=E8 nella regione in cui la curva Ic/Ib in frequenza inizia a decrescere di 20dB/dec ?
5) Perch=E8 molti in problemi di RF usano i parametri y ed altri i parametri s ?
6) Al di sotto del GHz si pu=F2 fare a meno dei parametri s ?
7) La matrice di diffusione e la matrice di scattering sono la stessa cosa ?
8) Per progettare sistemi alle frequenza delle microonde, diciamo sopra al GHz anche se l'ITU chiama microonde la gamma di frequenze tra
3 e 300 GHz, si adottano le stesse tecniche della RF ? Grazie

Paolo Minelli ha scritto:

Ero un patito di circuiti in radiofrequenza, ma non ho mai usato modelli matematici, indispensabili sopratutto se usi potenza (trasmissione). Ho acquisito pratica da diverse riviste, qualche libro ed i calcoli al minimo indispensabile per qualche adattamento d'impedenza o risonanze di LC. Credo molto dipenda anche da quello che ti proponi di fare: basse potenze tipo ricezione, ampli a larga banda, trasmissione, ecc. Considera anche la figura di rumore sopratutto sopra i 30MHz ed il tipo di dispositivo da usare in funzione del ruolo che deve svolgere: ad es. non usare mai BJT nei mixer, meglio Mosfet in config. a doppio bilanciamento... A frequenze dell'ordine delle VHF in su, particolre attenzione va fatta anche al disegno del c.s. o del cablaggio su contenitore metallico saldabile, in aggiunta alle solite regole valide anche in BF. Al massimo ho raggiunto i 200MHz in ricezione con PLL.

Un testo che trovo ottimo e' il Jessop "VHF/UHF Manual", anche se il taglio e' da manuale con poca teoria rispetto quelle che mi sembrano le tue esigenze.

ciao giorgio

Giorgio Padoan:

Il quoting, invece, evidentemente non ti è mai interessato.

F. Bertolazzi ha scritto:

Nonostante l'ora tarda c'hai azzeccato... a te invece interessa il romping...

Hai messo insieme una bella collezione di domande difficili! Ti consiglio di procurarti un libro serio. Uno di facile lettura, non molto approfondito, e' "Oscillator design and computer simulation" di R. W. Rhea. Rispondo a qualche domanda...

La fT e' comunque un parametro utile. Per un osc puo' bastare anche il doppio della freq. di lavoro, per un ampli meglio di piu'.

Quello che trovi... I parametri y li trovi per transistor vecchi o per frequenze abbastanza basse. Trovi piu' di frequente gli S perche' sono piu' facili da misurare. Si puo' passare da una forma all'altra con delle formulette.

In linea di massima non si possono trascurare neanche a 50MHz! A 500, per quanto siano piccole, anche le sole induttanze dei terminali e capacita' tra gli stessi non sono trascurabili.

Certamente.

No, intervengono molto prima.

Ciao,

RoV - IW3IPD http://digilander.libero.it/rvise/

Giorgio Padoan:

Non è l'ora ad essere tarda.

Perché? Rompo i coglioni alla gente costringendo loro a scendere fino in fondo ad un testo già letto per poter leggere due inutili stronzate?

Ma che hai l'andropausa? il quoting relativo alla risposta al messaggio di Paolo e' corretto in Outloook. Se poi non ti interessano i miei msg. perche' non li ignori invece di definrli stronzate!

Il 04/03/2010 7.59, Giorgio Padoan ha scritto:

Se la frase quotata vuole significare che il quoting di "quel" messaggio appare corretto sul *tuo* computer, getta via il PC o Outlook.

"Englishman" ha scritto nel messaggio news:64Kjn.127770$ snipped-for-privacy@tornado.fastwebnet.it...

anche in thunderbird nel portatile e' apposto... evidentemente avete tempo da perdere....

Il 03/03/2010 21.22, Paolo Minelli ha scritto:

Si sceglie, prevalentemente, in base all' utlizzo dichiarato sul DS.

Come sopra.

Quelli che si trovano sui DS, S o Y che siano. Cmq, da molto tempo si utilizzano mixer a mosfet, nel low-end economico, e a diodi e/o blanciati, altrimenti.

Cambiano componenti (i BJT fanno "CIUF CIUF" a quelle frequenze) e quindi anche metodo di progettazione. Dal PDV della realizzazione pratica, cambia tutto (anche da BF ad RF).

AFAIK, e IMO. Ammetto la mia (quasi) *grassa* ignoranza in materia.

P.S. Se magari ci spieghi cosa ti perplime, riusciamo a essere piu' dettagliati.

Il 04/03/2010 9.43, Giorgio Padoan ha scritto:

Getta anche il portatile: il messaggio incriminato quotava

*integralmente* l' OP, come, d' altronde, ti capita molto spesso.

P.S.: Se vuoi ti spedisco il mex completo di header in email, cosi' puoi controllare tu stesso.

"Englishman" ha scritto nel messaggio news:UvKjn.127784$ snipped-for-privacy@tornado.fastwebnet.it...

Mi fai per favore un copia incolla del msg incriminato come lo leggi tu e lo invii a franco.padoan snipped-for-privacy@alice.it, grazie giorgio

Il giorno Thu, 4 Mar 2010 11:18:15 +0100, "Giorgio Padoan" ha scritto:

Di seguito il post come l'ho letto io

Hai quotato 35 linee, potevi tagliarne molte. Se qualcuno si è lamentato ha le sue ragioni.

ciao Stefano

_____________________________________________ Path: reader1.news.tin.it!spool.news.tin.it!no-news.virgilio.net!news.ngi.it!diesel.cu.mi.it!draco.tiscalinet.it!news-f2.tiscali.it!not-for-mail Date: Wed, 03 Mar 2010 22:48:19 +0100 From: Giorgio Padoan Reply-To: franco.padoan snipped-for-privacy@alice.it User-Agent: Thunderbird 2.0.0.23 (Windows/20090812) MIME-Version: 1.0 Newsgroups: it.hobby.elettronica Subject: Re: Radio frequenza, domande varie References: In-Reply-To: Content-Type: text/plain; charset=ISO-8859-1; format=flowed Content-Transfer-Encoding: 8bit Lines: 57 Message-ID: Organization: Tiscali SpA NNTP-Posting-Host: 84.222.88.173 X-Trace: 1267652894 news.tiscali.it 707 84.222.88.173:54122 X-Complaints-To: snipped-for-privacy@tiscali.it

Paolo Minelli ha scritto:

Ero un patito di circuiti in radiofrequenza, ma non ho mai usato modelli matematici, indispensabili sopratutto se usi potenza (trasmissione). Ho acquisito pratica da diverse riviste, qualche libro ed i calcoli al minimo indispensabile per qualche adattamento d'impedenza o risonanze di LC. Credo molto dipenda anche da quello che ti proponi di fare: basse potenze tipo ricezione, ampli a larga banda, trasmissione, ecc. Considera anche la figura di rumore sopratutto sopra i 30MHz ed il tipo di dispositivo da usare in funzione del ruolo che deve svolgere: ad es. non usare mai BJT nei mixer, meglio Mosfet in config. a doppio bilanciamento... A frequenze dell'ordine delle VHF in su, particolre attenzione va fatta anche al disegno del c.s. o del cablaggio su contenitore metallico saldabile, in aggiunta alle solite regole valide anche in BF. Al massimo ho raggiunto i 200MHz in ricezione con PLL.

Un testo che trovo ottimo e' il Jessop "VHF/UHF Manual", anche se il taglio e' da manuale con poca teoria rispetto quelle che mi sembrano le tue esigenze.

ciao giorgio

SB ha scritto:

Quotero' con meno linee, ok

Paolo Minelli ha scritto:

1) La prima domanda è priva di senso in quanto, mentre per i circuiti in banda base il problema esiste, perché il segnale può avere, in termini di frequenza, una escursione di alcune decadi, negli amplificatori RF ,postulando di avere un segnale modulato in FM al suo ingresso, esso avra solo una frazione trascurambile nell'ambito della largezza di banda del transistor (o altro elemento attivo). In base a ciò la scelta avviene (quasi) solo per quanto concerne la massima frequenza di lavoro del dispositivo stesso, regola empirica ma valida scegliere il dispositivo per una Ft (frequenza di taglio a -3dB) pari al doppio della massima frequenza di lavoro. Il (quasi) fa riferimento alla costanza, rispetto alla frequenza, dei parametri caratteristici, Y o S che li consideri, condizione necessaria (ma non sufficiente) a non diventare cerebrolesi nel tentativo di progettare i circuiti di accordo in ingresso/uscita/interstadio per dispositivi (amplificatori e dintorni) a larga banda. 2) Riguardo la seconda in senso strettamente teorico avrebbe senso, ma nella pratica conviene riferirsi ai parametri S, tralascio la corposa documentazione al riguardo reperibile in rete ed assimilabile all'unisono con una vodka polacca di pura segale assunta liscia a stomaco vuoto. 3) Troppe cose diverse del resto parli di circuiti (e quindi di quadripoli equivalenti) che possono essere anche passivi e non lineari (mixer e moltiplicatori). 4) La quarta domanda non riesco ad interpretarla nemmeno con l'ausilio dello psicocoadivante consigliato nella risposta due, in particolare a "i sta usando il transistor in prossimità della sua larghezza di banda..." 5) La si usano i parametri Y in ambito accademico perché li non è necessario che le cose funzionino. 6) No se hai a che fare con roba reale.

7) Si ma in due lingue diverse

8) Ogni tanto anche la ITU per un puro e raro caso ci prende sul giusto, le tecniche per le microonde possono essere traslate in basso anche verso i 500 MHz (anche più in basso se si ha abbastanza spazio) in quanto fa uso di dispositivi a costanti distribuite e quindi in relazione alla frequenza di lavoro. Il contrario invece è praticamente impossibile.

Generalmente e' sufficiente che abbia una fT "abbastanza" piu' alta della frequenza di lavoro. In realta' vedo che i produttori di transistor per rf sempre piu' spesso indicano la gamma di frequenza per la quale il transistor e' consigliato, per esempio GPS, UMTS, wifi, ecc. anche se la fT e' di molte decine di GHz. Nel caso poi di transistor di potenza, quanto meno nei mosfet, gli elementi reattivi interni sono ottimizzati per lavorare su una frequenza precisa. Quindi direi che un transistor va scelto tra quelli indicati dai fabbricanti di semiconduttori in base all'uso che se ne deve fare.

Chi lo ha apposto e dove?...

Gianluca

Bisogna anche considerare che ormai si trovano a cifre ridicole transistor da 5 o 7GHz come il BFG35 o BFG591 che da soli in VHF tirano fuori tranquillamente mezzo Watt. Essendo fatti per frequenze SHF hanno capacità molto basse e guadagni di 15~20dB o anche di più in VHF. La bassa capacità d'ingresso permette un facile pilotaggio, senza complicati adattamenti di impedenza.

Gianluca

Grazie per le risposte che ho ricevuto

Vediamo se ho capito bene, in pratica e' necessario che il transistor amplifichi cio=E8 che sia modulo(Ic/Ib) > 1 e non =E8 necessario vedere se ci sia distorsione perch=E9 come dici si lavora su una banda frazionale piccola. Ma allora la Ft che indichi dovrebbe essere la _frequenza di transizione_ anche detta _frequenza di guadagno unitario_, quella per cui modulo(Ic/Ib) =3D 1. Che c'entra la frequenza di taglio a

-3 dB ?

Mi potresti indicare dove reperire questa corposa documentazione ?

Quindi qua non si utilizzerebbero i parametri y o s ? Credo comunque che per questi dispositivi valga ancora il modello del transistor a T o a pi greco anche se si lavora a RF . Forse perch=E9 si usano transistor talmente buoni, con piccole capacit=E0 ecc., da poter trascurare i loro elementi reattivi. O forse =E8 perch=E9 si lavora a frequenza pi=F9 bassa. Ci=F2 vorrebbe allora dire che per gli amplificatori a RF, per un problema di costi, si accetta di lavorare con transistor peggiori e non si possono trascurare i loro elementi reattivi ?

Volevo dire che si sta usando il transistor oltre la frequenza di taglio a -3dB. , come dicevi anche tu non =E8 importante se distorce ecc

Ciao

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