Leistungsanpassung an Ausgangsreflexionsfaktor

Hallo,

ich habe hier eine Aufgabe aus dem Bereich HF-Technik. Man hat einen Transistor mit einem Ausgangsreflexionsfaktor (Betrag: 0,44 Winkel: +30°). Nun soll ich parallel zum Ausgang ein C und dahinter in Reihe ein L schalten um eine Leistungsanpassung zwischen Transistorausgang und einem Widerstand (50 Ohm real) zu erreichen. Das ganze soll ich über ein Smith-Diagramm erledigen. Nun steh ich vor dem Problem was ich mit dem Ausgangsreflexionsfaktor machen muss. Kann ich den einfach so in das Diagramm einzeichnen, oder muss ich den Winkel auf -30° ändern, damit ich eine Leistungsanpassung (konjugiert komplex) erreiche?

Ich hoffe, das Problem ist einigermaßen verständlich. Ansonsten kann ich die Aufgabe noch einscannen.

Danke,

Thomas

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Thomas Finke
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Ohne dass ich das jetzt rechne (schließlich ist es eine Übungaufgabe, und zwar Deine und nicht meine;-) und außerdem mache ich sowas eh' in Mathcad oder frage Hewlett und Packard das 48 ziGste mal (weil dann auch *komplexe* Antworten gegeben werden) nur grob der Weg:

Du zeichnest den Ausgangsreflexionsfaktor in das Smith Chart ein und legst dann wegen der *Parallel*schaltung ein um 180 Grad gedrehtes weiteres drüber => Admintanzdarstellung ("Leitwert"). Dann schaust Du, dass Du durch Bewegung auf einem Kreis konstanten Wirkleitwerts im Admitanzchart einen Schnittpunkt mit dem Kreis konstanten Wirkwiderstandes im drunterliegenden "normalen" Impedanz Smith Chart herunter kommst, der durch die 50 Ohm Mitte geht. Damit passt schon mal der Realanteil. Danach ist noch im Impedanz Chart auf diesem Kreis eine Strecke Richtung Mitte zu hochzulaufen (weil Serienschaltung) und voila', der Transi ist angepasst. Die Kreisbögen-Längen entsprechen dann den L bzw. C Werten.

Nachrechnen kann man das mit der üblichen Bilineartransformation und den Standard-Formeln für Blindwiderstände, am Ende will man zwischen dem offenen Ende der Induktivität und Masse die

50 Ohm Realwiderstand sehen,

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Danke,

aber wie das mit dem Smith-Chart funktioniert ist mir schon bekannt. Es geht mir in der Aufgabe nur darum, ob ich den Ausgangsreflexionsfaktor der Transistors (Betrag: 0,44 Winkel: +30°) als Reflexionsfaktor ins Diagramm eintrage, oder ob ich wegen der Leistungsanpassung als Reflexionsfaktor den (Betrag: 0,44 Winkel: -30°) verwenden muss. Also den komplex konjugierten Teil. Wäre für den Transistor statt des Ausgangsreflexionsfaktor nur die Impedanz angegeben, müßte ich als Eingangsimpedanz für die Anpassschaltung ja auch das komplex konjugierte nehmen. Daher steh ich vor dem Problem, ob der Eingangsreflexionsfaktor der Anpassschaltung gleich dem Ausgangsreflexionsfaktor des Transistors, mit umgekehrtem Winkel-Vorzeichen, ist?

Ich hoffe, mein Problem wird diesmal deutlich.

Thomas

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Thomas Finke

Du hast es gelernt, aber nicht wirklich verstanden ;-/

Was willst Du da konjugieren. Du stehst im Smith Chart bei A und möchtest nach B. Der Weg führt über diese komischen Kreise.

Angenommen, Dein Transistor wäre ein guter Generator mit 50 Ohm Ausgang, den irgendein Angsthase mit einem viel zu kleinen Koppelkondensator zusätzlich bestückt hat:

Dann hast Du 50 Ohm in Serie mit dem C, also stehst Du irgendwo bei 50 Ohm - i x = 50 Ohm - i / omega C auf dem Kreis konstanter Wirkleistung durch den Mittelpunkt in der unteren Hälfte. Bekanntlich kompensiert man so ein C mit einem weiteren L in Serie, was dann einen Serienschwingkreis ergibt, der bei Resonanz leitet und die 50 Ohm glatt durchgehen läßt. Für das L geht es auf besagtem Kreis wieder nach oben.

That's it.

Das kommt darauf an, wierum man das rechnet. Wenn die Schaltung bekannt ist (z.B. zwecks Nachprüfung), wird da auch nichts konjugiert.

Das Konjugieren macht man nur, um den nötigen Vorzeichenwechsel reinzubringen, damit sich der Blindanteil weghebt.

Man sieht das im obrigen Beispiel. Der Ausgang hat 50 Ohm - i X, ergo koppelt man den mit einer Last, die konjugiert (50 Ohm - i x)* =

50 Ohm + i x = 50 Ohm + i omega L hat´. Sprich in Serie zur Last wurde eine Induktivität geschaltet, welche den Angsthasen Koppel-C des Generators kompensiert.

Es kommt ergo nur auf die Bezugsebene und die Sicht der Dinge an (schaue ich z.B. auf die Last oder rechne ich z.B. die Quelle weiter), setzt man das omega L mit 1/omega C gleich, dann ergibt sich, wer hätte es gedacht, die Formel für einen schnöden Schwingkreis.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Ja, aber wenn ich irgendeinen Punkt ins Diagramm zeichne, so kann ich vin diesem ja den Wirk- und Blindanteil ablesen, bzw. auch den Betrag vom Reflexionsfaktor sowie den Winkel. Wenn ich nun von dem Transistor wüßte er hat Wirkanteil 0,5 und Blindanteil

+0,6 und ich soll den Leistungsanpassen, so muss meine Anpassschaltung dem Transistor das konj. komplexe anbieten, also 0,5-0,6i, also muss ich von diesem Punkt aus etwas zu meiner Last konstruieren. Und da der Reflexionsfaktor doch auch nichts anderes aussagt, als Wirk- und Blindanteil versteh ich nicht wieso ich den nicht auch nach unten klappen sollte?

Thomas

P.S. Bin ich zu doof für das Smithchart oder sind die Probleme normal ?!?!

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Thomas Finke

Thomas Finke schrieb:

Wenn Du das Smith-Chart mal verstanden hast, ist es wirklich nicht schwer. Probier es doch mal mit einem Programm wie

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Damit kannst Du ein wenig rumprobieren, dann ist die Beantwortung Deiner Frage auch für Dich ein Kinderspiel :-)

Gruß... Jürgen

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Juergen Hasch

Nein, Du transformierst einfach weiter, bist Du auf 50 Ohm kommst, das richtige "Angebot" in Rückwärtsrichtung ergibt sich dann nach den Regeln für passive Vierpole ganz von alleine.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Thomas Finke schrieb:

-Schnipp-

Und da der

nteil

?!?!

Versuch mal das Buch "GHz-Praxis" von Thomas B=F6gl, Franzis Verlag RPB 201 ISBN 3-7723-2011-2 =

=FCber eine Bibliothek aufzutreiben, darin ist Schritt f=FCr Schritt erkl=E4rt wie man mit dem SD umgeht, woraus es besteht usw. Mit praktischen "=DCbungsbeispielen" etc. Notfalls kann ich Dir die ersten Seiten scannen.

Jorgen

Bei direktem Reply bitte alle x aus der Adresse entfernen.

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Jorgen Lund-Nielsen

Aus meiner Erfahrung ist das normal. Du kannst den Transformationsweg in zwei Richtungen abgehen, entweder vom Verstärker zur Last oder von der Last zum Verstärker. Nehmen wir den ersten Fall: Du suchst eine Schaltung, die den Ausfangsreflexionsfaktor des Verstärkers in den konjugiert komplexen Reflexionsfaktor der Last transformiert, so dass dann an der Verbindungsstelle zwischen Anpassnetzwerk und Last Leistungsanpassung herrscht. Da in Deinem Fall die Last keinen Blindanteil hat, spielt es keine Rolle, ob Du das konj. kompl. nimmst oder nicht.

Nun zum zweiten Fall: Du suchts eine Schaltung, die den Reflexionsfaktor der Last in den konj. kompl. Refl.faktor des Transistors transformiert, dh. der Transformationsweg verläuft jetzt von der Last zum Transistor. (Oder nochmal anschaulich: Wenn Du an der Ausgangsklemme des Transistors nach links zum T. schaust, siehst Du seinen Refl.faktor, schaust Du nach rechts in das Anpassnetzwerk siehst Du das konjugiert komplexe davon; Viola, Leistungsanpassung. ;-)

Ich denke, es wird klarer, wenn Du die Aufgabe in der einen Richtung löst (1. Fall) und dann den Transformationsweg durch das Anpassnetzwerk in der anderen Richtung aufzeichnest (welche Impedanz sieht man, wenn man am Transistor in das Anpassnetzwerk schaut).

Das haben schon viele vor Dir verstanden, viel Erfolg Eckhard

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Eckhard Neber

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