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FTTP部邓红兵
射频电路的仿真与实验结果有多大的差距?做过射频电路的人对这个问题是比较有兴趣的。在光纤三向模块这个项目中我有幸对由0189构成的后放大器进行了仿真,在以后的时间里我又对该放大器进行了实验,将其中的一些体会记录下来。
下图是后放大器的电路图,场效应管是0189,该电路是一个典型的负反馈放大器,负反馈的作用是牺牲增益换取通频带。
原后放电路
下面这图是该电路的仿真结果,我们看到增益是12db左右,标称增益是17db左右,差5db是负反馈的结果。输出反射在高端只有-12db左右,这在模块输出部分是不可以接受的。
鉴于输出反射不理想,对影响输出反射的几个元件进行了电路仿
真,发现取消这几个器件比较好,下图是优化后的电路。
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下面是仿真的结果,我们看到在整个通频带内输出反射在-18db左右,比起优化前有了很好的改善。在优化过程中发现原电路的RLC并联网络对频率高端的提升贡献比较小,反而使反射损耗在该点变坏。
在仿真过程中发现场效应管SHF0189其标称增益为17db,仿真和实验结果都为
12db左右,为什么会少4~5db?为了扩展通频带加入了比较强的负反馈。在去掉负反馈电阻后仿真其增益果然有17db,然而其输入反射非常差。由此得出结论它是牺牲了增益换取通频带,我们看下面的仿真结果
去掉负反馈电阻
后来陈士龙应用到电路上测试实际结果与仿真差距很大。当时我认为是仿真环境与实际电路环境的不同造成的,既我是对后放单独仿真,信号输入为75欧,而实际电路是整个系统,仅输出部分运用了仿真结果,而后放的输入并不一定是75欧,这是仿真与实际结果差距较大的原因。
在后来我要了一块电路板,将后放与前级部分断开,用75欧同轴电缆直接连接到网络分析仪的信号输出端,输出部分应用仿真的元件值,测试的反射结果与仿真很接近,调试了电路几种状态与仿真也
很接近,说明仿真确实对实验具有指导作用,差距是由于实验环境与
仿真模型造成的。下图是从网络分析仪COPY出来的测试结果。

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as1:M
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3: 5^2.&200
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2:
m:542.^200
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我们看到增益只差1~2个db,反射也是1~2个db,说明仿真与测试结果之间很接近。电路仿真对实验有很好的指导作用。
另外,我在实验中发现75欧的测试线的长短不光对反射的角度有变化,而且对反散损耗的幅度也有影响,其影响可以达到30db左右,所以我们在产品测试中要尽可能的在产品输出端校准端口。
FTTP:邓红兵