Hallo zusammen, ich bin momentan als Werksstudent beschäftigt und habe scheinbar meine HF-Fähigkeiten etwas zu hoch beworben. Jedenfalls soll ich nun eine kleine 433 MHz Funkstrecke aufbauen und "schwimme" etwas bei dem Anpassnetzwerk für den RF-Transmitter. Ich würde gerne den STS1TX von ST als Sender nutzen, weil der im Unternehmen schon verfügbar ist. Das Reference-Design gibt ja eigentlich alles vor und zeigt ebenfalls ein Anpassnetzwerk, das ich leider für meine Antenne verändern muss. Ich habe es in der Vorlesung so verstanden, dass ich für Leistungsanpassung Sender-Ausgangsimpedanz und Lastimpedanz (Antenne) auf einen Wert anpassen muss (häufig 50 Ohm). Meine Antenne hat eine Impedanz von (130 +j100) Ohm, jedoch finde ich keine Angaben im Datenblatt zur Ausgangsimpedanz der Senderstufe des STS1TX. ST schreibt dazu… (https://www.st.com/resource/en/datasheet/sts1tx.pdf) > "Maximum output power (16 dBm) Delivered to a 50 Ohm single-ended load via reference design using TX boost mode configuration" Daraus verstehen ich, dass ich mit dem Reference Design und einer 50 Ohm Antenne die volle Leistung von 16 dbm erreichen kann. Allerdings bringt mir das doch nichts bei einer anderen Antennenimpedanz, oder? Ansonsten finde ich dazu noch… > “Optimum load impedance (simulated values) @433 MHz using reference design 29 +j 9 Ohm” Wie hilft mir das denn nun für meine Antenne von (130 +j100) Ohm. Ich brauche doch den Ausgangswiderstand des Leistungsverstärkers, oder? Oder kann ich im Smith Diagramm einfach meine Antennenimpedanz ZL von (130 +j100) Ohm eintragen und die mit einem Anpassnetzwerk auf 29+j9 Ohm transformieren? Ach, ich würde die Anpassung im ersten Schritt mit dem Smith-Diagramm machen. Vielen Dank
JanK schrieb: > Ich habe es in der Vorlesung so verstanden, dass ich für > Leistungsanpassung Sender-Ausgangsimpedanz und Lastimpedanz (Antenne) > auf einen Wert anpassen muss (häufig 50 Ohm). Für maximalen Leistungstransfer musst Du die Ausgangsimpedanz des Senders an die komplex konjugierte Lastimpedanz anpassen. > Meine Antenne hat eine > Impedanz von (130 +j100) Ohm, jedoch finde ich keine Angaben im > Datenblatt zur Ausgangsimpedanz der Senderstufe des STS1TX. Ich habe das Datenblatt nicht ausführlich gelesen, aber die Ausgangsimpedanz scheint in der Tat geheim zu sein. Man soll wohl das Referenz-Design nehmen und eine 50 Ohm-Antenne anschließen. > “Optimum load impedance (simulated values) @433 MHz using reference design 29 +j 9 Ohm” Wahrscheinlich soll das heißen, dass bei 29+i19 Ohm maximale Leistung transferiert wird. Man könnte sich jetzt ein Test-Board machen und die Ausgangsimpedanz des Bausteins bestimmen. Damit ließe sich dann ein Anpassnetzwerk entwerfen. Die einfachere Variante wäre, dass Du Deine Antenne an 50 Ohm anpasst und das Referenz-Design verwendest.
JanK schrieb: >> "Maximum output power (16 dBm) Delivered to a 50 Ohm single-ended load via > reference design using TX boost mode configuration" > Daraus verstehen ich, dass ich mit dem Reference Design und einer 50 Ohm > Antenne die volle Leistung von 16 dbm erreichen kann. Allerdings bringt > mir das doch nichts bei einer anderen Antennenimpedanz, oder? Ja die 16dBm (bei externer Spannungsversorgung der PA) werden im Referenzdesign an einer 50Ohm Last abgegeben. Hat deine Antenne keine 50Ohm dann muss das Anpassnetzwerk im Referenzdesign verändert/erweitert werden damit es wieder passt. > Ansonsten finde ich dazu noch… >> “Optimum load impedance (simulated values) @433 MHz using reference design 29 +j > 9 Ohm” > Wie hilft mir das denn nun für meine Antenne von (130 +j100) Ohm. Ich > brauche doch den Ausgangswiderstand des Leistungsverstärkers, oder? > Oder kann ich im Smith Diagramm einfach meine Antennenimpedanz ZL von > (130 +j100) Ohm eintragen und die mit einem Anpassnetzwerk auf 29+j9 > Ohm transformieren? Die PA möchte bei 433MHz eine (optimale) Last von 29+j9 sehen. Dein Anpassnetzwerk muss daher deine 130+j100 Antenne auf 29+j9 transformieren. Lässt sich z.B. im Smith-Diagramm graphisch realisieren. Da auch noch ein zusätzliches Oberwellenfilter notwendig ist, fällt das Netzwerk am Ausgang etwas umfangreicher aus.
Hallo, ich würde erst mal die 29 + j19 Ohm als groben Richtwert annehmen. Du kannst auch das Referenzdesign, so die Werte bekannt sind, rückwärts rechnen und prüfen, ob es etwa zu den 29 + j19 Ohm passt. Kleinere bis mittlere Abweichungen sind OK wenn man Padkapazitäten und nichtideale Bauteile, Leitungen usw. erst mal vernachlässigt. Da die 29 + j19 erst mal nur simuliert zu sein scheinen würde ich das mittels Stub-Tuner verifizieren und anschließend das Anpassnetzwerk auf die vom Stub-Tuner gemessenen Werte beziehen. Da muss man ein bisschen aufpassen, wie man die Impedanz misst die man am Stub-Tuner eingestellt hat weil dort noch SMA-Stecker+Kabel/Leitung dabei sind. Bekommt man mit einer Kalibrierung aber hin. Das "in den Ausgang messen" bringt bei PAs im nichtlinearen Betrieb nichts - wirklich. Selbst die s.g. Hot-S22 Messung ist nicht zielführend. Entweder man hat einen Load-Pull Messplatz, ein X-Parameter NWA oder man nutzt einen Stub-Tuner. Anschließend würde ich eine Testplatine benutzen um das Design des Anpassnetzwerks zu verifizieren. Man kann auch versuchen gut zu simulieren und dann auf der fertigen Platine ein bisschen Werte tauschen bis man ein Maximum gefunden hat. Ein 0402 Pad kann man auf üblichen 4-Lagen Platinen mit ~0.2pF annehmen. Am Ende ist das aber alles nicht so kritisch und wenn man mit 1-2dB weniger Leistung leben kann, kann man den Aufwand erheblich reduzieren. Viele Grüße, Martin Laabs
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