Impedanzanpassung an einen Verstärker nahe dem 1-dB-Kompressionspunkt

Ich verwende einen HF-Verstärker (Modell: Minicircuits LZY-22+), um eine 6,5-MHz-Oszillation in einer Spule anzutreiben. Ich verwende einen Antennentuner (Modell: MFJ-969), um die Impedanz des Ausgangs des Verstärkers an die Spule anzupassen. Bis zu einer gewissen Leistung (~40 dBm) kann ich eine ziemlich gute Anpassung fast ohne Reflexion erzielen (SWR < 1,1). Aber wenn ich versuche, die Leistung über 40 dBm hinaus zu erhöhen, steigt das SWR und es ist schwierig, es unter dem Wert von 2 zu halten, während ich versuche, die Anpassung erneut zu optimieren. Mir ist aufgefallen, dass dieser Übergang nahe am 1-dB-Kompressionspunkt des Verstärkers zu liegen scheint.

F1: Bedeutet die Nichtlinearität des Verstärkers nahe dem 1-dB-Punkt tatsächlich, dass sich die Impedanz ändert und ich daher neu optimieren muss?

F2: Warum zeigt das SWR eine ansteigende untere Grenze in der Nähe des 1-dB-Punkts, selbst nachdem versucht wurde, den Tuner neu zu optimieren?

Antworten (1)

F1: Bedeutet die Nichtlinearität des Verstärkers nahe dem 1-dB-Punkt tatsächlich, dass sich die Impedanz ändert und ich daher neu optimieren muss?

Ja, die Impedanz ändert sich. Impedanzanpassung ist ein Konzept, das darauf basiert, dass sich das System linear verhält . Das bedeutet, dass das Verdoppeln des Eingangssignals alle internen Signale und das Ausgangssignal verdoppelt. Auch alle Reflexionen werden sich verdoppeln.

Bis zum 1-dB-Kompressionspunkt verhält sich der Verstärker linear (ausreichend), so dass die Impedanzanpassung wie erwartet funktioniert.

Am 1-dB-Kompressionspunkt ist das Ausgangssignal des Verstärkers jedoch 1 dB niedriger als es bei einem idealen Verstärker hätte sein sollen. Dass das Ausgangssignal niedriger als erwartet ist, ist ein nichtlineares Verhalten und beeinträchtigt die Impedanzanpassung.

Sie könnten versuchen, auf diese spezielle Situation (den 1-dB-Kompressionspunkt) abzustimmen, aber selbst wenn Sie einen solchen Punkt finden, bedeutet dies, dass bei Signalen mit niedrigerer Leistung die Impedanzanpassung weniger optimal ist. In dieser Hinsicht müssen Sie Kompromisse eingehen, eine gute Kleinsignalanpassung oder am besten eine Großsignalanpassung oder einen Kompromiss zwischen diesen beiden.

F2: Warum zeigt das SWR eine ansteigende untere Grenze in der Nähe des 1-dB-Punkts, selbst nachdem versucht wurde, den Tuner neu zu optimieren?

Ich bin mir nicht sicher, warum das so ist, aber ich denke, es ist eine Folge des nichtlinearen Verhaltens, das ich oben erklärt habe.

Danke für die Antwort. In Bezug auf Q1 würde ich gerne mehr im Detail wissen. Gain definiert ein proportionales Verhältnis zwischen $V_{out}$ und $V_{in}$. Diese lineare Beziehung bleibt bis zum 1-dB-Punkt konstant. Aber die Impedanz ist definiert als $Z = V/I$, daher ist nicht sofort klar, wie sich die Verhaltensänderung von $V_{out}/V_{in}$ auf die Werte von $V/I$ im System auswirkt.
Wenn Sie sagen, dass sich die Reflexionen verdoppeln, bedeutet dies tatsächlich, dass die reflektierte Spannung (Leistung) bis zum 1-dB-Punkt linear ansteigt, und ich kann jetzt teilweise sehen, wie die nichtlineare Änderung der reflektierten Leistung eine Änderung der Impedanzanpassung impliziert.
Für ein lineares System gilt Z = V/I unabhängig von der Amplitude von V und I. Am 1-dB-Kompressionspunkt ist das System nicht mehr linear. Wenn das Signal eine Sinuswelle ist, werden die Spitzen der Sinuswelle nicht linear behandelt. Das bedeutet, dass sich die Impedanz ändert, da Z = V/I nicht dieselbe ist wie für die Teile der Sinuswelle nahe Null (kleiner Wert).
Impedanzanpassung an einen Verstärker nahe dem 1-dB-Kompressionspunkt
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