Impedancia que coincide con una fuente capacitiva

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Estoy tratando de averiguar cómo hacer coincidir una fuente de corriente junto con un condensador a una carga de 50 for para la máxima transferencia de potencia. Específicamente tengo un fotodiodo PIN de 6pf que funciona con una señal óptica de 2.5 ghz. A 2.5 Ghz, el diodo PIN tiene una impedancia de -10j Ωs.

$$ \ begin {align} Z_c & = \ frac {1} {jwC} \\  & = \ frac {1} {j2 \ pi f C} \\  & = \ frac {1} {j2 {\ pi} 2.5 \ cdot 10 ^ 9 \ cdot 6 \ cdot 10 ^ {- 12}} \\ & \ approx -10j ~ \ Omega \ end {align} $$

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

He visto la coincidencia de impedancia, pero generalmente coinciden con una impedancia de fuente no reactiva, por ejemplo. 50 Ω, a alguna carga compleja. En este caso, la fuente tiene una impedancia puramente compleja de -10j y quiero hacer coincidir esto con 50 mediante el uso de algún método de transformador (trozo simple, 1/4 de onda o combinación o lo que sea). Un problema conceptual que tengo es que la carga y las fuentes deben ser complejas conjugadas entre sí y si lo logro, terminaré con una impedancia puramente inductiva y la carga y la fuente del circuito sería un simple resonador LC y no una transferencia de potencia ocurriría ? No he hecho esto durante bastante tiempo y agradecería alguna orientación.

He visto algunos enfoques que combinan una carga compleja mixta con partes reales e imaginarias, pero no un generador puramente complejo con una carga puramente real, es decir, 50 Ω.

    
pregunta Michael T Mckeon

2 respuestas

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Solo piense en lo que está preguntando: tiene un fotodiodo que tiene una capacidad parásita de 6 pF. Ese fotodiodo produce corrientes representativas de los datos ópticos que recibe. El 6 pF a 2,5 GHz tiene una impedancia de aproximadamente 11 ohmios, por lo que lo que realmente desea (olvídese de la transferencia de potencia máxima) es un amplificador con una impedancia de entrada que es significativamente menor que 11 ohmios. Esta baja impedancia de entrada empequeñece la impedancia del capacitor parásito y, por lo tanto, si es resistiva, mantiene el ancho de banda de la señal de datos.

Esto se logra utilizando un TIA (amplificador de impedancia trans): -

Sin embargo, estos no son fáciles de diseñar a 2,5 GHz, pero no sé qué otras opciones tiene. Si su señal óptica está estrechamente limitada a una pequeña parte del espectro de alrededor de 2,5 GHz, entonces el uso de componentes reactivos puede ser su mejor opción. Pero, si tiene una señal digital de ancho de banda amplio (como sospecho) solo tiene la opción TIA de manera realista, así que busque en Texas Instruments para obtener amplificadores operacionales realmente rápidos.

    
respondido por el Andy aka
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¿Por qué no usar un dispositivo CommonBase, permitiendo que el fotodiodo de polarización inversa descargue su corriente en el emisor? Pruebe el 2SC5646A, un dispositivo de 12.5GHz.

Para un ancho de banda de 2,5 GHz, necesita unos 80 picosegundos para el colector tau. Con una capacitancia total de 1PF en el colector, puede utilizar el Rcollector de 82 ohmios.

Ejecute la etapa de CB en 3 voltios, tenga 82 ohmios en el emisor a GND, tenga 82 ohmios en el colector a + 3 voltios. Use una olla de cermet, 1KOhm para la base, y pase la base a GND con un pequeño capacitor SurfaceMount de 1,000pF. Utilice un plano de tierra debajo del circuito.

Guarda en búfer el colector, atado a la base de un segundo 2SC5646A, su colector a + 3volts, y el emisor a GND hasta 150 ohmios de resistencia. El emisor es tu salida; no lo corto.

Ajuste el limpiador de la olla para 820 miliVolts a través del Rcollector 82_ohm, por lo tanto, 10mA fluyen en el primer dispositivo de CommonBase. La ganancia de voltaje será GM * Rc; GM será Ic / 0.026 o Ie / 0.026, por lo tanto GM es 0.4. El producto de GM * RC es 0.4 * 82, o Av = 32X (aproximadamente 30dB).

Use una PCB de 2 caras, y debajo del nodo recolector del primer dispositivo, use un Dremel para eliminar la lámina GND, lo que le da un impulso útil al ancho de banda.

    
respondido por el analogsystemsrf

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