某宝上中功率HF-V-U段放大板的改造

量子隧道

近日听闻很多开关二极管具有传说中的阶跃恢复特性，好奇之下想实验一下。要驱动开关二极管进入阶跃恢复状态，需要一定的驱动功率，典型的需要一二十伏的电压摆幅，对应三十几dBm的功率。手里没有这个规格的放大器，于是去某宝下单了一片。就是这玩意：

网上有好多家卖这玩意，样子都差不多，功率范围2-5W左右，频率500M-1G左右，卖家很多，规格不一，怀疑都是copy自某个原始设计。
到货后，测量发现这玩意就是垃圾。1MHz下增益居然有50好几dB，而到了接近1G，频响居然降低到30dB左右。从几MHz到1GHz，频响下降了接近30dB。其次，在频带内不是单调滚降，还起起伏伏的。这多半是因为其bias用了廉价色环电感。
这么不平坦的增益曲线，有很多缺陷，首先是无法放大方波（而我想看下方波驱动下的阶跃表现）。其次是改变频率时，功率跟着变，经常不是过驱动就是输出不足，调节繁琐还容易烧东西。
MMIC放大器一般不会有如此垃圾的表现。猜测第二级是用了RF MOS（而且用法不对）。按丝印反查，发现是三菱的MOS管rd01mus2b。用在这个板上，就是个简单的共源放大器，怪不得表现如此垃圾。改造计划开始。
MOS的高频滚降主要原因是它的直流输入阻抗极高，但是输入电容导致交流输入阻抗又很低。解决办法是调平输入阻抗。
查手册，这个mos输入电容13pf，跨导增益0.6A/1V，在50ohm负载上有30倍电压增益。那么如果从D对G引入一个330ohm并联负反馈，30倍电压增益可以等效于给G级并联了个10ohm，且到700MHz都能基本保持住，这样就无惧13pf输入电容带来的滚降了。
当然这样第二级输入阻抗就只有10ohm了，这和第一级输出阻抗50ohm不匹配。要是有个阻抗变比4：1的宽带变压器来适配就好了。但是板子上没那么多地方，只好作罢。这样会导致级联后的增益比最大增益下降十来个dB。不过即使这样这个板也有40b左右的增益，这个增益对应用来说足够了。
下图红圈里就是这个负反馈。为了隔离D-G的直流电位，串了个10nf。用了搭棚焊，330+10nf从D经过S跨到G，拍的不是太清楚。

第二个改动是，原版biasT色环电感Q值太高，自谐频率低，改成磁珠电感。如上图紫圈里。
效果是立竿见影的。从低频到700MHz只滚降了3dB。全频带增益稳定在40dB左右。且平滑滚降，全频带无谐振点。

用它来测测开关管1N4148的阶跃恢复特性，正弦驱动的：

方波驱动的：

可见1N4148果然把缓慢的下降沿降低到了1nS以内。看来“1N4148也有阶跃恢复特性”此言不虚。

量子隧道

jstzszl 发表于 2024-3-10 14:01
你的动手改造能力，完全证实了知识就是力量！为你所介绍的改造方法及向大家提供了一个更加优越的信号放大器 ...

哈哈，我是希望卖这个板的淘宝卖家都知道这回事的，并且把它们改好再卖。否则真的对不住那些好元器件啊。
我试完了以后，已经把我的改动和测量结果反馈给卖家了。
有趣的是，直接卖给我的卖家居然不和我讨论，他说这不是他做的，他只管卖，我说他也听不懂。
于是我找到另一家我常去的，卖自己DIY模块的卖家，他也卖这个，把结果给他了。

jstzszl

你的动手改造能力，完全证实了知识就是力量！为你所介绍的改造方法及向大家提供了一个更加优越的信号放大器点个赞！谢谢你的仔细介绍。这也许会让更多的爱好者得到更优越的器材！

dianziwg

量子隧道 发表于 2024-3-10 17:40
哈哈，我是希望卖这个板的淘宝卖家都知道这回事的，并且把它们改好再卖。否则真的对不住那些好元器件啊。 ...

牛逼，哪个卖家能多几个你这样的客户，那一准得发大财！

dianziwg

这个测试中，4148怎么连接的？射频信号耦合到4148的正极？

量子隧道

dianziwg 发表于 2024-4-11 10:52
这个测试中，4148怎么连接的？射频信号耦合到4148的正极？

信号源->同轴线->4148->同轴线->示波器，4148并在信号线和地线之间。