Лаборатория СВЧ. Недосказанное в даташитах на усилители MAAP
В прошлом опусе были поверхностно описаны требования пользователя к эксплуатационной документации на элементную базу, некоторые недомолвки производителя микросхем HMC996 Hittite Microwave corp. В данном тексте постараюсь осветить серьезную проблему микросхемы MAAP-010168 производителя MACOM TS.
Выявление данной проблемы состоялось в преддверии стыковочных испытаний изделия. Поначалу грешили в основном на конструкцию нашего проекта. Атмосфера была пронизана отчаянием. Стали проверяться самые безумные идеи, фантастические гипотезы. Намечались очередные прощания с семьями, ночной инжениринг, фаст-фуд, кофе и прочие «прелести». После множественных попыток перекроить конфигурацию всерьез задумались над возможностью производственного брака MACOM. Взяли микросхему из другой партии — та же ерунда. Закралась мысль о конструктивном браке микросхемы.
Звонок в представительство компании. Вежливо ответили, но дали понять, что помочь нам не в состоянии, могут лишь послать запрос разработчикам. Оператор задумался на какое-то время: «Хотя, у нас был похожий запрос несколько месяцев назад. Проблема очень напоминает Вашу». Мы получили контакты неизвестных коллег. Товарищи из компании «Радиосервис» (отдельное спасибо за предоставленную помощь Попову Валерию Павловичу) по телефону описали свой опыт работы с микросхемой, предложили вариант решения. Ответ, как оказалось, был наивно прост.
Усилитель MAAP-010168 был необходим нам для раскачки импульсной (частота импульсов 1 КГц, скважность 0.3%) мощности в L-диапазоне. Вот так выглядит рекомендованная схема включения усилителя:
Замечу, что в dtsh (datasheet) никаких оговорок о режиме подачи питания не сделано. Мы включаем IC стробами (импульсами напряжения Vdd), подаем синхронно со стробами мощность на вход и наблюдаем спектр сигнала на выходе.
Наблюдается следующая проблема: Возбуждение микросхемы на низких частотах (порядка 150 КГц).
На этапе макетирования (изображение в топе данной публикации) сей позорный недуг был упущен, а в железке, когда поплыли осциллограммы, объем беды стал очевиден. Вернулись к макету — там та же ерунда. В итоге макет был изнасилован всеми доступными инженерам способами (результат вы опять же можете наблюдать на фото), но безрезультатно.
Сигнал строба непосредственно на ножке IC выглядел следующим образом:
Биения питания приводили, разумеется, к модуляциям. В спектре сигнала это мусор, в который уходит часть полезной энергии.
В документации отсутствовало хоть малое описание внутренней структуры IC. Коллеги из «Радиосервиса» выяснили, что в начинке содержится 4 усилителя! Для каждого своя ножка питания (нам же казалось, что количество выводов обусловлено токовой нагрузкой на линию).Соответственно при управлении ими необходимо учитывать взаимное влияние. А еще лучше всеми доступными способами это взаимное влияние демпфировать. Вот и модернизировали схему включения до следующего вида:
Номинал индуктивностей, конечно, необходимо тщательно подбирать, исходя из параметров строба, конфигурации схемы, даже конструкции. Можно применить ЭМС дроссели, тут уж больше габаритный фактор и ток играют роль. Решение же достаточно простое и, как кажется теперь, очевидное.
