【技术】广电功放模块电路设计少不了这款150W 50欧姆负载

时间： 2019-08-29 来源：世强作者：Raymond

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【摘要】SMT252503ALN2F是一颗可用于广电系统的150W 50欧姆负载，采用氮化铝材料为基材，电阻膜为厚膜电阻膜，端口镀银，尺寸为6.22×6.22×1.03mm。其具有在DC～4GHz范围内最大1.2的电压驻波比；在-55到100摄氏度的温度范围内，可以保证其具有标称的150W的功率容量。

目前，在我国的广电系统设备中，地面数字电视广播采用的是我国自主研发的DTMB/TDS-OFDM时域同步正交频分复用技术，具有大容量、高可靠性、兼容性强、高安全性、高覆盖性等特点。其工作频率为470～960MHz，包含100W、300W、500W和1kW等不同的发射功率等级。

随着近几年国家地面数字电视开始迅猛发展，为了保证好的覆盖效果，发射机的技术指标显得越来越重要。特别是在考虑到不同调制方式对应的峰均比（PAR最大可能在10以上）后，对发射机功放模块即发射功率相关的元器件要求也变得越来越高。

负载是功放模块中的重要组成部分之一，在电路中，其主要配合3dB电桥、定向耦合器或者隔离器来使用，起到端口匹配的作用。电性能优良的负载，可以使电桥或者隔离器的电性能表现得更加突出，使功放模块的系统性能指标具有更加富裕的设计余量。本文将以国际著名无源器件厂商EMC-RFlabs的负载SMT252503ALN2F为例，探讨负载在实际大功率电路中的设计注意事项，希望对工程师们起到抛砖引玉的作用。

SMT252503ALN2F是一颗可用于广电系统的150W 50欧姆负载，如下图。其采用氮化铝材料为基材，电阻膜为厚膜电阻膜，端口镀银，尺寸为6.22×6.22×1.03mm。通常，在某个项目的开始阶段，工程师会考虑负载的两个重要指标：VSWR和功率容量整个工作频段。

图1：SMT252503ALN2F实物图

首先，来看SMT252503ALN2F的VSWR特性。如下图，其具有在DC～4GHz范围内最大1.2的电压驻波比。也就是说，在不考虑电桥或者隔离器本身损耗的情况下，有大约99.2%的功率是可以用于系统的正常工作的，其只对系统0.8%的功率产生了影响。因此，在考虑整个频段的VSWR指标时，其是越低越好。但在实际工作的电路中，考虑到PCB制作工艺的影响，例如器件性能的一致性、SMT贴片的一致性、器件性价比的影响等等，需要根据实际情况，将其控制在一个合适的范围内。比如VSWR小于1.5，另外考虑到需要保留一定的设计余量，则小于1.2是比较合适的。

表1：SMT252503ALN2F的VSWR特性：

其次，来谈谈SMT252503ALN2F的承受功率。从VSWR的描述中我们知道，在正常工作情况下，负载需要吸收的功率只用总功率的0.8%，是非常小的。那是不是其功率容量的选择就需要整体功率的百分之一呢？答案是否定的，因为我们需要考虑负载在系统非正常情况下的状态。在非正常情况下，比如电桥或者隔离器等其他端口存在失配的情况下，为保护系统的功放管的安全，负载需要具有在全部吸收系统的功率后而不会被损坏的特性。因此，其最大的承受功率为系统的最大功率。

SMT252503ALN2F的功率特性如下图。从图中可以看出，在-55到100摄氏度的温度范围内，可以保证其具有标称的150W的功率容量。在100到150摄氏度的温度范围内，其功率容量逐渐下降，主要是由于材料的温度特性发生了变化。这个问题，需要工程师在设计时引起重视。当然，如果能在设计PCB和系统设计时，考虑到更好的散热方式，其功率容量也可以有稍许的提升。反之，负载的散热不好，也会对其功率容量产生一定的负面影响。

图2：SMT252503ALN2F的功率特性

最后，如果设计师在使用过程中有任何的不同意见或者建议，欢迎和世强的资深射频FAE一起讨论，使负载的特性更优，让系统的性能更佳。

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HHC Lv7. 资深专家 2018-11-23

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承毅 Lv8. 研究员 2018-09-06

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型号- 82 7013TC,83 XXXXTC,32 1209,33 1052,83 7017TC,12 系列,D3PP20F,HPR2F,33 1050,CR0402D,DS15D10,SMT2010TALN,32 1200,32 1201,82 3003TC,81 7042,32P7201F,31 7021,81 3012B,SMTXXXXX,HE298MF,WH0530TF,12-0101,12-0102,13-125-T,CT2335A,82 7001TC,X3C09P2-03,XC3500P-03S,81 7021TC,33 1041,83 7006TC,4113P,33 1042,QTVA,32 1212,82 3038TC,AN,32 1213,81 3001B,81 3001A,81 3033TC,42TVA,CRXXXXD,DS15D20,CA0505D T,1M803S,4112P,HPQ2F,H88-108-600,42KA,P2D50J,DN05W20F,811,812,82 系列,49XX,83 1001TC,4111P,82 7025TC,CT2525ALN,HML2F,SD055-055-4-A,SD055-055-4-B,SD065-035-3-B,5654 XXX,5,MTVAS,82 3039TC,81 7031,32 1111,1E1305-3,32 1117,81 3011B,81 3011A,5 系列,5308 XXX,5,CT,81 7028,XC1900E-03S,31 7008,31 7006,5660 XXX,5,823,827,82 7002TC,CT2010ALN,HPP2F,HN05W03F,5XXXXXXX,HRM,CT系列,X3C09P1-03,32 1002,32 1123,32 1121,HRT,83 3005TC,32 1001,32 1122,D3PPXXF,SD130-105-4-040,32 1006,32 1007,32 1004,32 1005,82 3001TC,82 7166TC,81 3001TC,CT3725,HTVA,33 1009,33 1005,33 1006,32-1003,33 1003,12-250-T,33 1004,4110J,CT2335TALN,33 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EMC RFLABS - 选型指南代理服务技术支持采购服务

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