تحقیق رایگان با موضوع شبیه سازی، دو قطبی، دسته بندی

است.
بدلیل
اینکه
yx ?1 ± jbs
است،
ادمیتانس استاب
اتصال کوتاه ysc ? ? jbs می
شود بنابراین
. yIN =1 یعنی :
(۳-۱-۲)
yIN ? yx ? ysc ? ?1 ? jbs ?? jbs ?1
بعبارت
دیگر
yx
باید
بر
دایره
کنداکتانس واحد
در محل
yx ?1 ± jbs
قرار گیرد و
ysc ? ? jbs قسمت موهومی آن را خنثی می کند. طول ) L2 که به صورت نشان داده شده در
شکل ۳-۱-۳b اندازه گیری می شود) ادمیتانس اتصال کوتاه ysc ? ? jbs را بدست می دهد.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۵۰
شکل ۳-۱-۳b تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت
طراحی تطبیق با ysc ? jbs
در شکل ۳-۱-۳c نشان داده شده است . در این حالت yx ?1 ? jbs
بنابراین:
(۳-۱-۳)
yIN ? yx ? ysc ? ?1 ? jbs ?? jbs ?1
شکل ۳-۱-۴ شبکه تطبیق
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۵۱
یک مدار تطبیق مایکرو استریپ عملی دیگر در شکل ۳-۱-۴ نشان داده شده است که درآن از خط
ربع طول موج با امپدانس مشخصه Zo1 و یک استاب موازی اتصال کوتاه با طول
?
یا
۳?
با
۸
۸
امپدانس مشخصه Zo2 استفاده شده است تا بار ۵۰? را به امپدانس ورودی دلخواه تطبیق دهد.
بجای استاب موازی اتصال کوتاه می توان از استاب موازی مدار باز نیز استفاده نمود.
شکل ۳-۱-۳c تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت
روش طراحی مدار تطبیق شکل ۳-۱-۳
بصورت زیر است. ابتدا yIN را بصورت GIN ? jBIN
می
نویسیم که BIN 0 است. خط
?
برای انتقال امپدانس ZL ? 50?به مقاومت ورودی
۴
۱
RIN ? بکار می رود. استاب موازی اتصال کوتاه برای ایجاد ادمیتانس jBIN طراحی می شود.
GIN
بنابراین مجموع G INو YIN , jBIN مطلوب را بوجود می آورد.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۵۲
امپدانس مشخصه خط ربع اول موج با رابطه زیر محاسبه می شود :
(۳-۱-۴)
ZO1 ? ZL RIN ? 50RIN
از آنجائیکه یک
استاب موازی اتصال کوتاه با طول
۳?
، ادمیتانس موازی با مقدار jyo2
ysc ?
۸
بوجود می آورد ،
jyo2 را با jBIN مساوی می گیریم.
یعنی :
yo2 ? BIN
(۳-۱-۵)
۱
?
۱
ZO 2 ?
BIN
yO 2
در نتیجه امپدانس مشخصه خط ربع طول موج با رابطه (۳-۱-۴) داده می شود که کانداکتانس
GIN را بوجود می آورد و امپدانس مشخصه استاب موازی یعنی ZO 2 با رابطه (۳-۱-۵) داده می
شود که سوسپتانس ورودی با BIN را بوجود می آورد. اگر بجای استاب کوتاه از استاب مدار باز
استفاده شود، طول آن برای ایجاد yoc ? jy02 باید ?۸ گردد.
اگر ادمیتانس ورودی بصورت yIN ? GIN ? jBIN داده شود ، که BIN 0 باشد، همانطور که در شکل
۳-۱-۳ نشان داده شده است ZO1 از همان رابطه (۳-۱-۴) محاسبه می شود و یک استاب اتصال
کوتاه موازی با طول
?
ysc ? ? jyO 2 , را بوجود می آورد.
۸
(۳-۱-۶)
? jyo 2 ? 0 jBIN
۱
?
۱
Zo 2 ?
BIN
y02
اگر یک استاب موازی مدار باز بجای اتصال کوتاه قرار گیرد طول آن باید به
۳?
تغییر یابد.
۸
فصل چهاوم
طراحی تقویت کننده های سیگنال کوچک
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۵۴
طراحی تقویت کننده های سیگنال کوچک
.۴-۰ مقدمه
بطور کلی ، تقویت کننده های مایکروویو می توانند در کلاسهای A ، B و C کار می کنند. در
کلاس A جریان کلکتور یا درین هیچگاه قطع نمی شود ؛ در کلاس Bتقریباً در نقطه قطع با یاس
می شوند؛ و در کلاسC قطعه در ناحیه قطع بایاس می گردد.با این حال تقویت کننده های مایکروویو را به دو مود سیگنال کوچک و سیگنال بزرگ دسته بندی می کنند. در مود سیگنال
کوچک ، ادمیتانس بار بهینه یک تقویت کننده GaAS MESFET برابر هدایت درین ?Ids ?Vds
است و در عملکرد سیگنال بزرگ سطح سیگنال ورودی افزایش یافته و ولتاژ گیت Vgs وارد ناحیه
غیر خطی می شود. جریان خروجی که همان جریان درین Ids است ، به حد بالای خود رسیده و در
این حالت برای افزایش توان خطی باید شیب توان خروجی باید شیب خط بار افزایش یابد. شکلهای
۴-۰-۱ و ۴-۰-۲ ، دو نوع عملکرد فوق را نشان می دهند.Idss معرف جریان اشباع درین در
Vgs=0 است .
شکل ۴-۰-۱ عملکرد سیگنال کوچک تقویت کننده مایکروویو
در یک تقویت کننده مایکروویو ، انتخاب نقطه کار با یاس dc بستگی به کاربرد خاص آن دارد.
می توان با ولتاژ و جریان کار آنها ، مطابق جدول ۴-۰-۱ ، تعیین نمود.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۵۵
شکل ۴-۰-۲ عملکرد سیگنال بزرگ تقویت کننده مایکروویو
نقطه مجاز کار برای یک GaAS MESFET ، با توجه به موارد زیر تعیین می گردد :
۱. حداکثر ولتاژ درین – سورس Vds
۲. حداکثر جریان درین Ids
۳. حداکثر توان سیگنال ورودی به گیت
۴. حداکثر اتلاف توان در حداکثر دمای پیوند۱۷۵? C
قطعه
ولتاژ Vds
جریان Id
کاربردها
?۱۰
۴۰mA
پر توان
GaAS MESFET
۵
۸۰mA
پر بهره
(Idss=10 mA )
۳/۵
۱۰mA
کم نویز
?۱۰
۴۰mA
کم اعوجاج

۰
کلاسB
جدول ۴-۰-۱ نقاط کار مجاز
GaAS MESFET مایکروویو
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۵۶
از تقویت کننده های مایکروویو در سیستم های رادار ، ناوبری و سیستم های الکترونیک صنعتی استفاده می شود.
. ۴- ۱ مدارات بایاس dc
در تقویت کننده های مایکروویو ، طراحی شبکه بایاس dc به اندازه طراحی شبکه تطبیق مهم است
زیرا بهره بالا و نویز کم تقویت کننده ها بستگی زیادی به مدارات بایاس dc آنها دارد. هدف از
طراحی مدارات بایاس dc ، فراهم نمودن یک نقطه کار مناسب و تثبیت آن در مقابل تغییرات دما و پارامترهای قطعه است.
. ۴-۱- ۱ مدارات بایاس dc برای GaAS MESFET مایکروویو
برای تقویت کننده های GaAS MESFET مایکروویو دو نوع مدار بایاس dc وجو دارد: مدارات
بایاس dc غیر فعال و فعال
مدارات بایاس dc غیر فعال. سه نوع مدار تغذیه غیر فعال وجود داردکه معمولاً در
تقویت کننده های مایکروویو FET استفاده می شوند.
نوع اول : تغذیه توان دو قطبی.۱ شکل ۴-۱-۱ مدار بایاسی را نشان می دهد که به دو تغذیه
توان نیاز دارد. برای GaAS MESFET محدوه ولتاژ گیت به صورت زیر می باشد.
(۴-۱-۱)
VpVgs۰
که در آن Vp ولتاژ تنجیدگی۲ است. ولتاژ گیت بصورت زیر بیان می شود.
(۴-۱-۲)
(
Ids
Vgs ?Vp (1 ?
Idss
Bipolar power supply Pinch-off voltage
۱
۲
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۵۷
که در آن Ids ، جریان درین
و Idss ، جریان اشباع درین در Vgs=0
اگر درین یک GaAS MESFET قبل از گیت آن بایاس مثبت شود ، باید برای جلوگیری از سوختن آن کاملاً احتیاط نمود . روش مناسب برای روشن کردن اینست که ابتدا بایاس منفی به گیت و سپس بایاس مثبت به درین اعمال شود . یک روش جایگزین برای روشن کردن همزمان دو
شکل ۴-۱-۱ تغذیه توان دو قطبی
منبع تغذیه ، افزودن یک مدار RC با ثابت زمانی بزرگ به مدار تغذیه Vgs است. اگر سورس
مستقیماً به زمین وصل شده باشد ، خودالقایی سورس را می تواننسبتاً کوچک نمود و بدین ترتیب دستیابی به نویز کم ، بهره بالا توان بالا و بازده زیاد را در فرکانس های بالاتر ممکن است .
نوع دوم : تغذیه توان واحد.۱ شکل ۴-۱-۲ دو مدار بایاس dc را نشان می دهد که برای هر کدام
فقط یک تغذیه توان مورد نیاز است.
تغذیه توان واحد منفی. ۲ شکل ۴-۱-۲a ، مداری را فقط یک تغذیه توان مثبت نشان می دهد.
ولتاژ گیتVgs باید قبل از اعمال ولتاژ درینVds ، بایاس منفی شود ولتاژ سورسVs نیز قبل از Vds
اعمال گردد.
۱ One power supply 2 One positive power supply
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۵۸
شکل ۴-۱-۲a تغذیه توان مثبت
تغذیه توان واحد منفی۱ شکل۴-۱-۲b ، مداری را با فقط یک تغذیه توان منفی نشان می دهد.
ولتاژ گیتVgs باید قبل از ولتاژ سورس Vs روشن شود.
در این نوع مدارات بایاس ، به خازنهای بای پاس مایکروویو بسیار مرغوبی احتیاج است زیرا در فرکانسهای بالا وجود هر امپدانس سری در سورس می تواند نویز زیادی بوجود آورده و حتی باعث نوسان گردد.
شکل۴-۱-۲ b تغذیه توان منفی
نوع سوم. تغذیه توان تک قطبی. ۲ شکل ۴-۱-۳ دو مدار بایاسdc را نشان می دهد که در آنها
فقط یک منبع توان مورد نیاز است. قسمت (a) نشان می دهد که Vs ? I ds Rs ?Vdsو قسمت (b)
بیان میدارد که Vs ? ?Ids Rs ? ?Vds است. در این مدارها برای محافظت قطعه در زمان گذرای
روشن و خاموش شدن ، از مقاومت سورس استفاده می شود. با اینحال مقاومت باعث اتلاف توان و ایجاد نویز می شودکه در نتیجه بازده عدد نویز تقویت کننده بدتر می شود. بعلاوه بای پس نیز می تواند باعث نوسان مدار در فرکانس پایین شود.
۱ One negative power supply 2 Unipolar power supply
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۵۹
شکل ۴-۱-۳ تغذیه توان تک قطبی
در همه این مدارها می توان مقادیر المان را به ترتیب زیر مشخص نمود :
۱. تمام سلف های Lg،Ld و Ls چوکهای RF(RFC) هستند که آنها را می توان با دو یا سه دور سیم نمره ۳۶ با هسته هوایی به قطر ۰/۱ in ساخت.
۲. مقدار Rs نیز طوری تنظیم می شود که Vs خوبی برای نقطه کار مناسب و حفاظت گذرا۱ فراهم شود.

تمام

این نوشته در No category ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید