تحقیق رایگان با موضوع شبیه سازی، ناپایداری

:
(۲-۵-۵)
۲۱
S
S
?
? ?S* ?
۲۲
?S
?L ?
۱۲
۲۲
۲
?
۲ ?
S22
۲
?
۲ ?
S22
(۲-۵-۶)
۲۱
S
S
?
? ?S* ?
?S
?S ?
۱۲
۲۲
۱۱
۲
?
?
۲
۱۱
S
۲
?
۲ ?
S
۱۱
شعاع و مرکز دایره های در صفحه ?L و صفحه ?S وقتی به ترتیب ?IN ? 1 و ?OUT ? 1 باشند ،
به ترتیب از (۲-۵-۵) و (۲-۵-۶) حاصل می شوند.
شعاع دایره پایداری خروجی و مرکز آن بصورت زیر است :
(۲-۵-۷)
S12 S21
rL ?
۲
?
۲ ?
S22
(۲-۵-۸)
?S22??? ?S?*11??*
GL ?
۲
?
۲ ?
S22
شعاع و مرکز دایره پایداری ورودی بصورت زیر است :
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۹
(۲-۵-۹)
S12 S21
rL ?
۲
?
۲ ?
S22
(۲-۵-۱۰)
?*
? ?S*
۲۲
?S
GL ?
۱۱
۲
?
?
۲
S22
با داشتن پارامترهای S یـک عنـصر دو پـورتی در یـک فرکـانس روابـط (۲-۵-۷) تـا (۲-۵-۱۰) را
محاسبه کرده ، روی نمودار اسمیت رسم می کنیم. مقادیر ?S و ?L که
??۱
?IN
و ? ۱
?OUT
را
تولید می کنند را براحتی بدست می آوریم . شکل ۲-۵-۲ ساختار گرافیکی دوایر پایداری را نـشان می دهد . وقتی که ?IN ? 1 و ?OUT ? 1 است. یک طـرف مـرز دایـره پایـداری در صـفحه ?L ،
?IN 1 خواهد بود و در طرف دیگر این مرز ?IN 1 استمتشابهاً. در صـفحه ?S در یـک طـرف مرز دایره پایداری ?OUT 1 خواهد بود و در طرف دیگر ?OUT 1 است.
شکل ۲-۵-۲ ساختار دوایر پایداری در نمودار اسمیت
سپس باید تصمیم گرفته که ناحیه پایداری روی نمودار اسمیت کجاست. به عبارت دیگر ناحیـه ای
که مقادیر ?L (وقتیکه ?۱ ۱ است) ، ?IN 1 را تولیـد مـی کننـد و جائیکـه مقـادیر ) ?S وقتـی
?L 1 است)، ?OUT 1 را ایجاد می کنند.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۲۰
واضح اسـت کـه اگـر ZL ? Z0 باشـد ، ?L ? 0 خواهـد بـود و از (۲-۴-۱۰) نتیجـه ?IN ? S11
بدست می آید. اگر مقدار دامنه S11 کمتر از مقدار واحد باشد آنگاه وقتی ?L ? 0 اسـت ، ?IN 1
خواهد بود.
بنابراین مرز نمودار اسمیت در شکل (۲-۵-۳.a) یک نقطه پایدار را معرفـی مـی نمایـد ، زیـرا اگـر
?L ? 0 باشد ، ?IN 1 نتیجه می شـود . بعبـارت دیگـر اگـر S11 1 و ZL ? Z0 باشـد ، ?IN 1
خواهیم داشت ، در جائیکه ?L ? 0 و مرکز نموادر اسمیت را یک نقطه ناپایدار معرفی خواهد کـرد.
شکل (۲-۵-۳) دو حالت توضیح داده شده را نشان می دهد . مناطق هاشور خـورده مقـادیر ?L را
که پایداری بوجود می آورند ، نشان می دهند .
شکل ۲-۵-۳ نواحی پایداری و ناپایداری در صفحه ?L
برای حالت پایداری غیرشرطی هر منبع یا بار پسیو در شبکه باید شرایط پایداری را ایجـاد کنـد . از
دیدگاه گرافیکی ، برای S11 1 و S22 1 مایلیم که دوایر پایداری نشان داده شده در شـکل هـای
(۲-۵-۳a,b) کاملا خارج دایره نمودار اسمیت قرار گیرند. حالتی کـه در آن دایـره پایـداری کـاملا خارج نمودار اسمیت می افتد.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۲۱
بنابراین شرایط پایداری بدون شرط برای تمامی بارها و منابع پسیو می توانند به فرم زیر بیان شوند:
(۲-۵-۱۱)
۱
S11
برای
۱
? rL
CL
(۲-۵-۱۲)
۱
S22
برای
۱
? rs
CS
همچنین اگر ۱
S11
یا ۱
S22
باشد ، شبکه نمی تواند پایدار بدون شـرط باشـد زیـرا ?L ? 0 یـا
?s ? 0 ، (۲-۵-۳) و (۲-۵-۴) را ببینید)
۱
?IN
یا ۱
?OUT
را بوجود می آورند.
حال به شرایط لازم برای پایدرای بدون شرط یک دو پورتی باز می گردیم . با حل آسان اما تا حدی طولانی (۲-۵-۱) تا (۲-۵-۴) شرایط لازم برای پایداری بدون شرط بدست می آیند .
( ۲-۵-۱۳)
K 1
(۲-۵-۱۴)
S12 S21
۲
S11
۱ ?
(۲-۵-۱۵)
S12 S 21
۲
S22
۱ ?
بطوریکه :
(۲-۵-۱۶)
۲
?
۲ ?
۲۲
S
۲ ?
۱۱
S
۱ ?
K ?
S21
S12
۲
(۲-۵-۱۷)
? ? S11S 22?S12 S21
با جمع کردن (۲-۵-۱۴) و (۲-۵-۱۵) خواهیم داشت :
(۲-۵-۱۸)
S12 S21
۲ ۲
S22
۲ ?
S11
۲ ?
(۲-۵-۱۹)
S12 S21
?
S11S22
?
S11S22 ? S12 S21
?
?
حال از (۲-۵-۱۹) استفاده می کنیم و بدست می آوریم که :
۲
۲۲
S
۱
۲ ?
۱۱
S
۱
?۱??
۲۲
S S
?
۲
۲
۱۱
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۲۲
? ۱ ? ۱۲ ? S11 ? S22 ?2
و یا به سادگی:
? ۱
بنابراین یک روش آسان برای بیان شرایط لازم پایداری غیر مشروط این است که :
(۲-۴۴)
K 1
(۲-۴۵)
۱
?
روش دیگر برای یافتن شرایط لازم و کافی برای پایداری بدون شرط به قرارزیر است :
B1 ? 1 ? S11 2 ? S22 2 ? ? 2 0 (۲-۴۶)
از دیدگاه تئوری ، یک شبکه دو پورتی مـی توانـد هـر مقـداری از K و ? را داشـته باشـد امـا از دیدگاه عملی بیشتر ترانزیستورهای مایکروویو تولید شده توسط کارخانجات بـصورت غیـر مـشروط
پایدارند یا با
۱, K 1
?
بالقوه ناپایدارند. بطور معمول ، در ترانزیستورهای بالقوه ناپایـدار ، بیـشتر
مقادیر عملی
K به گونه ای هستند که ۰ K 1 باشد . این ترازیستورهای بالقوه ناپایدار دارای دوایر
پایداری بار و منبع هستند که با مرزهای نمودار اسمیت متقاطع اند.
مقادیر منفی
K در رنج
?۱ K 0 در بیشتر مواقع موجب ناپایداری را در نمودار اسمیت خواهنـد
شد.
بعضی از پیکر بندی های ترانزیـستور ( مـثلا برخـی آرایـشهای ( CB کـه در طراحـی اسـیلاتورها
استفاده می شوند ، با مقادیر منفی K بالقوه ناپایدار هستند.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۲۳
(۲-۶ دوایر بهره ثابت
یک شبکه دو پورتی هنگامی یـک طرفـه اسـت کـه S12 ? 0 باشـد . در یـک ترانزیـستور
یکطرفه ، ?IN ? S11 و
?OUT ? ?22 است و بهره توان انتقالی از فرمول زیر بدست می آید :
(۲-۶-۱)
۲
?
۱ ?
۲
۲
?
۱ ?
L
S21
S
GTU ?
۲
?
۱ ? S
۲
۱ ? S ?
L
۲۲
S
۱۱
(۲-۶-۲)
GTU ? GS GO GL
(۲-۶-۳)
۲
?
۱ ?
S
GS ?
۲
۱ ? ? ?
S
۱۱
(۲-۶-۴)
۲
۲
S21
GO ?
(۲-۶-۵)
?
۱ ?
L
GL

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

دیدگاهتان را بنویسید