تحقیق رایگان با موضوع شبیه سازی

متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۱۴
??j13×۱۰?۳?mho
j0.65
jB ?
۵۰
??۰.۲۵۹?pF
۱۳ ×۱۰?۳
?
B
Cs ?
۲? ×۸ ×۱۰۹
۲?f
دومین عنصر از سمت منبع در شبکه ورودی یک سلف سری می باشد .
j0.5 ×۵۰ ? j25
jX ?
??۰.۴۹۷nH
۲۵
?
X
L ?
۹ )
۲?(۸ ×۱۰
۲?f
l
لازم بذکر است شبکه تطبیق ورودی یکتا نیست .
شکل ۶-۳-۱۰ شماتیک عناصر شبکه ورودی و خروجی را نشان می دهد .
شکل ۶-۳-۱۰ شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۱۵
نتایج شبیه سازی نشان می دهد که :
۱. بهره : هیچگونه جبران سازی در خروجی و ورودی انجام نگرفته است و لذا پاسخ فرکانسی بسیار نامناسبی در پهنای باند دیده می شود.
۲. نویز : هدف این بوده است که در فرکانس ۸GHz عدد نویز به کمتر از ۱dB برسد که چنین امری به میزان ۱/۳۸dB محقق گردیده است که این مقدار به واسطه مشخصه ترانزیستور کمتر
نشده است ولی در مجموع نویز در پهنای باند مشخص مهار شده است.
در شکل ۶-۳-۱۱ پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل از نقطه نظر بهره در خروجی و توان برگشتی در ورودی و پورت ایزوله ارائه شده است.
شکل ۶-۳-۱۱ پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۱۶
شکل ۶-۳-۱۲ بررسی معیار نویز در باند X برای تقویت کننده معمولی و تقویت کننده متعادل با
استفاده از کوپلر لانژ را نشان می دهد.
شکل ۶-۳-۱۲ بررسی معیار نویز برای تقویت کننده معمولی و تقویت کننده متعادل
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۱۷
طراحی شماره :۳
در طراحی های شماره ۱ و۲ هریک از مشخصه های بهره در پهنای باند و نویز در پهنای باند در یک بازه مشخص پاسخ مناسبی را ارائه داده است بعنوان مثال در طراحی شماره ۱ بهره در پهنای باند ثابت بود از طرفی نویز در ابتدای باند پاسخ مناسبی نداشت ولی در طراحی شماره ۲ علیرغم پاسخ نامناسب بهره در پهنای باند ولی نویز در باند فرکانسی مطلوب بود ؛لذا میتوان با بهره گرفتن از دو طراحی انجام گرفته از شبکه تطبیق خروجی طراحی شماره ۱ و همچنین از شبکه تطبیق ورودی طراحی شماره ۲
جهت بهینه کردن پاسخ بهره و نویز در پهنای باند استفاده کرد ، بنابراین:
با مفروض بودن پارامتر های پراکندگی و نویز ترانزیستور مایکروویو مورد طراحی در فرکانس ۸GHz و
۱۲GHz ترانزیستور نویز پائین : FHX04LG/LR
از طراحی شماره ۱ در نظر داریم از شبکه تطبیق خروجی بهره ای به میزان ۱/۳dB جهت جبران سازی
در فرکانس ۱۲GHzاستفاده گردد از طرفی با بهره گیری از طراحی شماره ۲ جهت مهار نویز در پهنای
باند و دسترسی به عدد نویز کمتر از ۱dB شبکه تطبیق ورودی را طراحی نمائیم ، لذا بهره در شبکه
تطبیق ورودی ۰dB در نظر گرفته می شود.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۱۱۸
مراحل طراحی:
مرحله : ۱
حداکثر بهره توان تبدیلی را محاسبه کرده ؛
S21 2 ?f ?8GHz ? 9dB
S21 2 ?f ?12GHz ? 7dB
با بررسی های انجام گرفته از شبکه تطبیق خروجی بیشتر از ۱/۳dB نمی توان بهره گرفت و شبکه
تطبیق ورودی را در فرکانس ۸GHz در جهت دسترسی به عدد نویز ۱dB طراحی می کنیم :
مرحله : ۲
دایره عدد نویز ثابت ۱dB (پارامترهای ترانزیستور در فرکانس ۸GHz منظور می گردد):
Fi ?1dB ?1.26
Fmin ? 0.55dB ?1.135
۲
°
۱.۲۰۲ ?۱.۱۳۵
۲
? F
F
N
??۰.۰۷۵
۰.۶۲ ۱۲۵
۱ ?
?
???
۱
min
i
?
i
۴ ?۰.۱۵
opt
۴Rn
°
۰.۵۸ ۱۲۵
?
۰.۶۲ ۱۲۵°
?
?opt
?
c fi
۱ ? ۰.۰۷۵
Ni
?
۱
۱
۲ )]
?
(۱ ?
??N
۲
[N
۱
?
r
۲
i
i
fi
opt
۱ ? Ni
۱
[۵.۶۲۵ ?۱۰?۳ ? ۰.۰۷۵(۱ ? ۰.۳۸۴۴)]
۱
??۰.۲۱
۲
?
۱ ? ۰.۰۷۵
دایره نویز ۱dB در نمودار اسمیت با توجه به مختصات بدست آمده در شکل ۶-۳-۸ رسم شده است .
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۱۹
مرحله : ۳
دایره بهره توان ۰ dB ورودی (پارامترهای ترانزیستور در فرکانس ۸GHz منظور می گردد) :
Gs ? 0dB ?1
۲ ) ? (۱ ? ۰.۷۰۱ ۲ ) ? ۰.۵۱
gns ? gs (1 ? S11
??۰.۴۷
۰.۵۱۰.۷۰۱
?
gns S11
ds ?
۱ ?
(۱ ? gns )
۱ ? S11
۰.۷۰۱ ۲ (۱ ? ۰.۵۱)
۲
۱ ? ۰.۵۱(۱ ? ۰.۷۰۱ ۲ ) ? ۰.۴۷
۲ ) ?
۱ ? gns (1 ? S11
r ?
۱ ? ۰.۷۰۱ ۲ (۱ ? ۰.۵۱)
۲ (۱ ? gns )
۱ ? S11
s
دایره
بهره
توان۰dB ورودی
در نمودار
اسمیت با
توجه به
مختصات
بدست
آمده در
شکل
۶-۳-۸ رسم شده است .
دایره
بهره
توان ۱/۳ dB
خروجی
(پارامترهای
ترانزیستور
در
فرکانس
۱۲GHz
منظور
می گردد)
:
Gl ?1.3dB ?1.35
۲ ) ? (۱ ? ۰.۵۸۷ ۲ ) ? ۰.۸۸
gnl ? gl (1 ? S22
??۰.۵۴
۰.۸۸ ۰.۵۸۷
?
gnl S22
?
dl
۱ ?
(۱ ? gnl )
۰.۵۸۷ ۲ (۱ ? ۰.۸۸)
۲
۱ ? S22
??۰.۲۴
(۱ ? ۰.۸۸) (۱ ? ۰.۵۸۷ ۲
۲ ) ?
(۱ ? gnl ) (1 ? S22
?
r
۱ ? ۰.۵۸۷ ۲ (۱ ? ۰.۸۸)
۲ (۱ ? gnl )
۱ ? S22
l
دایره بهره توان۱/۳dB خروجی در نمودار اسمیت با توجه به مختصات بدست آمده در شکل
۶-۳-۱۳ رسم شده است .
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۲۱
مرحله : ۴
تعیین شبکه تطبیق خروجی :
در جهت خلاف عقربه های ساعت از مرکز نمودار اسمیت فشرده بر روی دایره مقاومت واحد حرکت می کنیم و سپس از آنجا ، از روی دایره هدایت ثابت حرکت می کنیم و سپس از آنجا ، از روی دایره
هدایت ثابت بطرف نقطه S22 حرکت نموده و بر روی دایره بهره توان ۰ توقف می نمائیم.
بدین ترتیب اولین عنصر شبکه خروجی از سمت بار یک سلف سری است. شکل ۶-۳-۱۴ مسیر حرکت بر روی نمودار اسمیت را جهت تشخیص شبکه خروجی نشان می دهد.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۱۲۲
شکل۶-۳-۱۴ تحقیق شبکه تطبیق خروجی با استفاده از نمودار اسمیت
j0.5 ×۵۰ ? j25
jX ?
??۰.۳۳۱nH
۲۵
?
X
L ?
۹ )
۲?(۱۲ ×۱۰
۲?f
l
دومین عنصر شبکه خروجی نیز یک سلف اما موازی می باشد .
??۰.۰۲۵۴
۱.۲۷
jB ? ? j
۵۰
۱
۱
??۰.۵۲۲nH
?
L ?
۲?(۰.۰۲۵۴ ×۱۲ ×۱۰۹ )
۲?fB
l
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۲۳
تعیین شبکه تطبیق ورودی :
بطور مشابه در شبکه تطبیق ورودی از مرکز نمودار اسمیت فشرده شروع کرده و بر روی دایره هدایت واحد در جهت عقربه های ساعت حرکت می کنیم . تا به دایره مقاومت ثابتی برسیم که از دایره نویز
۱dB می گذرد . سپس بر روی دایره مقاومت ثابت نیز حرکت کرده و در روی دایره بهره توان۰dB
متوقف شویم . بدین ترتیب اولین عنصر از طرف منبع یک خازن موازی است . هما نند شکل ۶-۳-۹
مسیر حرکت بر روی نمودار اسمیت را نشان داده شده است .
??j13×۱۰?۳?mho
j0.65
jB ?
۵۰
??۰.۲۵۹?pF
۱۳ ×۱۰?۳
?
B
Cs ?
۲? ×۸ ×۱۰۹
۲?f
دومین عنصر از سمت منبع در شبکه ورودی یک سلف سری می باشد .
j0.5 ×۵۰ ? j25
jX ?
??۰.۴۹۷nH
۲۵
?
X
L ?
۹ )
۲?(۸ ×۱۰
۲?f
l
لازم بذکر است شبکه تطبیق ورودی یکتا نیست .
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۱۲۴
شکل ۶-۳-۱۵ شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی را نشان می دهد .
شکل۶-۳-۱۵ شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی
نتایج شبیه سازی نشان می دهد که :
۱. بهره : با توجه به جبران سازی انجام گرفته توسط شبکه خروجی پاسخ فرکانسی بسیارمناسبی در پهنای باند دیده می شود بطوریکه در ابتدای باند بهره ۹/۶۲dB را داشته و در انتهای باند مقدار ۸/۷۷dB بدست آمده است و لذا به تغیرات بهره در پهنای باند کمتر از ۰/۸dB رسیده ایم.
۲. نویز : بواسطه مشخصه ترانزیستور در ابتدای باند یعنی تا فرکانس ۸~۸/۶GHz از ۱/۴ تا ۱/۲سقوط کرده است و در مابقی پهنای باند عدد نویز بسیار مطلوبی حاصل شده است .
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با

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

دیدگاهتان را بنویسید