تحقیق رایگان با موضوع شبیه سازی

)
۲
?
۴
o
برای تعیین عدد نویز به ازای نویز مشخص Fi ، ابتدا پارامتر عدد نویز Ni را بصورت زیر تعریف می کنیم .
(۲-۹-۳۲)
۲
F ? F
?s ? ?o
Ni
۱ ? ?o
min
i
?
?
۴r
۲
?
۱ ?
n
معادله (۲-۹-۳۲)
را می توان بصورت زیر باز نویسی کرد.
o
(۲-۹-۳۳)
۲
?s ? ?o
۲ ) ?
?i
(?s ? ?o )(?s * ? ?o * ) ? Ni (1 ?
یا
(۲-۹-۳۴)
۲ ? ۲ Re(?s ?o * ) ? Ni
?o
۲ (۱ ? ?i ) ?
?s
با ضرب دو معادله((۲-۹-۳۳ در((۱+Ni داریم :
(۲-۹-۳۵)
۲ )
?
(۱ ?
i
??N
۲
N
۲
?
o
i
?
o
?s ?
(۱ ? Ni )2
۱ ? Ni
معادله (۲-۹-۳۵) دسته دایره هایی را بر حسب Ni نشان می دهد . مرکز و شعاع دایره ها به ترتیب با روابط زیر بیان می شوند.
(۲-۹-۳۶)
?o
cFi ?
۲ ?۱۲
?Ni2????Ni?(1??
۱ ? Ni
(۲-۹-۳۷)
?o
۱
rFi ?
۱ ? Ni
بنا به معادلات (۲-۹-۳۲) و (۲-۹-۳۶) و (۲-۹-۳۷) اگر Ni=0 باشد F=Fmin شده و مرکز دایره Fmin با شعاع صفر در نقطه ?o روی نمودار اسمیت قرار می گیرد و مرکز دایره های دیگر نیز در امتداد بردار ضریب انعکاس بهینه منبع ، ?o قرار می گیرند . اگر امپدانس منبعی بر روی دایره نویز معینی قرار گیرد . این امپدانس همان مقدار عدد نویز را بدست می دهد.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۴۰
پارامترهـــای عـــدد نـــویز یـــک GaAs MESFETدر Vds=5V و Ids=20mA در فرکـــانس ۹GHzوباامپدانس ۵۰? بصورت زیر اندازه گیری شده است.
Fmin ? 2dB
?o ? 0.485 1550
Rn ? 4?
دایره های عدد نویز را به ازای مقادیر Fi برابر ۲/۵ ، ۳ ، ۳/۵ و ۵dB بصورت زیر ترسیم می کنیم .
از معادلات (۲-۹-۳۲) و (۲-۹-۳۶) و (۲-۹-۳۷) مقادیر Ni ، cFi و rFi به ازای Fi=2.5dB بصورت زیر محاسبه می شوند :
Ni ? 1.78 ?1.59 1 ? 0.485 1550 2 ? 0.21 4(4 / 50)
cFi ? 0.485 1550 ? 0.40 1550 1 ? 0.21
rFi ? 1 ?10.21[(0.21)2 ?0.21(1 ? 0.485 2 )]12 ??0.37
بطور مشابه مقادیر Ni ، cFi و rFi به ازای Fi=3,3.5,4, 5dB نیز محاسبه کرده ودر جدول۳-۸-۱
گردآوری می شوند.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۴۱
دایره های عدد نویز در شکل ۳-۸-۱ ترسیم شده اند.
جدول .۳-۸-۱ مقادیر دایره های عدد نویز
۵
۴
۳.۵
۳
۲.۵
Fi (dB)
۳.۱۶
۲.۵
۲.۲۴
۲
۱.۷۸
fi
۱.۷۲
۱
۰.۷۱
۰.۴۵
۰.۲۱
N i
۰
۱۵۵۰
۰.۲۴
۰
۱۵۵۰
۰.۳۳
۰
cFi
۱۵۵
۰.۱۸
۱۵۵
۰.۲۸
۱۵۵
۰.۴۰
۰.۶۶
۰.۵۵
۰.۵۱
۰.۳۷
rFi
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۴۲
شکل۲-۹-۲ دایره های عدد نویز
فصل سوم
شبکه های تطبیق امپدانس
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۴۴
شبکه های تطبیق امپدانس
(۳-۰ مقدمه
به دلیل اهمیت انتقال حداکثر توان به بار در تقویت کننده ها ، شبکه های تطبیق از اهمیت و کاربرد زیادی برخوردار هستند. برای عملکرد مطلوب تقویت کننده ها، باید پایانه های ورودی و خروجی بطور مناسب خاتمه یابند. شکل ( ۳-۰-۱) یک حالت معمولی را نشان می دهد.
شبکه تطبیق
ورودی برای تبدیل امپدانس
۵۰?ژنراتور به امپدانس منبع ZS ، و شبکه تطبیق
خروجی برای
تبدیل پایانه ۵۰? ژنراتور به
امپدانس بار ZL طراحی می شود. با وجود اینکه انواع
بسیار مختلفی از شبکه های تطبیق قابل طراحی هستند ، هشت طرح که تحت عنوان بخش های
R,L,C هم شناخته می شوند، در شکل (۳-۰-۲) نشان داده شده اند. این طرح ها فقط برای طراحی ساده نیستند بلکه در عمل هم به کار می آیند.
شکل ۳-۰-۱ بلوک دیاگرام یک تقویت کننده مایکروویو
همچنین شبکه تطبیق بدون تلفات است تا قدرت سیگنال اتلاف نشود. نمودار اسمیت Z y می تواند
در طراحی شبکه های تطبیق بکار رود.
.۳-۱ طراحی شبکه های تطبیق مایکرواستریپ
خاصیت انتقال یا جابه جایی امپدانس در خطوط انتقال ، در طراحی شبکه های تطبیق بکار برده می شود. یک خط مایکرواستریپ می تواند بعنوان یک خط انتقال سری، یک استاب مدار باز و یا
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۴۵
اتصال کوتاه بکار رود. در حقیقت یک خط مایکرواسترپت سری به همراه یک استاب موازی اتصال
کوتاه یا مدار باز می تواند یک مقاومت ۵۰? را به هر مقدار امپدانس دلخواه انتقال دهد.
شکل ۳-۰-۲ شبکه های تطبیق
در شکل (۳-۱-۱) ساختار یک مدار تطبیق بصورت یک استاب کوتاه شده ، موازی با بار ZL و
متصل به خط انتقال مایکرواستریپ سری نشان داده شده است. امپدانس مشخصه خطوط
مایکرواستریپ نشان داده شده ۵۰? است.
شکل ۳-۱-۱ ساختار یک مدار تطبیق
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۴۶
عنصر موازی در شکل (۳-۱-۱) به جای یک استاب موازی اتصال کوتاه می تواند یک استاب موازی مدار باز باشد. از آنجا که ادمیتانس استاب موازی با ادمیتانس بار جمع می شود، بهتر است که برای
طراحی مدار ، نمودار اسمیت y را بکار بریم. شکل ۳-۱-۲ مدار تطبیق را نشان می دهد که در آن
۵۰
Z L
۱

?
?
?۱?orZ?L
yL ?است.
ادمیتانس
نرمالیز شده
استاب موازی به فرم
۵۰
ZO
Z L
?bs??0??
jbs
ysc ?
برای سوسپتانس
خازنی یا
ysc ? ? jbs ?bs 0? برای
سوسپتانس سلفی نوشته
شده است.
طول L1 مقدار jbs
±را معین می کند. امپدانس
yx به صورت زیر بیان می شود :
(۳-۱-۱)
yx ? yL ? ysc ?1 ± jbs
همانطور
که در
نمودار اسمیت
شکل (۳-۱-۲a) نشان داده شده
است ، اضافه کردن
ysc ? jbs بهyL حرکتی در طول دایره کانداکتانس ثابت واحد از yL ?1 تا
yx ?1 ± jbs را بوجود
می آورد.
طراحی خط انتقال سری به طول L2 بگونه ای است که yx را به ادمیتانس yIN انتقال
می دهد بنابراین مقدار bs باید بگونه ای انتخاب شود که
yIN , y X بر دایره
?
ثابت قرار گیرند.
شکل (۳-۱-۲a) شبکه تطبیق
همانطور که در شکل (۳-۱-۲b) نیز دیده می شود L1 طول استاب اتصال کوتاه است که ادمیتانس
ys ? ybs را موجب می شود مقدار L1 به راحتی از لبه نمودار اسمیت y قابل خواندن است.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۴۷
طراحی با ysc ? ? jbs نیز در شکل (۳-۱-۲c) مشخص شده است ، در این حالت استاب موازی به
طول L1 ادمیتانس ysc ? ? jbs را بوجود می آورد و خط مایکرواستریپ سری به طول L2 برای
انتقال yx به yIN طراحی می شود.
اگر به جای استاب موازی اتصال کوتاه ، استاب موازی مدار باز بکاربرده شود ، روش طراحی باز هم
دقیقا مشابه همان است. در واقع تنها تفاوت این است که طول L1 در شکل (۳-۱-۲a)و((۳-۱-۲b
از قسمت مدار باز خوانده می شود ( یعنی از y=0 آغاز می شود.)
شکل (۳-۱-۲b) تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ ۴۸
در شکل (۳-۱-۲a) استاب موازی مانند یک خازن موازی ( شکل ۳-۱-۲b با ysc ? jbs را ببینید.)
یا یک سلف موازی ( شکل ۳-۱-۲c با ysc ? ? jbs را ببینید.) رفتار می کند که yL ?1 با
ادمیتانس yx ? 1 ± jbs تعویض می کند.
شکل ۳-۱-۲c تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت
مدار تطبیق مایکرو استریپ نشان داده شده در شکل (۳-۱-۳a) می تواند برای تطبیق یک
امپدانس بار دلخواه ZL به یک امپدانس ورودی ۵۰? بکار می رود. این ساختار مشابه شکل
(۳-۱-۱) است. در شکل (۳-۱-۱) تطبیق از ZL = 50? به Z NI دلخواه است ولی در شکل
(۳-۱-۳a) تطبیق از ZL دلخواه به Z IN = 50?می باشد.
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۴۹
شکل ۳-۱-۳a شبکه تطبیق
روش طراحی درنمودار اسمیت y در شکل (۳-۱-۳b) نشان داده شده است که ادمیتانس بار
۱
?
yL به
??۱
۱
?
yIN انتقال
داده می شود. طول L1 طوری
انتخاب می شود که yL به
Z L
Z IN
ادمیتانس yx ?1 ± jbs انتقال یابد
. ?bc o? حرکت از
yL به yx
در طول دایره
?
ثابت

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

دیدگاهتان را بنویسید