تحقیق رایگان با موضوع شبیه سازی، دو قطبی، بهینه سازی، اصول طراحی

تقدیم به
خانواده عزیزم
سپاس گذاری
از استاد گرانمایه جنـاب آقـای دکتـر حجت کاشانی که در طول انجام پـروژه اینجانب را مورد راهنمایی قرار دادند.
فهرست عناوین
عنوان
صفحه
چکیده
۱
فصل اول : مقدمه
۲
.۱-۰ مقدمه
۳
.۱-۱ مدارات مایکروویو
۳
.۱-۱-۱ عناصر مداری مایکروویو
۴
.۱-۱-۲ تطبیق در شبکه های مایکروویو
۵
فصل دوم : اصول طراحی تقویت کننده های ترانزیستوری مایکروویو
۷
.۲-۰ مقدمه
۸
.۲-۱ پارامتر S
۸
.۲-۲ خواص پارامتر S
۱۰
.۲-۳ قوانین جریان سیگنال میسون
۱۱
.۲-۴ معادلات بهره
۱۳
.۲-۵ پایداری
۱۶
.۲-۶ دوایر بهره ثایت
۲۳
.۲-۷ دوایر بهره توان
۲۷
.۲-۷-۱ دوایره بهره توان عملی
۲۷
.۲-۷-۲ دوایره بهره توان در دسترس
۳۰
.۲-۸ دوایر VSWR ثابت
۳۱
.۲-۹ دایره های عدد نویز ثابت
۳۳
فصل سوم : شبکه های تطبیق امپدانس
۴۳
.۳-۰ مقدمه
۴۴
.۳-۱ طراحی شبکه های تطبیق مایکرواستریپ
۴۴
فصل چهارم : طراحی تقویت کننده های سیگنال کوچک
۵۳
.۴-۰ مقدمه
۵۴
.۴-۱ مدارات بایاس
۵۶
.۴-۱-۱ مدارات بایاس dc برای GaAs MESFET مایکروویو
۵۶
.۴-۱-۲ مدارات بایاس dc برای ترانزیستور های سیلیکون مایکروویو
۶۰
.۴-۱-۳ طراحی مدارات بایاس
۶۴
فصل پنجم : طراحی خطوط نواری و تقویت کننده های خط نواری مایکروویو
۶۶
عنوان
صفحه
.۵-۰ مقدمه
۶۷
.۵-۱ خطوط ریز نوار
۶۷
.۵-۱-۱ زمینه های دی الکتریک
۶۸
.۵-۱-۲ امپدانس مشخصه
۶۹
.۵-۲ افت در خطوط ریز نوار
۷۱
.۵-۲-۱ افت دی الکتریک
۷۲
.۵-۲-۲ افت اهمی
۷۴
.۵-۲-۳ افت تشعشی
۷۶
فصل ششم : طراحی وشبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۷۸
.۶-۰ مقدمه
۷۹
.۶-۱ کوپلر لانژ
۷۹
.۶-۱-۱ معادلات اساسی کوپلر های لانژ
۸۰
.۶-۱-۲ طراحی کوپلر لانژ ۳dB باند X
۸۶
.۶-۱-۳ نتایج شبیه سازی شده کوپلر لانژ
۹۰
.۶-۲-۱ تقویت کننده های متعادل
۹۲
.۶-۲-۲ طراحی تقویت کننده متعادل باند X
۹۵
.۶-۳ طراحی شبکه های تطبیق ورودی و خروجی
۹۷
.۶-۳-۱ طراحی تقویت کننده های کم نویز
۹۷
طراحی شماره ۱
۹۸
نتایج شبیه سازی شده طراحی شماره ۱
۱۰۶
طراحی شماره ۲
۱۰۸
نتایج شبیه سازی شده طراحی شماره ۲
۱۱۵
طراحی شماره ۳
۱۱۷
نتایج شبیه سازی شده طراحی شماره ۳
۱۲۴
.۶-۳-۲ طراحی تقویت کننده پهن باند
۱۳۸
.۶-۳-۲-۱ تحلیل روش های تطبیق جبران شده
۱۳۲
.۶-۳-۲-۲ روش لیائو در طراحی تقویت کننده پهن باند
۱۳۴
نتیجه گیری
۱۴۰
منابع
۱۴۱
پیوست : کاتالوگ ترانزیستور FHX04LG
۱۴۲
فهرست جدول ها
عنوان
صفحه
جدول ۱-۲-۱طبقه بندی تقویت کننده های مایکروویو
۶
جدول ۲-۹-۱
مقادیر مربوط به دایره های نویز
۴۱
جدول ۴-۰-۱
نقاط کار مجاز GaAs MESFET مایکروویو
۵۵
فهرست شکل ها
عنوان
صفحه
شکل ۲-۲-۲ پارامترهای S شبکه دو قطبی
۹
شکل ۲-۳-۱ شبکه دو پورتی
۱۱
شکل ۲-۳-۲ جریان سیگنال
۱۱
شکل ۱-۴-۱ تعریف توانها
۱۳
شکل ۲-۵-۱ پایداری شبکه های دو پورتی
۱۷
شکل ۲-۵-۲ ساختار دوایر پایداری در نمودار اسمیت
۱۹
شکل ۲-۵-۳ نواحی پایداری و ناپایداری در صفحه ?L
۲۰
شکل ۲-۶-۱ بلوک دیاگرام بهره توان انتقالی یکطرفه
۲۳
شکل ۲-۸-۱ قسمت ورودی تقویت کننده مایکروویو
۳۱
شکل ۲-۹-۱ شبکه با مشخصه نویز
۳۴
شکل ۲-۹-۲ خط انتقال با مشخصه تضعیف
۳۵
شکل ۲-۹-۳ اجزای شبکه دو طبقه
۳۵
شکل ۲-۹-۴ مدار معادل شبکه دو طبقه
۳۶
شکل ۲-۹-۵ سیستم گیرنده محلی
۳۷
شکل ۲-۲-۶ اجزاء ترکیبی شبکه با نویز پایین
۳۸
شکل۲-۹-۷ دایره های عدد نویز
۴۲
شکل ۳-۰-۱ بلوک دیاگرام یک تقویت کننده مایکروویو
۴۴
شکل ۳-۰-۲ شبکه های تطبیق
۴۵
شکل ۳-۱-۱ ساختار یک مدار تطبیق
۴۵
شکل ۳-۱-۲a شبکه تطبیق
۴۶
شکل ۳-۱-۲b تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت
۴۷
شکل ۳-۱-۲c تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت
۴۸
شکل ۳-۱-۳a شبکه تطبیق
۴۹
شکل ۳-۱-۳b تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت
۵۰
شکل ۳-۱-۳c تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت
۵۱
شکل ۳-۱-۴ شبکه تطبیق
۵۰
شکل ۴-۰-۱ عملکرد سیگنال کوچک تقویت کننده مایکروویو
۵۴
شکل ۴-۰-۲ عملکرد سیگنال بزرگ تقویت کننده مایکروویو
۵۵
عنوان
صفحه
شکل ۴-۱-۱ تغذیه توان دو قطبی
۵۷
شکل ۴ -۱-۲ a تغذیه توان مثبت
۵۸
شکل ۴-۱-۲b تغذیه توان منفی
۵۸
شکل ۴-۱-۳ تغذیه توان تک قطبی
۵۹
شکل ۴-۱-۴ یک مدار بایاس dc فعال
۶۰
شکل ۴-۱-۵ مدار بایاس dc فعال
۶۳
شکل ۴-۱-۶ نقاط کار ترانزیستور مایکروویو
۶۵
شکل ۵-۱-۱ ساختمان یک خط ریز نوار
۶۸
شکل ۵-۱-۲ ، امپدانس مشخصه یک خط ریز نوار
۷۰
شکل ۶-۱-۱ نمایه کوپلر لانج
۸۰
شکل ۵-۱-۳ رابطه بین
S
,
W
با ادمیتانس زوج وفرد
۸۳
d
d
۸۴
شکل ۵-۱-۴ تفاضل فاز بین پورت های خروجی کوپلر لانج
شکل ۶-۱-۵ کوپلر لانژ زیر تزویج
۸۴
شکل ۶-۱-۶ کوپلر لانژ بالای تزویج
۸۵
شکل ۶-۱-۷ رابطه بین
S
,
W
با ادمیتانس زوج وفرد
۸۸
d
d
۸۹
شکل ۶-۱-۸ اندازه های پارامتریک کوپلر لانژ طراحی شده
شکل ۶-۱-۹ نمایه طراحی کوپلر
۸۹
شکل ۶-۱-۱۰ اندازه گیر ی های توان پورت ها
۹۰
شکل ۶-۱-۱۱ اندازه فاز در پورت های خروجی
۹۰
شکل ۶-۱-۱۲ توان ارسالی در پورت های خروجی
۹۱
شکل ۶-۱-۱۳ توان برگشتی در پورت ورودی و پورت ایزوله
۹۱
شکل .۶-۲-۱ تقویت کننده متعادل با پیوننده های لانژ
۹۲
شکل ۶-۲-۲ تقویت کننده متعادل بهمراه شبکه تطبیق
۹۴
شکل ۶-۲-۳ تقویت کننده متعادل با هایبرید ۹۰ درجه
۹۶
شکل ۶-۳-۱ دایره های بهره توان و دایره نویز بر روی نمودار اسمیت طرح شماره۱
۱۰۲
شکل ۶-۲-۲ تحقیق شبکه تطبیق خروجی با استفاده از نمودار اسمیت
۱۰۳
شکل ۶-۳-۳ تحقیق شبکه تطبیق ورودی با استفاده از نمودار اسمیت
۱۰۴
شکل ۶-۳-۴ شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی
۱۰۵
شکل ۶-۳-۵ پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل طرح شماره ۱
۱۰۶
عنوان
صفحه
شکل ۶-۳-۶ برسی معیار بهره برای تقویت کننده معمولی و متعادل
۱۰۷
شکل ۶-۳-۷ برسی معیارنویز برای تقویت کننده معمولی و متعادل
۱۰۷
شکل ۶-۳-۷ دایره های بهره توان و دایره نویز بر روی نمودار اسمیت طرح شماره۲
۱۱۰
شکل ۶-۳-۸ تحقیق شبکه تطبیق خروجی با استفاده از نمودار اسمیت
۱۱۲
شکل ۵-۳-۹ تحقیق شبکه تطبیق ورودی با استفاده از نمودار اسمیت
۱۱۳
شکل ۶-۳-۱۰ شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی
۱۱۴
شکل ۶-۳-۱۱ پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل
۱۱۵
شکل ۶-۳-۱۲ بررسی معیار نویز برای تقویت کننده معمولی و تقویت کننده متعادل
۱۱۶
شکل ۶-۳-۱۳ دایره بهره توان خروجی بر روی نمودار اسمیت طرح شماره۳
۱۲۰
شکل ۶-۳-۱۴ تحقیق شبکه تطبیق خروجی با استفاده از نمودار اسمیت
۱۲۲
شکل ۶-۳-۱۵ شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی
۱۲۴
شکل ۶-۳-۱۶ طرح تقویت کننده متعادل با استفاده از کوپلر لانژ
۱۲۵
شکل ۶-۳-۱۷ پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل
۱۲۵
شکل ۶-۳-۱۸ بررسی معیار نویز برای تقویت کننده معمولی و تقویت کننده متعادل
۱۲۶
شکل ۶-۳-۱۹ توان برگشتی در پورت های ورودی و پورت خروجی
۱۲۶
شکل ۶-۳-۲۰ میزان VSWR در ورودی تقویت کننده معمولی و متعادل
۱۲۷
شکل ۶-۳-۲۱ میزان VSWR در خروجی تقویت کننده معمولی و متعادل
۱۲۷
شکل ۶-۳-۲۲
معیار توان تقویت کننده معمولی
۱۲۸
شکل ۶-۳-۲۳
معیار توان تقویت کننده متعادل با استفاده از کوپلر لانژ
۱۲۹
شکل ۶-۳-۲۴ نمودار مربوط به توان خروجی به ازای توان ورودی
۱۲۹
شکل ۶-۳-۲۵ نمودارهای کلی مربوط به تقویت کننده متعادل باند X طرح نهایی
۱۳۰
شکل ۶-۳-۲۶ دوایر مشخصه برای تشخیص شبکه های تطبیق ورودی
۱۳۶
شکل ۶-۳-۲۷ دوایر مشخصه برای تشخیص شبکه های تطبیق خروجی
۱۳۷
شکل ۶-۳-۲۸ شماتیک تقویت کننده متعادل طراحی شده با روش لیائو
۱۳۸
شکل ۶-۳-۲۹
مشخصه گین مربوط به تقویت کننده متعادل به روش لیائو
۱۳۹
شکل ۶-۳-۳۰ مشخصه نویز مربوط به تقویت کننده متعادل به روش لیائو
۱۳۹
چکیده
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
با توجه به اهمیت ویژه تقویت کننده های نویز پایین در صنایع مخابرات نظامی و تجاری موجب پیشرفت تکنولوژی ساخت نیمه هادی GaAs MEFET و همچنین ارائه طرح های نوین در صنعت ساخت شده است. در این پروژه با استفاده از ترانزیستور HFX04LG ساخت شرکت Fujitsu مراحل طراحی تقویت کننده متعادل ، نویز پایین در باند X انجام می گیرد. LNA طراحی شده در محدوده فرکانسی ۸~۱۲GHz و جهت دستیابی به بهره ۱۰dB و عدد نویز کمتر از ۱/۵dB
می باشد. از کوپلر لانژ برای متعادل طراحی شدن تقویت کننده بهره گرفته شده است که مشخصه های کوپلر لانژ در باند مورد نظر طراحی شده است. طراحی تقویت کننده پهن باند از روش های تطبیق جبران شده صورت می گیرد که در نهایت نتایج آنالیز وشبیه سازی با استفاده از نرم افزار Microwave Office ارائه خواهد شد.
فصل اول
مقدمه
طراحی و شبیه سازی LNAمتعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ
۳
.۱-۰ مقدمه :
در این پایان نامه روند طراحی یک تقویت کننده متعادل با نویز پایین در باندX دنبال خواهد شده ، این پروژه شامل دارای چندین ویژگی منحصر به فرد و توام را شامل می شود که عبارتند از :
۱. طراحی تقویت کننده با ویژگی نویز پذیری پایین .
۲. طراحی تقویت کننده با ویژگی پهنای باند وسیع .
۳. طراحی تقویت کننده متعادل برای حصول بهره متوسط در باند وسیع .
توام بودن ویژگی های فوق در یک مدار تقویت کننده مایکروویو مستلزم طراحی مرحله به مرحله و استفاده از تکنیک های روتین طراحی و در نهایت جهت بهینه سازی پاسخ طراحی بدست آوردن ترکیب مناسبی از نمونه های طراحی می باشد .
.۱-۱ مدارات مایکروویو
فرکانس های مایکروویو بصورت قراردادی به فرکانس های ۱ تا۳۰۰GHz اطلاق می گردد یا به عبارت دیگر طول موج های رنج میکرون از نواحی مادون قرمز و نور مرئی را در خود دارد. با توجه به استاندارد
سازی انجام گرفته توسط IEEE یک مقیاس بندی در فرکانس های مایکروویو صورت گرفته است و
بعنوان نمونه در این پروژه هدف طراحی در باند X می باشد یعنی در رنج فرکانسی ۸~۱۲GHz
طراحی انجام می گیرد .
با پیشرفت تکنولوژی رویکردی در تجهیزات مایکروویو انجام گرفته و استفاده از موجبرها ، خطوط هم محور یا خطوط نواری جای خود را به مدارات مجتمع در فرکانس های مایکروویو داده است که در اینجا به سه دسته از آن اشاره خواهیم کرد

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

دیدگاهتان را بنویسید