Návrh úzkopásmového zesilovače

Zápočtová práce z předmětu CAD pro vf. techniku. Vypracoval Radek Podgorný.

Zadání

Vypracování

Kontrola stability tranzistoru

Za stabilní tranzistor můžeme považovat ten, jehož Rolletův faktor KR je větší než 1.

Freq [GHz]

Rollet K [-]

11.0

1.191771

11.1

1.197935

11.2

1.204323

11.3

1.210947

11.4

1.217798

11.5

1.224867

11.6

1.232162

11.7

1.239682

11.8

1.247413

11.9

1.255363

12.0

1.263529

rollet.png

V našem případě pro f = 11.5 GHz je KR = 1.224867. Kritérium stability je tedy splňeno.

Ideální vedení

Nejdříve jsme přizpůsobili tranzistor pomocí ideálního vedení.

vedeni_schema.png

Jako podmínku optimalizace jsme zadali S11 < -40dB a S22 < -40dB.

Délky jednotlivých vedení potom vyšly:

Grafické znázornění s-parametrů pro přizpůsobení pomocí ideálního vedení:

vedeni_grafy.png

Mikropáskové vedení

Pomocí HF Lines – Synthesis jsme určili šířku pásku w a efektivní permitivitu εeff.

Schéma zapojení pomocí mikropáskových vedení:

mikro_schema.png

Délky mikropáskového vedení jsme pak určili pomocí optimalizace S11 < -40dB a S22 < -40dB. Alternativní způsob je použít délku ideálního vedení a zkrátit ji s ohledem na rychlost šíření vlny v mikropáskovém vedení.

Grafické znázornění s-parametrů pro přizpůsobení pomocí mikropáskového vedení:

mikro_grafy.png

Šířka pásma pro -20 dB (z grafů S11 a S22):

Šířka pásma pro pokles přenosu -3dB (z grafů S12 a S21):

Diskrétní součástky

Nejdříve jsme si zobrazili vstupní (Z11) a výstupní (Z22) impedanci nepřizpůsobeného zesilovače. Z grafu jsme odečetli:

Potom jsme pomocí podprogramu Smith Chart obvod přizpůsobili.

diskr_schema.png

Hodnoty součástek po následné optimalizaci vyšly:

Grafické znázornění s-parametrů pro přizpůsobení pomocí diskrétních součástek:

diskr_grafy.png

Šířka pásma pro -20 dB (z grafů S11 a S22):

Šířka pásma pro pokles přenosu -3dB (z grafů S12 a S21):

Výtěžnost mikropáskového vedení

Pro výtěžnost alespoň 90% vychází tolerance jednotlivých délek následovně:

Zobrazení výtěžnosti pro 5000 pokusů (mikropáskové vedení):

mikro_yield11.png

mikro_yield12.png

mikro_yield21.png

mikro_yield22.png

Motiv mikropásku:

mikro_motiv.png

Závěr

I přes některé problémy s programem WinMide se mi nakonec podařilo obvod optimalizovat podle zadání. Jediným nepřekonatelným problémem pro mne zůstala výtěžnost.

Cad (last edited 2008-01-18 12:56:20 by localhost)