Tên đồ án: Thiết kế mạch khuếch đại LNA có độ ồn thấp hoạt động ở băng tần S. Nội dung và yêu cầu cần giải quyết trong đồ án tốt nghiệp (lý thuyết, thực hành, số liệu tính toán và hình vẽ). Tinh thần và thái độ của sinh viên trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp.
Đánh giá chất lượng đồ án/luận văn (so với yêu cầu nội dung đề ra trong bài tập của Đ.T.T.N về các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu...). Bộ khuếch đại tiếng ồn thấp LNA Bộ tạo dao động cục bộ LO Bộ tạo dao động cục bộ. Vệ tinh mặt trời SPS Vệ tinh mặt trời tần số siêu cao SHF Tần số siêu cao.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN
- Khái niệm
- Lịch sử và ứng dụng
- LÝ THUYẾT ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN SÓNG
- Sự truyền sóng trên đường dây
- Đường dây không tổn hao
- TRƯỜNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY
- Các thông số đường truyền
- Hằng số truyền sóng, trở kháng đặc tính và dòng công suất
- Khái niệm về dải tần
- Lý thuyết đường truyền
- Phối hợp trở kháng
- Các kỹ thuật phối hợp trở kháng
2.7) là giải pháp chung cho đường dây tổn hao có hằng số truyền dẫn và trở kháng đặc tính phức tạp. Khi nghiên cứu đường truyền tín hiệu tần số thấp, chúng ta thường nghĩ đường dây kết nối (hoặc đường truyền) là các mạch ngắn. Mỗi giá trị của hệ số phản xạ có thể được biểu diễn trên hệ tọa độ cực dưới dạng vectơ bán kính và góc pha . Vậy tương ứng với mỗi điểm trên mặt phẳng của hệ số phản xạ có một giá trị của hệ số phản xạ được xác định hoàn toàn và giá trị của trở kháng z được xác định hoàn toàn.
1. Tất cả các giá trị trở kháng trên biểu đồ Smith đều là trở kháng được chuẩn hóa. 2.theo điện trở tham chiếu được xác định trước, thường là trở kháng đặc tính R0 của đường dây không tổn hao. Giao điểm của bất kỳ đường r nào và bất kỳ đường x nào sẽ biểu thị trở kháng z = r + ix, đồng thời biểu thị hệ số phản xạ tại điểm có trở kháng z.
Đây là điểm đại diện cho điện trở mặc định R0, cho phép phối hợp trở kháng trên đường dây. Ở đây chúng ta có hệ số phản xạ Γ=1. Hệ số phản xạ tại vị trí l trên đường dây truyền tải có thể được xác định bằng cách biết hệ số phản xạ Γ tại vị trí tải, dựa vào công thức. Phối hợp trở kháng là việc sử dụng mạch phối hợp được đặt giữa tải và đường truyền ống dẫn sóng. Mạch phối hợp là mạch không tổn hao để tránh mất điện và được thiết kế sao cho trở kháng đầu vào nhìn thấy từ đường truyền có giá trị. bằng trở kháng Zo của đường dây truyền tải.
Khi thực hiện phối hợp trở kháng, công suất truyền tới tải sẽ được tối đa hóa và tổn thất trên đường truyền sẽ được giảm thiểu. Việc kết hợp trở kháng cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm của các hệ thống khác trong hệ thống sử dụng các phần tử nhạy cảm như ăng-ten và bộ khuếch đại có độ ồn thấp. Đối với các mạng phân phối điện tần số cực cao (ví dụ: mạng cung cấp cho mảng ăng ten bao gồm nhiều phần tử), việc phối hợp trở kháng sẽ làm giảm các lỗi biên độ và pha trong quá trình chia sẻ nguồn.
Trở kháng không đổi của máy phát và tải là điều kiện cần thiết để đưa ra thiết bị phối hợp trở kháng. Kỹ thuật phối hợp trở kháng dựa trên các hệ số phản hồi rời rạc. Các phần tử rời rạc của thiết bị phối hợp trở kháng được đặt nối tiếp hoặc song song. Điểm trên biểu đồ Smith di chuyển trên một đường tròn không đổi, trong đó phần thực là trở kháng chuẩn hóa (rL=Cst).
Phối hợp điện trở dây một phần tư sóng Kỹ thuật này thường được sử dụng với tải điện trở thực. Tại khoảng cách d tính từ tải, trở kháng chuẩn hóa của tải được xác định theo công thức: ZLd= L jtan(kd.
NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG BỘ KHUẾCH ĐẠI
- Phương Pháp Phối Hợp Trở Kháng
- Bộ Khuếch Đại Tạp Âm Thấp LNA
- Thiết kế và mô phỏng chế tạo bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA) sử dụng
- Transistor ATF – 58143
- Tính toán mô phỏng trên phần mềm Advanced Design System 2016.01 (64-
- Thiết kế mạch phối hợp trở kháng lối ra
- Thiết kế mạch phối hợp trở kháng lối ra
- Sơ đồ nguyên lý mạch LNA với mạch phối hợp trở kháng lối vào và lối ra
Trong bài viết này tôi xin trình bày thiết kế và mô phỏng mạch khuếch đại LNA hoạt động ở tần số 2,1 GHz, sử dụng bóng bán dẫn độ lợi cao, nhiễu thấp ATF 58143 bằng phần mềm Advanced Design System. mô phỏng bit). Nhưng qua thử nghiệm, tôi quyết định chọn phương pháp sử dụng đoạn λ/4 vì nó thường cho kết quả chính xác, ổn định với hệ số khuếch đại cao hơn các phương pháp khác. Ngoài độ ổn định và độ lợi, nhiễu cũng là yếu tố quan trọng khi thiết kế mạch khuếch đại.
Kết luận: Nếu có các tham số đầu vào Fmin, ropt, RN, ta tìm RF, CF và dựng đường tròn rs để có thể thiết kế một bộ khuếch đại bán dẫn có hệ số nhiễu thấp nhất. Yêu cầu: Thiết kế bộ khuếch đại tạp âm thấp có hệ số khuếch đại lớn hoạt động ở tần số 2,1 GHz. Transistor ATF - 58143 có dải tần hoạt động rộng và hệ số khuếch đại lớn, thích hợp sử dụng trong sản xuất mạch khuếch đại có độ ồn thấp.
Sử dụng công cụ LineCal để xác định kích thước của mạch phối hợp trở kháng, chúng ta có sơ đồ mạch phối hợp trở kháng đầu vào như hình bên dưới. Hệ số S21 của mạch phối hợp trở kháng đầu vào đạt giá trị lý tưởng gần bằng 0 dB. Do đó, mạch phối hợp trở kháng đầu vào được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu đã đặt ra.
Hệ số s21 của mạch phối hợp điện trở đầu vào đạt giá trị lý tưởng là 0 dB. Do đó, mạch phối hợp trở kháng đầu ra được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu đã thiết lập. Từ những thiết kế trên, cuối cùng chúng ta đi đến sơ đồ mạch khuếch đại LNA hoàn chỉnh như hình 3.5.
Kết quả mô phỏng hệ số khuếch đại lớn nhất được cho ở hình 3.7 dưới đây. Đây là giá trị tối đa cho mạch khuếch đại một tần số sử dụng bóng bán dẫn. Vì vậy, mạch khuếch đại sẽ cung cấp yêu cầu khuếch đại nhiễu nhỏ nhất có thể.
Để kiểm tra xem thiết kế mạch có đáp ứng các điều kiện ổn định của mạch khuếch đại hay không, tôi lại chạy mô phỏng hệ số ổn định của mạch LNA này. Kết quả mô phỏng trên hình 3.8 cho thấy mạch khuếch đại LNA có độ nhiễu thấp được thiết kế đảm bảo tính ổn định với hệ số K <1 trong dải tần 2-2,2 GHz.
