THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI NHIỄU THẤP HOẠT ĐỘNG Ở TẦN SỐ 5.8GHz CÓ ĐỘ LỢI LỚN HƠN 15dB CỰC TIỂU HỆ SỐ NHIỄUBÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN TS. HUỲNH PHÚ MINH CƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA1YÊU CẦU THIẾT KẾ42TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN42.1Chọn linh kiện phù hợp42.2Kiểm tra độ ổn định của Transistor42.3Tính toán các độ lợi GS và GL52.4Tính ΓL53Mô phỏng kết quả63.1Mạch PHTK phía nguồn63.1.1Thông số cho Open stub63.1.2Transmission line83.2Mạch PHTK phía tải:83.2.1Open stub93.2.2Transmission line104Kết luận115Tài liệu tham khảo11
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN VIỄN THÔNG - BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN MẠCH TÍCH HỢP SIÊU CAO TẦN Đề tài: THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI NHIỄU THẤP HOẠT ĐỘNG Ở TẦN SỐ 5.8GHz CÓ ĐỘ LỢI LỚN HƠN 15dB & CỰC TIỂU HỆ SỐ NHIỄU GVHD: NHÓM 1: TS HUỲNH PHÚ MINH CƯỜNG HỒ QUỐC TÍN NGUYỄN TRẦN THANH LÂM TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2016 1570849 1570635 LỜI CẢM ƠN Nhóm thực xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy – TS Huỳnh Phú Minh Cường học đầy tính thực tiễn mạch tích hợp siêu cao tần Thầy truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích kinh nghiệm quý báu đúc kết qua trình nghiên cứu làm việc thực tế Thầy mà không giáo trình có Những kiến thức đó, góp phần giúp chúng em có nhìn tổng quan sâu sắc ngành học phát triển ngành học tương lại, nhờ định hướng đường nghiên cứu đắn Vì thời gian kiến thức nghiên cứu tiểu luận có hạn nên không tránh thiếu sót, nhóm mong nhận góp ý chỉnh sửa từ Thầy để tiểu luận thêm hoàn chỉnh Kính chúc Thầy nhiều sức khỏe, niềm vui thành công sống Trân trọng TP.HCM, ngày 14 tháng năm 2016 Nhóm thực Nguyễn Trần Thanh Lâm - Hồ Quốc Tín Mục lục YÊU CẦU THIẾT KẾ Thiết kế mạch khuếch đại tần số 5.8GHz có độ lợi lớn 15dB cực tiểu hệ số nhiễu TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN 1.1 Chọn linh kiện phù hợp Từ yêu cầu đề bài, nhóm thực tìm kiếm Transistor có thông số kỹ thuật phù hợp với yêu cầu mạch khuếch đại Transistor sử dụng báo cáo BFU730F (NPN wideband silicon germanium RF trasistor) Thông số kỹ thuật Transistor sau: - Low noise high gain microwave transistor Noise figure (NF) = 0.8 dB at 5.8 GHz High maximum power gain 18.5 dB at 5.8GHz 110 GHz fT silicon germanium technology Ma trân tán xạ [S] thông số cần thiết để thiết kế tần số 5.8GHz sau: Thông số S11 S12 S21 S22 Fmin opt RN 1.2 Giá trị 0.427∟159.24o 0.062∟43.4o 6.652∟51.51o 0.183∟-69.14o 1.0107 0.118∟200o 0.1069 Kiểm tra độ ổn định Transistor - Tính : = S11 S22 - S12 S21 = (0.427∟159.24o)( 0.183∟-69.14o) – (0.062∟43.4o)( 6.652∟51.51o) = 0.333∟-83.96o = 0.333 < - Tính = = 1.11 > Vậy transistor ổn định không điều kiện 1.3 Tính toán độ lợi GS GL Do đề thiết kế mạch cực tiểu hệ số nhiễu nên ta chọn s = opt = 0.118∟200o Bài toán đưa thiết kế mạch khuếch đại có độ lợi lớn 15dB Ở nhóm chọn thiết kế mạch có độ lợi 16.5dB để cân độ lợi cao hệ số nhiễu thấp Áp dụng công thức ta có: GS = = 1.0935 0.388dB GL(max) = = 1.035 0.149dB Go = = 44.249 16.459dB GL = G – Go – GS = 16.5 – 16.459 – 0.388 = - 0.347dB 0.923 < GL(max) Vậy chọn s = opt = 0.118∟200o khả thi 1.4 Tính L gL = CL = = 0.16∟69.14o RL = = 0.32 Vẽ đường tròn đẳng độ lợi ngõ với tâm CL bán kính RL, L giao điểm (gần tâm độ thị Smitch nhất) đường thẳng nối tâm Smith Chart CL Vậy L = 0.16∟-110.86o Mô kết 1.5 Mạch PHTK phía nguồn o s = opt = 0.118∟200 ZS = 39.9 – 3.3j Dùng open stub transmission line 3.1.1 Thông số cho Open stub Dùng Line Calc tính toán chiều dài đường dây sử dụng FR substrate 3.1.2 Transmission line Dùng Line Calc tính toán chiều dài đường dây sử dụng FR substrate 1.6 Mạch PHTK phía tải: o L = 0.16∟-110.86 ZS = 42.8 – 13.1j Tương tự 3.1.3 Open stub Dùng Line Calc tính toán chiều dài đường dây sử dụng FR substrate 3.1.4 Transmission line Dùng Line Calc tính toán chiều dài đường dây sử dụng FR substrate Kết luận Tài liệu tham khảo [1] David M Pozar, “Microwave Engineering”, John Wiley & Sons, Inc, 4th ed., 2012 [2] TS Huỳnh Phú Minh Cường, chapter 3, Microwave Amplifier ... Tính toán độ lợi GS GL Do đề thiết kế mạch cực tiểu hệ số nhiễu nên ta chọn s = opt = 0.118∟200o Bài toán đưa thiết kế mạch khuếch đại có độ lợi lớn 15dB Ở nhóm chọn thiết kế mạch có độ lợi 16.5dB... THIẾT KẾ Thiết kế mạch khuếch đại tần số 5.8GHz có độ lợi lớn 15dB cực tiểu hệ số nhiễu TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN 1.1 Chọn linh kiện phù hợp Từ yêu cầu đề bài, nhóm thực tìm kiếm Transistor có thông số. .. High maximum power gain 18.5 dB at 5.8GHz 110 GHz fT silicon germanium technology Ma trân tán xạ [S] thông số cần thiết để thiết kế tần số 5.8GHz sau: Thông số S11 S12 S21 S22 Fmin opt RN 1.2