1 Chương 2: Mạch khuếch đại siêu cao tần I. Mô hình mạch khuếch đại. Hệ số truyền đạt công suất II. Phối hợp trở kháng vào ra của mạch khuếch đại III. Sự ổn định của mạch khuếch đại IV. Mô hình transistor đơn hướng V. Nhiễu trong mạch khuếch đại siêu cao tần VI. Mạch khuếch đại dải rộng VII. Mạch dao động siêu cao tần2 I. Mô hình mạch khuếch đại. Hệ số truyền đạt công suất Phần tử khuếch đại S, R0 Nguồn Tải Z1 Z2 E I1’ I1 I2 I2’ a1 b1 b2 a’1 a2 b’ 1 a’2 b’ 2 U1’=U1 U2=U2’ 1 S11 S22 2 1. Mô hình mạch khuếch đại: • Mạch KĐSCT gồm: 2 mạng một cửa + 1 mạng hai cửa • 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 U U , U U ,I I ,I I a b ,b a ,a b ,b a 3 2. Hệ số truyền đạt công suất Hệ số truyền đạt công suất GT (gain of power transfer): Công suất tín hiệu tiêu thụ trên tải Z2 : Công suất tối đa nguồn (E,Z1) có thể cung cấp: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 | b2 |2 1 | 2 |2 1 2 | b | | a | 1 2 | a | | b | 1 2 P GT = Công suất tín hiệu tiêu thụ trên tải Z 2 Công suất tín hiệu tối đa mà nguồn (E, Z1) có thể cung cấp 8 Re(Z ) | E | P 1 2 1max 4 2. Hệ số truyền đạt công suất (tt) Hệ số truyền đạt công suất GT : Nhận xét: GT phụ thuộc vào S, Z1, Z2 Nếu Điều này xảy ra khi phi thực tế Nếu chỉ phụ thuộc vào phần tử khuếch đại Nếu Z1≠R0 (hoặc Z2≠R0 ) thì GT còn phụ thuộc vào 1 (hoặc 2 ). Khi đó GT có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 1max 2 T P P G 1 11 2 22 1 2 12 21 2 2 2 2 1 2 21 T 1 S 1 S S S | S | 1 | | 1 | | G (Xem CM trong sách) | 1 |,| 2 |1 GT 0 Z1,Z2 0,, jX 2 Z1 Z2 R0 1 2 0 GT | S21 | 2 | S21 |5 2. Hệ số truyền đạt công suất (tt) Gọi S’11: hệ số phản xạ nhìn vào cửa 1, S’22: hệ số phản xạ nhìn vào cửa 2 Khi đó: Ta có: 2 2 out 0 out 0 22 1 1 in 0 in 0 11 b a Z R Z R , S b a Z R Z R S a b (3) b S a S a (2) b S a S a (1) 2 2 2 2 21 1 22 2 1 11 1 12 2 a (4) 1 S S (2), (3) a S a S a a 1 22 2 21 21 1 22 2 2 2 2 1 22 2 21 1 11 1 12 a 1 S S (1), (4) b S a S 22 2 12 21 11 11 1 S S S S S 11 1 12 21 22 22 1 S S S S S Từ Tương tự:6 2. Hệ số truyền đạt công suất (tt) Khi đó: Nếu đặt: 2 2 22 2 1 11 2 2 2 1 2 21 2 2 22 2 1 11 2 2 2 1 2 21 T 1 S 1 S | S | (1 | | )(1 | | ) 1 S 1 S | S | (1 | | )(1 | | ) G S11S22 S12S21 2 1 11 2 22 1 2 2 2 2 1 2 21 T 1 S S | S | (1 | | )(1 | | ) G 7 II. Phối hợp trở kháng vào ra của mạch khuếch đại Nếu Z1 = Z2 = R0 GT = |S21|2 ≠ GTmax GT GTmax Có phối hợp trở kháng vào ra đồng thời S’11, S’22 : hệ số phản xạ tại cửa vào và ra của bộ khuếch đại Z1 Z2 E S, R0 Zin Zout 1 0 1 0 1 Z R Z R in 0 in 0 11 Z R Z R S 2 0 2 0 2 Z R Z R out 0 out 0 22 Z R Z R S out 2 in 1 Z Z Z Z8 II. Phối hợp trở kháng vào ra của mạch khuếch đại (tt) Khi có PHTK vào ra đồng thời: Giải HPT (1, 2) 1, 2 Z1, Z2 Từ (1) Thế (2) vào (3): out 2 in 1 Z Z Z Z 2 22 1 11 S S (2) 1 S S S S (1) 1 S S S S 2 11 1 12 21 22 1 22 2 12 21 11 (3) 1 S S S S 22 2 21 12 1 11 S11 S2212 | |2 | S11 |2 | S22 |2 11 S11 S22 0 (4) 9 II. Phối hợp trở kháng vào ra của mạch khuếch đại (tt) Với Đặt Từ (4) Giải PT () : Nhận xét: 11 22 1 A1 C S S S11S22 S12S21 B1 | |2 | S11 |2 | S22 |2 1 A B C 0 1 1 1 2 11 2 1 2 1 1 1 2 1 B 4A C B 4 | A | 1 2 1 2 1 1 1 1 2A B B 4 | A | , | | | | 1 A A C A 1 1 1 1 1 1 1 1 , () II. Phối hợp trở kháng vào ra của mạch khuếch đại (tt) Ta có: Đặt: Nếu |K| < 1 < 0 1’ và 1’’ có tử số là liên hiệp phức của nhau | 1’| = | 1’’| mà | 1’| . | 1’’| = 1 B12 4 | A1 |2 1 | |2 | S11 |2 | S22 |22 4 | S12 |2| S21 |2 2 | S | | S | 1 | | | S | | S | K 12 21 2 22 2 11 2 2 21 2 12 2 2 1 2 1 B 4 | A | 4(K 1) | S | | S | | 1 || 1 |1 1 1 1 1 Z jX Z Z 0 (nối tắt) (hở mạch) (thuần kháng) 3 đk này là phi thực tế Trường hợp này không thể PHTK vào ra đồng thờiII. Phối hợp trở kháng vào ra của mạch khuếch đại (tt) Nếu |K| = 1 = 0 1’ = 1’’ |1’| = |1’’| = 1 phi thực tế Trường hợp này không thể PHTK vào ra đồng thời Nếu |K| > 1 > 0 có 2 nghiệm phân biệt 1’ và 1’’ mà | 1’| . | 1’’| = 1 có một nghiệm lớn hơn 1 và một nghiệm nhỏ hơn 1 (chọn nghiệm nhỏ hơn 1) Trường hợp này có thể thực hiện PHTK vào ra đồng thời K > 1: có 2 trường hợp: || < 1: ổn định vô điều kiện || > 1: ổn định có điều kiện K < 1: mạch không ổn định Giải tương tự với trường hợp 2III. Sự ổn định của mạch khuếch đại Z in có điện trở âm Mạch có khả năng tự kích dao động ngõ vào mạch bất ổn Z in có điện trở âm |S’11|> 1 Khảo sát: |S’11 |< 1 ổn định |S’11| = 1 biên giới giữa ổn định và bất ổn |S’11| > 1 bất ổn Z1 Z2 E S, R0 Zin Zout 1 0 1 0 1 Z R Z R in 0 in 0 11 Z R Z R S 2 0 2 0 2 Z R Z R out 0 out 0 22 Z R Z R S III. Sự ổn định của mạch khuếch đại (tt) Điều kiện ổn định ngõ vào: |S’11| < 1 Xét tại biên giới ổn định và bất ổn: |S’11| = 1 PT vòng tròn mặt phẳng phức (tâm , bán kính R) có dạng: PT () có dạng vòng tròn trong mp phức 2 có (tâm 2, bán kính R2): ( ) | S | | | | S | 1 Re S S | S | | | 2 | | 1 1 S S S | S | S 2 2 22 2 11 2 2 2 22 11 22 2 2 22 2 12 21 11 11 | |2 2 Re() R 2 | |2 2 2 22 12 21 2 2 2 22 11 22 2 | S | | | | S || S | R | S | | | S SIII. Sự ổn định của mạch khuếch đại (tt) Tương tự: vòng tròn 1 sao cho |S’22| = 1 là vòng tròn trong mặt phẳng phức 1 với: Tại tâm đồ thị Smith: Z2 = R0 (2 = 0) |S’11| = |S11| < 1 tại tâm đồ thị Smith (2 = 0) ổn định Để mạch ổn định vô điều kiện: 2 2 11 12 21 1 2 2 11 22 11 1 | S | | | | S || S | R | S | | | S S Im 2 Re 2 R2 2 0 Bất ổn |S’11|=1 mp 2 Ổn định 20 ||2| R2| > 1 Vòng tròn mp 2 bao hết hoặc nằm ngoài đồ thị SmithIII. Sự ổn định của mạch khuếch đại (tt) Các trường hợp: Im 2 Re 2 R2 2 0 Bất ổn mp 2 Ổn định Im 2 Re 2 R2 2 0 Bất ổn Ổn định mp 2 Im 2 Re 2 R2 2 0 mp 2 Ổn định Luôn ổn định Im 2 Re 2 R2 2 0 mp 2 Ổn định Luôn ổn địnhIV. Mô hình transistor đơn hướng S12 = 0 Z1 Z2 E S, R0 1 S11 S22 2 S12 = 0 Đơn hướng(unilateral) S = S11 S21 S22 S12 »0 11 22 2 12 21 11 11 S 1 S S S S S 22 11 1 12 21 22 22 S 1 S S S S S 2 2 22 2 1 11 2 2 2 1 2 21 T 1 S 1 S | S | (1 | | )(1 | | ) G 2 2 22 2 2 2 2 21 1 11 2 1 TU 1 S (1 | | ) | S | 1 S (1 | | ) G (không phụ thuộc vào tải Z2) (không phụ thuộc vào tải Z1) G1 G0 G2IV. Mô hình transistor đơn hướng (tt) G TU = G0 .G1 . G2 Với: 2 G 0 | S21 | 2 2 22 2 2 2 1 S (1 | | ) G 2 1 11 2 1 1 1 S (1 | | ) G : hệ số truyền đạt công suất của riêng phần tử khuếch đại : hệ số phụ thuộc vào mối quan hệ giữa trở kháng nguồn Z 1 (hoặc 1) với trở kháng vào (hệ số phản xạ cửa vào S11) của phần tử khuếch đại : hệ số phụ thuộc vào mối quan hệ giữa trở kháng tải Z2 (hoặc 2) với trở kháng ra (hệ số phản xạ cửa ra S22) của phần tử khuếch đại G TU(dB) = G0(dB) + G1(dB) + G2(dB)IV. Mô hình transistor đơn hướng (tt) 1. PHTK đồng thời vào ra 2 | S | | S | 1 | | | S | | S | K 12 21 2 22 2 11 2 Vì S 12 0 nên K . Do đó, luôn luôn có thể PHTK vào ra đồng thời 2 22 2 11 2 max 21 1 1 1 1 S S G S TU PHTK vào: PHTK ra: G TUmax= 2 11 1 1max 11 1 1 11 1 1 S S S G G 2 22 2 2max 2 22 2 22 1 1 S S S G G G1max G0 G2max G TUmax(dB) = G1max(dB) + G0(dB) + G2max(dB)IV. Mô hình transistor đơn hướng (tt) 2. Tính ổn định vào ra Mạch luôn ổn định ngõ vào và ngõ ra 1 1 22 22 11 11 22 22 11 11 S S S S S S S SIV. Mô hình transistor đơn hướng (tt) 3. Các đường đẳng G1 và G2 Cần tìm 1 sao cho G1 > G10 cho trước Coi G 1 là thông số hằng số Tìm các giá trị của 1 sao cho G1 = const () 1 (1 | | ) 2 1 11 2 1 1 S G PT () trở thành: 2 1 11 1 2 11 1 1 11 2 1 1 1 1 Re 1 2 G S G S G S G PT vòng tròn mặt phẳng phức: 2 2 Re R2 2 Quỹ tích 1 là vòng tròn 2 1 11 2 1 11 2 11 1 11 1 1 1 1 1 1 1 G S G S R S G S G G GIV. Mô hình transistor đơn hướng (tt) 3. Các đường đẳng G1 và G2 (tt) Như vậy, cho G1 các giá trị khác nhau mỗi đường tròn là 1 đường đẳng G1 G1 , RG1 G 1 = 0: đường đẳng G1 là vòng tròn đơn vị G 1 = G1max: đường đẳng G1 là 1 điểm tại S11 arg( ) G1 chỉ phụ thuộc vào Tâm là quỹ tích đoạn thẳng nối từ điểm đến gốc tọa độ arg(S11) G1 S11 Im 2 0 Re 2 G1max S11 G10 G1 = 0 Giải tương tự cho G2V. Nhiễu trong mạch khuếch đại SCT Nhiễu đầu vào: bản thân nguồn tín hiệu đặt ở đầu vào cũng có 1 lượng nhiễu, được đánh giá bằng tỷ số SinNin Nhiễu đầu ra: gồm nhiễu đầu vào, nhiễu nhiệt NT của phần tử khuếch đại Định nghĩa: Hệ số nhiễu (noise figure) của bộ KĐ: in T in out out N N S S N in in out out S N S N Chất lượng tín hiệu giảm khi qua bộ khuếch đại out out in in N S N S F in T in in T in in T in in N N N N N S N N S N F 1 V. Nhiễu trong mạch khuếch đại SCT (tt) Phần tử KĐ với nhiễu nhiệt NT Z1 vs Z2 Phần tử KĐ không nhiễu Z1 vs Z2 + v i Z 1 1 2 1 2 1 1 1 1 2 X R R X R G X G G R R R F C P C P n p Với v Z i Z R jX C C C C F ngoài phụ thuộc vào Rn, GP, RC, XC của phần tử KĐ, còn phụ thuộc vào Z1 = R1 + jX1 Với 1 phần tử KĐ đã xác định trước, có thể lựa chọn Z1 đạt đến 1 giá trị tối ưu Zopt nào đó gọi là trở kháng nguồn tối ưu để hệ số nhiễu F đạt cực tiểu Fmin.V. Nhiễu trong mạch khuếch đại SCT (tt) Xác định Fmin : n P C opt C C n P opt R G X X X X R G R F R F X , 0 0 2 1 1 2 min 1 2 C n P P C X R G F G R Zopt Ropt jXopt 0 0 Z R Z R opt opt opt 1 2 2 2 1 0 min 1 1 4 opt n opt R R F F F F min F = F min khi 1 = opt hay Z1 = Zopt ()V. Nhiễu trong mạch khuếch đại SCT (tt) Xác định Z1 (1) khi F = const: Không phải lúc nào cũng chọn được Z1 = Zopt , vì Z1 còn chịu sự ràng buộc của yêu cầu PHTK, tính ổn định. Phải có sự tương nhượng để chọn giá trị F chấp nhận được từ đó suy ra Z1 giải PT () với ẩn số là 1 và F = const. Đặt thay vào PT (): 2 0 min 1 4 opt n F R R F M M M M opt opt 1 Re 1 2 2 1 2 1 PT vòng tròn mặt phẳng phức: 2 2 Re R2 2V. Nhiễu trong mạch khuếch đại SCT (tt) Quỹ tích 1 là vòng tròn M , RM M M M R M opt M opt M 1 1 1 2 2 Khi F thay đổi, ta có họ đường tròn đẳng F F = F min M = 0 vòng tròn là 1 điểm (opt) F M đường đẳng F là vòng tròn đơn vị Tìm mạch KĐ sao cho GT GT0 và F F 0 ?VI. Mạch khuếch đại dải rộng Sinh viên tự đọc và tìm hiểu trong giáo trìnhVII. Mạch dao động siêu cao tần Sinh viên tự đọc và tìm hiểu trong giáo trình
Chương 2: Mạch khuếch đại siêu cao tần I II III IV V VI VII Mơ hình mạch khuếch đại Hệ số truyền đạt công suất Phối hợp trở kháng vào - mạch khuếch đại Sự ổn định mạch khuếch đại Mơ hình transistor đơn hướng Nhiễu mạch khuếch đại siêu cao tần Mạch khuếch đại dải rộng Mạch dao động siêu cao tần I Mơ hình mạch khuếch đại Hệ số truyền đạt cơng suất Mơ hình mạch khuếch đại: Nguồn I1’ I1 a1 a’1 Z1 U1’ =U1 Phần tử khuếch đại E b’ [S], R0 b1 1 I2’ I2 a2 Tải a’2 U2 =U2’ b’ b2 ' S11 Z2 S'22 2 • Mạch KĐSCT gồm: mạng cửa + mạng hai cửa • a1 b1 , b1 a1 , a b , b a ' ' ' ' U1 U1' , U U '2 , I1 I1' , I I '2 2 Hệ số truyền đạt công suất Hệ số truyền đạt cơng suất GT (gain of power transfer): Cơng suất tín hiệu tiêu thụ tải Z GT = Công suất tín hiệu tối đa mà nguồn (E, Z 1) cung cấp Cơng suất tín hiệu tiêu thụ tải Z2 : P2 ' 1 | a | | b '2 |2 | b |2 | a |2 | b |2 1 | 2 |2 2 Cơng suất tối đa nguồn (E,Z1) cung cấp: P1max | E |2 Re( Z1 ) Hệ số truyền đạt công suất (tt) Hệ số truyền đạt công suất GT : P2 GT P1max GT | S 21 |2 1 | 1 |2 1 | 2 |2 1 1S11 1 2S 22 12S12S 21 (Xem CM sách) Nhận xét: GT phụ thuộc vào [S], Z1, Z2 Nếu | 1 |, | 2 | G T Điều xảy Z1 , Z2 0, , jX phi thực tế Nếu Z1 Z2 R 1 2 G T | S21 | phụ thuộc vào phần tử khuếch đại Nếu Z1≠R0 (hoặc Z2≠R0 ) GT cịn phụ thuộc vào 1 (hoặc 2 ) Khi GT lớn nhỏ | S21 |2 Hệ số truyền đạt công suất (tt) Gọi S’11: hệ số phản xạ nhìn vào cửa 1, S’22: hệ số phản xạ nhìn vào cửa Z out R b ' Khi đó: S ' Z in R b1 , S 11 22 Z in R Ta có: b1 S11a S12a b S21a S22a a b 2 a2 (1) ( 2) (3) a2 S 21 S 21a S 22a a a1 2 S 22 2 S 21 (1), ( 4) b1 S11a S12 a1 S 22 2 S S ' S11 S11 12 21 Tương tự: S22 2 Từ ( 2), (3) Z out R a1 ( 4) S'22 S22 S12S21 S11 1 Hệ số truyền đạt cơng suất (tt) Khi đó: GT Nếu đặt: | S 21 |2 (1 | 1 |2 )(1 | 2 |2 ) ' 11 1 S 2S 22 | S 21 |2 (1 | 1 |2 )(1 | 2 |2 ) 1S11 2S'22 2 S11S 22 S12S 21 GT | S 21 |2 (1 | 1 |2 )(1 | 2 |2 ) 1S11 2S 22 12 II Phối hợp trở kháng vào - mạch khuếch đại [S], R0 Z1 Zin Z2 Zout E 1 Z1 R Z1 R ' S11 Zin R Zin R S'22 Zout R Zout R 2 Z2 R Z2 R Nếu Z1 = Z2 = R0 GT = |S21|2 ≠ GTmax GT GTmax Có phối hợp trở kháng vào - đồng thời Z in Z1 Z out Z2 S’11, S’22 : hệ số phản xạ cửa vào khuếch đại II Phối hợp trở kháng vào - mạch khuếch đại (tt) Khi có PHTK vào - đồng thời: ' Zin Z1 S11 1* ' Zout Z2 S22 2* S12S21 * S 11 S22 2 S S12S21 * 22 S11 1 (1) (2) Giải HPT (1, 2) 1, 2 Z1, Z2 * * S S * Từ (1) 1 S11 12 21 * S 22 2* (3) Thế (2) vào (3): S * 2 2 * * S | | | S | | S | S S22 11 22 11 22 11 (4) II Phối hợp trở kháng vào - mạch khuếch đại (tt) Với S11S 22 S12S 21 Đặt A C 1* S11 S *22 , B | | | S11 | | S 22 | Từ (4) Giải PT () : B 12 A 1C B 12 | A | Nhận xét: A 112 B 11 C () B1 B12 | A |2 , 2A1 ' '' C1 A1* A1 A1 ' '' | 1' | | 1'' | II Phối hợp trở kháng vào - mạch khuếch đại (tt) Ta có: B12 | A1 |2 1 | |2 | S11 |2 | S22 |2 | S12 |2 | S21 |2 Đặt: 1 | |2 | S11 |2 | S 22 |2 K | S12 | | S 21 | B 12 | A | ( K 1) | S12 | | S 21 | Nếu |K| < < 1’ 1’’ có tử số liên hiệp phức | 1’| = | 1’’| ' '' | 1 || 1 | mà | 1’| | 1’’| = (nối tắt) Z1 đk phi thực tế Z1 (hở mạch) Z1 jX (thuần kháng) Trường hợp PHTK vào - đồng thời III Sự ổn định mạch khuếch đại (tt) Tương tự: vòng tròn 1 cho |S’22| = vòng tròn mặt phẳng phức 1 với: * S11 *S22 1 2 | S | | | 11 R | S12 || S21 | 2 | S | | | 11 Im 2 Bất ổn 2 R2 20 Ổn định |S’11|=1 Tại tâm đồ thị Smith: Z2 = R0 (2 = 0) |S’11| = |S11| < tâm đồ thị Smith (2 = 0) ổn định Để mạch ổn định vô điều kiện: ||2| - R2| > Vịng trịn mp 2 bao hết nằm ngồi đồ thị Smith mp 2 Re 2 III Sự ổn định mạch khuếch đại (tt) Các trường hợp: Im 2 Im 2 Bất ổn 2 R2 Ổn định mp 2 Ổn định Re 2 mp 2 2 Re 2 R2 Bất ổn Im 2 Im 2 mp 2 mp 2 2 R2 Ổn định Ổn định Re 2 2 Re 2 R2 Luôn ổn định Ln ổn định IV Mơ hình transistor đơn hướng Đơn hướng(unilateral) S12 = [S] = S11 S12 S21 S22 [S], R0 Z1 »0 Z2 E S12 = 1 ' S11 S11 ' S11 S'22 2 S12S 21 S11 (không phụ thuộc vào tải Z2) S 22 2 S12S 21 S S 22 S 22 (không phụ thuộc vào tải Z1) S11 1 ' 22 GT | S 21 |2 (1 | 1 |2 )(1 | 2 |2 ) ' 11 1 S 2S 22 G TU (1 | 1 |2 ) (1 | 2 |2 ) 1S11 2S 22 G1 | S | 21 G0 G2 IV Mơ hình transistor đơn hướng (tt) GTU = G0 G1 G2 Với: G | S 21 |2 : hệ số truyền đạt công suất riêng phần tử khuếch đại (1 | 1 |2 ) : hệ số phụ thuộc vào mối quan hệ trở kháng nguồn G1 1S11 Z1 (hoặc 1) với trở kháng vào (hệ số phản xạ cửa vào S11) phần tử khuếch đại G2 (1 | 2 |2 ) 2S 22 : hệ số phụ thuộc vào mối quan hệ trở kháng tải Z2 (hoặc 2) với trở kháng (hệ số phản xạ cửa S22) phần tử khuếch đại GTU(dB) = G0(dB) + G1(dB) + G2(dB) IV Mơ hình transistor đơn hướng (tt) PHTK đồng thời vào - 1 | |2 | S11 |2 | S 22 |2 K | S12 | | S 21 | Vì S12 nên K Do đó, ln ln PHTK vào - đồng thời PHTK vào: S11' 1* S11 1* G1 G1max PHTK ra: S 22' 2* S 22 2* G2 G2 max GTUmax= G1max G0 G2 max GTU max S 21 S11 1 S 22 1 S11 S 22 GTUmax(dB) = G1max(dB) + G0(dB) + G2max(dB) 2 2 IV Mơ hình transistor đơn hướng (tt) Tính ổn định vào - ' S S S11 11 S11 ' S 22 S 22 S 22' S 22 ' 11 Mạch ổn định ngõ vào ngõ IV Mơ hình transistor đơn hướng (tt) Các đường đẳng G1 G2 G1 (1 | 1 |2 ) 1S11 (*) Cần tìm 1 cho G1 > G10 cho trước Coi G1 thơng số số Tìm giá trị 1 cho G1 = const PT (*) trở thành: 1 G1 G1 S11 Re S111 G1 G1 S11 PT vòng tròn mặt phẳng phức: Re R Quỹ tích 1 vịng trịn * 2 G1 * S 11 G1 G S 11 G S 11 R G1 G1 S11 IV Mơ hình transistor đơn hướng (tt) Các đường đẳng G1 G2 (tt) Như vậy, cho G1 giá trị G , RG khác đường tròn 1 đường đẳng G1 Im 2 G1 = 0: đường đẳng G1 vòng tròn đơn vị G1 = G1max: đường đẳng G1 điểm S11* G1max S11* G10 arg( G1 ) phụ thuộc vào arg( S11 ) Tâm G1 quỹ tích đoạn thẳng nối từ điểm S11* đến gốc tọa độ Giải tương tự cho G2 G1 = Re 2 V Nhiễu mạch khuếch đại SCT Nhiễu đầu vào: thân nguồn tín hiệu đặt đầu vào có lượng nhiễu, đánh giá tỷ số Sin/Nin Nhiễu đầu ra: gồm nhiễu đầu vào, nhiễu nhiệt NT phần tử khuếch đại S out Sin N out N in NT S out Sin N out N in Chất lượng tín hiệu giảm qua khuếch đại Định nghĩa: Hệ số nhiễu (noise figure) KĐ: S in F S out N in N out Sin / N in N in NT NT F 1 Sin / N in NT N in N in V Nhiễu mạch khuếch đại SCT (tt) v Z1 vs - + Phần tử KĐ với nhiễu nhiệt NT Z1 Z2 vs i Phần tử Z KĐ không nhiễu Z2 Rn G p X1 F 1 R1 X RC GP X C GP R1 R1 R1 Z C RC jX C Với v Z C i F phụ thuộc vào Rn, GP, RC, XC phần tử KĐ, phụ thuộc vào Z1 = R1 + jX1 Với phần tử KĐ xác định trước, lựa chọn Z1 đạt đến giá trị tối ưu Zopt gọi trở kháng nguồn tối ưu để hệ số nhiễu F đạt cực tiểu Fmin V Nhiễu mạch khuếch đại SCT (tt) Xác định Fmin : F Rn R R X opt Rn C G , X P C F GP X X 0 C opt X Rn Fmin 2GP RC XC GP Z opt Ropt jX opt opt Z opt R0 Z opt R0 F Fmin 1 opt Rn 4 R0 opt (**) F Fmin F = Fmin 1 = opt hay Z1 = Zopt V Nhiễu mạch khuếch đại SCT (tt) Xác định Z1 (1) F = const: Không phải lúc chọn Z1 = Zopt , Z1 cịn chịu ràng buộc yêu cầu PHTK, tính ổn định Phải có tương nhượng để chọn giá trị F chấp nhận từ suy Z1 giải PT (**) với ẩn số 1 F = const Đặt M F Fmin opt thay vào PT (**): Rn R0 M opt * 1 Re opt 1 1 M 1 M PT vòng tròn mặt phẳng phức: Re R * 2 V Nhiễu mạch khuếch đại SCT (tt) Quỹ tích 1 vịng trịn M , RM opt M 1 M M M opt RM 1 M Khi F thay đổi, ta có họ đường trịn đẳng F F = Fmin M = vòng tròn điểm (opt) F M đường đẳng F vòng tròn đơn vị Tìm mạch KĐ cho GT GT0 F F0 ? VI Mạch khuếch đại dải rộng Sinh viên tự đọc tìm hiểu giáo trình VII Mạch dao động siêu cao tần Sinh viên tự đọc tìm hiểu giáo trình ... G1 G1max PHTK ra: S 22' 2* S 22 2* G2 G2 max GTUmax= G1max G0 G2 max GTU max S 21 S11 1 S 22 1 S11 S 22 GTUmax(dB) = G1max(dB) + G0(dB) + G2max(dB) 2... R Nếu Z1 = Z2 = R0 GT = |S21|2 ≠ GTmax GT GTmax Có phối hợp trở kháng vào - đồng thời Z in Z1 Z out Z2 S’11, S’22 : hệ số phản xạ cửa vào khuếch đại II Phối hợp trở... 2 Cơng suất tối đa nguồn (E,Z1) cung cấp: P1max | E |2 Re( Z1 ) Hệ số truyền đạt công suất (tt) Hệ số truyền đạt công suất GT : P2 GT P1max GT | S 21 |2 1 | 1 |2 1 | 2