I CÔNG SUẤT PHỤC VỤ CHO PHẦN PHÁT NĂNG LƯỢNG SÓNG SÊU CAO TẦN
i công suất dùng AH201 và mô phỏng
2.4.2 Chế tạo và kết quả thực nghiệm
Sau khi thiết kế và mô phỏng, sơ đồ mạch in của mạch được thiết kế và chế tạo bằng phần mềm ADS2009 và máy phay được điều khiển bằng máy tính LPKF C40. Hình 2.11 cung cấp hình ảnh mạch in và sản phẩm sau khi chế tạo.
(a) (b)
Một trong những yêu cầu cần giải quyết để mạch khuếch đại công suất hoạt động ổn định đó là vấn đề tản nhiệt cho mạch. Với mạch AH201 chúng ta sử dụng tấm tản nhiệt đi kèm IC. Có thể thấy được điều này ở hình 2.11b. Mạch hoạt động với nguồn ni +11VDC, dịng phân cực tĩnh là 320 mA hoạt động ở chế độ AB.
Sau khi chế tạo, mạch được kiểm tra các tham số chính bằng máy phân tích mạng Vector Network Analyzer 37369D (40MHz- 40GHz). Các tham số S đo được đưa ra trên hình 2.12.
Hệ số phản xạ lối vào S11 được cho trên hình 2.12a. Theo đó S11 nhỏ hơn -12 dB tại tần số 2,45 GHz, nghĩa là mạch được phối hợp trở kháng tốt. S11 cũng có giá trị nhỏ hơn -7 dB trong dải tần từ 2,0 GHz đến 2,7 GHz. Điều đó cũng có nghĩa mạch được phối hợp trở kháng trong một băng tần rộng tới 700 MHz. Như vậy có thể ứng dụng mạch khuếch đại trong những trường hợp khác nhau sử dụng tần số hoạt động trong phạm vi dải tần này.
Hệ số khuếch đại S21 đạt 13,47 dB tại tần số 2,45 GHz. Điều này được chỉ rõ trên hình 2.12b. Cũng từ hình này nhận thấy rằng mạch khuếch đại có thể hoạt động trong một băng tần rất rộng. Giá trị S21 là lớn hơn 12 dB trong khoảng tần số từ 1,6 GHz đến 2,7 GHz. Điều này có nghĩa là có thể sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Hệ số S12 ra được cho trên hình 2.12c. Giá trị S12 đo được từ thực nghiệm (nhỏ hơn -26 dB tại tần số 2,45 GHz) hoàn toàn phù hợp với kết quả từ mô phỏng trên ADS2009. Một thông số quan trọng nữa là hệ số phản xạ lối ra S22. S22 đạt giá trị nhỏ hơn -7 dB, đối với mạch khuếch đại cơng suất thì đây là giá trị chấp nhận được.
Bảng 2.1 đưa ra sự so sánh các kết quả mô phỏng và thực nghiệm của mạch khuếch đại dùng AH201 tại tần số 2,45 GHz.
(a) (b)
(c) (d)
Hình 2.12. Các tham số S của mạch khuếch đại AH201 (a) S11; (b) S21; (c) S12; (d) S22.
Bảng 2.1. So sánh các thông số mô phỏng và thực nghiệm mạch khuếch đại AH201.
Thông số (tại tần số 2,45 GHz) Kết quả mô phỏng Kết thực nghiệm
S11 -6,7 dB -10 dB
S22 <-15 dB <-12 dB
S12 -22 dB -25 dB
S21 13 dB 13,47 dB
Có thể thấy rằng các giá trị thực nghiệm đạt được là rất tốt so với kết quả mô phỏng. Đặc biệt hệ số khuếch đại đạt 13,47 với kết quả thực nghiệm, giá trị này
cũng đạt gần tới giá trị được nhà sản xuất cung cấp trong datasheet của linh kiện (14,03 dB tại tần số 2,4 GHz).