Amplificatoare de Microunde

Proiectarea unui singur etaj

Cîştigurile în putere ale unui diport

VS b'1

a'1b1

a1

b2b'2

[S] ZL

ZS I’1 I’2I1 I2

a’1a1

V =

V' 2

2

V =

V' 1

1

LIesInS

222

2

2221

11

1

Lin

L

in

L

S

S

P

PG

2L

2S11

2S

221

in

L

avS

avLA

1S1

1S

P

P

P

PG

*Sin

*iesL

222

2

22221

11

11

LinS

LS

avS

LT

S

S

P

PG

0

0

ZZ

ZZ

L

LL

0

0

ZZ

ZZ

S

SS

L

L

in

inin

S

SSS

ZZ

ZZ

22

211211

0

0

1

S

S

ies

iesies

S

SSS

ZZ

ZZ

11

211222

0

0

1

Reflexii nule 0 SL

221SGT

Dispozitiv unilateral 012 S

222

211

22221

11

11

LS

LS

TUSS

S

G

Schema bloc a unui amplificator cu un tranzistor

2

2

1

1

inS

SSG

2

210 SG 222

2

1

1

L

LL

SG

LST GGGG 0

Stabilitatea

• Stabilitatea necondiţionată: circuitul este

necondiţionat stabil dacă şi

pentru orice impedanţă pasivă a sarcinii şi

sursei.

1in 1ies

• Stabilitatea condiţionată: circuitul este

condiţionat stabil dacă şi doar

pentru un anumit interval de valori pentru

impedanţa pasivă a sarcinii şi sursei.

1in 1ies

Cercurile de stabilitate

1ies1in cercul de stabilitate la ieşire :

22

22

**1122

S

SSCL 22

22

2112

S

SSR L

cercul de stabilitate la intrare

22

11

**2211

S

SSCS 22

11

2112

S

SSRS

12

1

2112

2222

211

SS

SSK

1

11

21121122

211

SSSS

S

Exemplu

6.27j6.123j

4.62j6.60j

e781.0e122.3

e02.0e894.0S

83696.0SSSS 12212211

607.02

1

2112

222

211

2

SS

SSK

47361.1

S

SSC

2222

**1122

L

5.0S

SSR

2222

2112L

68132.1

S

SSC

2211

**2211

S

199.022

11

2112

S

SSRS

86.0

Adaptarea simultana - tranzistorul bilateral*Sin

*Lies

2L22

2L2

212S

maxTS1

1S

1

1G

22L

211211

*S

S1

SSS

11

g

211222

*

L

S1

SSS

1

21

211

SC2

C4BB

2

22

222

LC2

C4BB

22

22

2

111 SS1B 22

112

222 SS1B

*

22111 SSC *11222 SSC

221212222222121 1444 SSKCBCB

Exemplu

• Să proiectăm un amplificator pentru un cîştig maxim la 4 GHz utilizînd un circuit de

adaptare cu un singur stub. Să se calculeze şi să se reprezinte grafic pierderile de

intoarcere la intrare şi cîştigul între 3 şi 5 GHz.

Solutie

289.162488.021122211 SSSS 195.12

1

2112

2222

211

SS

SSK

407.123872.02

4

1

21

211

C

CBBS

026.61876.0

2

4

2

22

222

C

CBBL

dBG

S

S 201.617.41

1

2

dBSG 299.876.6

2210 dB

SG

L

LL 227.267.1

1

1

222

2

dBGT 657.16227.2229.8201.6max

819.13.01

1500

0

jYZY

Y

Yy

S

SSS

SS

j

S

jS

Se

ey

2

2

1

1

1 Sye 75.0

119.0

21 l

559.3175.0 jyS

206.075.0tan2

1 Sstub ymal

586.0089.01

1

jy

L

LL

206.01 Ll

206.0Lstubl

Proiectarea pentru un cîştig specificat

2TUT

2U1

1

G

G

U1

1

2

222

11

22112112

S1S1

SSSSU

2S11

2S

SS1

1G

2

L22

2L

LS1

1G

*11S S

*22L S2

11

maxSS1

1G

2

22

maxLS1

1G

2112

S11

2S

maxS

SS S1

S1

1

G

Gg

2222

L22

2L

L S1S1

1g

211S

*11S

SSg11

SgC

211S

211S

SSg11

S1g1

R

222L

*22L

LSg11

SgC

222L

222L

LSg11

S1g1

R

2210 SG

Exemplu

Să proiectăm un amplificator care să aibă un cîştig de 11 dB la 4 GHz.

Desenaţi cercurile de cîştig constant pentru dB şi 3 dB, şi dB şi 1

dB. Calculaţi şi desenaţi pierderile de întoarcere şi cîştigul global al

amplificatorului între 3 şi 5 GHz. Tranzistorul TEC are următoarii

parametri S

Solutie

dBGS 2 dBGL 1

dBS

GS 59.329.21

1

211

max

dB

SGL 938.156.1

1

1

222

max

dBSG 959.725.62

210

dBGTU 487.13959.7938.159.3max

dBGSdB 33

995.110G10G

3S3SdB

873.0S1GGg 2113S3SS

120706.0GC 3SS

168.0GR 3SS

,

dBGSdB 22

585.110G10G

2S2SdB

693.0S1GGg 2112S2SS

120628.0GC 2SS

293.0GR 2SS

dBGLdB 11

259.110G10G

1L1LdB

806.0S1GGg 2221L1LL

70520.0GC 1LL

303.0GR 1LL

dBGLdB 00

110G10G

0L0Ldb

64.0S1GGg 2220L0LL

70440.0GC 0LL

441.0GR 0LL

dBGT 9.10

120336.0eGRGC 2SS GCargj2SS2SSS

70216.0eGRGC 1LL GCargj1LL1LLL

748.0j142.11

1y

S

SS

11

1

2

2

j

S

jS

Se

eeye 138.1

181.0

2l 1S

713.0j1l2y 1SS

099.0l2ymtana2

1l 1SSstub

34.0j798.01

1y

L

LL

1ye L 284.0

045.0

2l 1L

443.0j1l2y 1LL

066.0l2ymtana2

1l 1LLstub

434.05.0 stubLstub ll

Proiectarea de zgomot mic

2

optSS

Nmin YY

G

RFF

2

opt2

S

2

optSnmin

1)1(

r4FF

1N

1NN

R

2

opt

F

1NC

optF

2

opt0N

min 1ZR4

FFN

EXEMPLU

Un tranzistor TEC pe GaAs este polarizat pentru factorul de zgomot minim şi are următorii parametri S

şi de zgomot la frecvenţa de 4 GHz

605.0819.1

2605.0606.0S

Pentru proiectare presupunem tranzistorul unilateral şi vom calcula ulterior eroarea

maximă în rezultată din această presupunere. Amplificatorul se va proiecta pentru o

cifră de zgomot de 2.0 dB cu cîştigul maxim compatibil cu această cifră de zgomot.

dBF 6.1min 10062.0opt 20R N

Solutie

059.0

S1S1

SSSSU

222

211

22122211

2TU

T

2U1

1

G

G

U1

1

130.1

G

G891.0

TU

T dBGGdB TUT 53.050.0

584.110F 10

2

102.01ZR4

FFN

2

opt0N

min

100563.0

1NC

optF

245.01N

1NN

R

2

opt

F

886.74541.0522189.0j141035.0S

dBS

G

S

SS 702.1

1

1log10

211

2

dBS

GL 249.11

1log10

222

dBSG 575.5log102

210

*22L S

663.0j449.01

1y

S

SS

dBGGGG LSTU 527.80

226.0

2l 1S

145.0l2ymtana2

1l 1SSSstub

435.68457.0C2

C4BB

2

22

222

L

55.0j512.01

1y

L

LL

242.0

2l 1L

127.0l2ymtana2

1l 1LLLstub