تقویت کننده های RF؛ تعاریف، اصطلاحات، تحلیل مدار، طراحی مدار

[SaeedNazary]

سلام خدمت تمام اساتید مخابراتی
دوستان تو انجمن مخابرات جای تاپیکی برای تحلیل تقویت کننده های فرکانس بالا واقعا خالیه
اگر دوستان همکاری کنند کم کم شروع کنیم و با یه تقویت کننده ساده یک طبقه شروع به تحلیل مدارات RF کنیم
خوب همون طوری که میدونید توی فرکانس بالا تحلیل مدار ها ساده نیست و نیاز به تجربه و گاهی بالا داره. برای همین شرط ادامه ی این تاپیک اینه که اساتید مخابرات کمک کنند و با همکاری هم ادامه بدیم
البته برای این منظور نیاز به یک سری اطلاعات اولیه هم هست که من کم کم در مورد اونا توضیح میدم

خوب برای شروع، من یه تقویت کننده ساده قرار میدم و تو پست های بعدی با کمک دوستان شروع به تحلیلش میکنیم:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

سلام
یه پیشنهاد دارم!
بیایم قبل از شروع، در مورد یک سری از [glow=red,2,300]اصطلاحات[/glow] مربوط به تقویت کننده ها
توضیحاتی رو ارائه کنیم!
اصطلاحاتی که به وفور مورد استفاده قرار میگیرن
و معمولا در اکثر تقویت کننده ها بکار میرن!
و اینکه بیایم بگیم: دوست داریم این پارامتر، مقدارش فلان مقدار باشه، به فلان دلیل!
البته با این رویکرد: تقویت کننده های RF !
الان یه سری از اینارو میگم
با کمک دوستان توضیحشون میدیم و میگیم در تقویت کننده های فرکاس بالا
دوست داریم این پارامترها چطور باشن!
چیزایی که به ذهنم میرسه ایناست:
1- بهره (گین)
2- مقاومت ورودی
3- مقاومت خروجی
4- پهنای باند
5- بهره در پهنای باند
6- فرکانس مرکزی
7- فرکانس قطع بالا
8- فرکانس قطع پایین
9- ریپل
10- باند انتقال
11- سوئینگ خروجی
12- THD
13- مقاومت بار
14- مقاومت منبع
15- کوپلینگ
16- کیفیت
17- توان خروجی
18- خطی بودن
19- slew rate
20- بازده
و ...
فعلا این اصطلاحات یادم اومد. دوستان بیایم به کمک هم تعریف اینا رو بیان کنیم...
:read:
:nerd:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

خب با اجازه ی دوستان یکسری از مفاهیم روشروع میکنیم
دوستان کمک کنن.
سعی میکنیم حتی الامکان از منابع اینترنتی هم استفاده کنیم
تا دوستانی که مایل هستن مطالعه داشته باشن
بریم ببینیم ...

1: [glow=red,2,300]بهره (گین)[/glow]
یکی از پارامترهای مهم تقویت کننده ها بهره شونه
که به صورت [glow=red,2,300]نسبتی[/glow] از یک پارامتر [glow=red,2,300]خروجی[/glow] به [glow=red,2,300]ورودی[/glow] بیان میشه
مثلا در خصوص ولتاژ و جریان میشه حالت های زیر رو در نظر گرفت. نسبت:
- ماکزیمم دامنه ی ولتاژ خروجی تقسیم بر ماکزیمم دامنه ی ولتاژ ورودی
- ماکزیمم دامنه ی جریان خروجی تقسیم بر ماکزیمم دامنه ی جریان ورودی
- ماکزیمم دامنه ی ولتاژ خروجی تقسیم بر ماکزیمم دامنه ی جریان ورودی
- ماکزیمم دامنه ی جریان خروجی تقسیم بر ماکزیمم دامنه ی ولتاژ ورودی

مشخصه که دو حالت اول "واحد" نداریم. چون دو واحد یکسان بر هم تقسیم شدن
و معمولا حالت اول که به [glow=red,2,300]بهره ی ولتاژ[/glow] معروفه برامون جذاب تره (مخصوصا کارهای مخابراتی)
حالت سوم از جنس امپدانس میشه و حالت چهارم از جنس ادمیتانس.

معمولا دوست داریم در تقویت کننده ها بهره ی ولتاژ بیشتری داشته باشیم
مثلا یک تقویت کننده یک سیگنال با دامنه ی 10 میکرو ولت از ما بگیره
یک سیگنال با دامنه ی 1 ولت بده!
یعنی چقدر؟ 1 ولت تقسیم بر 10 میکرو : میشه 100 هزار برابر!

توجه: بنا به دلایلی معمولا از تقویت کننده های [glow=red,2,300]چند طبقه[/glow] برای رسیدن به بهره ی بالا استفاده میشه.

نکته: در برخی موارد گین بر حسب نسبت [glow=red,2,300]توان[/glow] خروجی به توان ورودی نیز بیان میشه.

برای مطالعه بیشتر:
http://en.wikipedia.org/wiki/Gain
http://www.rf-amplifiers.com/index.php?topic=gain

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

2: [glow=red,2,300]مقاومت ورودی[/glow]
معمولا از تحلیل مدار سیگنال کوچیک بدست میاد
(مدار در حالت ac که منابع تغذیه رو زمین فرض میکنیم و ...)
هر مداری یک ورودی داره که از اونجا سیگنال رو بهش اعمال میکنیم
منظور از مقاومت ورودی مقاومتیه که از اون نقطه دیده میشه!
به طور ساده مثه این میمونه که بریم اونجایی از مدار که سیگنال بهش وارد میشه بشینیم
ببینیم تا زمین چه مقاومتی دیده میشه!
در مورد روش های بدست آوردنش و ... توضیح نمیدم
کسایی که علاقه دارن میتونن مطالعه کنن.

حالا این به چه کار میاد؟
برای بحث اتصال سیگنال وروری!
چون معملا منابع ورودی یک مقاومتی دارن
با دونستن مقدار مقاومت ورودی و منبع، میشه فهمید چه کسری از سیگنال به مدار میرسه
و در نهایت میشه گین رو راحت تر بدست آورد!

دوست داریم مقدارش چقدر باشه؟
در تقویت کننده های ولتاژ دوست داریم مقاومت ورودی مدار
حتی الامکان [glow=red,2,300]زیاد[/glow] باشه. حالت ایده آلش اینه: مقاومت ورودی بینهایت

اینم لینک:
http://en.wikipedia.org/wiki/Input_impedance

3: [glow=red,2,300]مقاومت خروجی[/glow]
این پارامتر هم از تحلیل مدار سیگنال کوچیک بدست میاد
و روشش تقریبا مشابه با بدست آوردن مقاومت ورودیه
در اینجا کجا میریم میشینیم؟ خروجی تقویت کننده!
و از اونجا نگاه میکنیم که تا زمین چه مقاومتی دیده میشه!

یکی از کاربردهای مهم: تطبیق امپدانس
با دونستن مقدار مقاومت خروجی مدار
در مواردی که میخوایم چند تا مدار رو به هم اتصال بدیم
برای انتقال ماکزیمم توان باید مقاومت ورودی طبقه قبلی
برابر با مقاومت خروجی طبقه بعدی باشه

دوست داریم مقدارش چقدر باشه؟
در تقویت کننده های ولتاژ دوست داریم مقاومت خروجی مدار
حتی الامکان [glow=red,2,300]کم[/glow] باشه. حالت ایده آلش اینه: مقاومت خروجی صفر!
این سبب میشه تا تمام جریان خروجی، بر روی مقاومت بار قرار بگیره
و به حداکثر توان خروجی برسیم

اینم یه لینک:
http://en.wikipedia.org/wiki/Output_impedance
:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

4: [glow=red,2,300]پهنای باند[/glow]
این از مفاهیم مورد علاقه ی مخابراتی هاست!
یه مخابراتی با این مفهوم حال میکنه
تقویت کننده ها برای مداراتی استفاده میشن که سیگنال خروجی و ورودی شون
از نوع ac هستن یعنی شامل یه سری فرکانسهایی هستن
(البته تقویت کننده های dc هم داریم! بماند!)
برای ما مهمه که بدونیم یک تقویت کننده در چه رنج (محدوده) فرکانسی
بهترین عملکرد رو داره!
تعریف پهنای باند در تقویت کننده ها اینه:
محدوده ای از فرکانس ها که در اون محدوده
دامنه ی سیگنال خروجی 0.7 یا بیشتر باشه، نسبت به ماکزیمم دامنه ی خروجی.
بذارید یه مثال بزنم. مثلا فرض کنید یک تقویت کننده بهره ی ولتاژ 1000 داره
یک سیگنال بهش دادیم به مقدار 1 میلی ولت
خروجیش میشه چقدر؟ 1 ولت.
سوالی که طرح میشه اینه: آیا برای همه ی فرکانس ها خروچی 1000 برابر میشه؟
پاسخ: در حالت کلی، نه! بستگی به پاسخ فرکانسی تقویت کننده داره!
یعنی چی؟
یعنی مثلا امکان داره که برای سیگتالی با فرکانس 20 کیلوهرتز
یا 100 کیلوهرتز یا 500 کیلوهرتز، چنین تقویتی رو داشته باشه
اما وقتی فرکانس میرسه به 10 مگاهرتز، دیگه نتونه 1000 برابر تقویت کنه!
و تقویتش بشه مثلا 100 برابر!
در این مثال که تقویت کنندگی برای ولتاژ رو 1000 برابر گرفتیم
محدوده ای از فرکانس ها که در اون محدوده سیگنال ورودی
بیشتر از 707 (رادیکال 2 تقسی بر دو، ضربدر 1000) برابر میشه
میشه پهنای باند تقویت کننده!

بستگی به کاربرد:
برخی جاها دوست داریم پهنای باندمون تا اونجا که میتونه زیاد باشه!
برخی جاها دوست داریم پهنای باندمون باریک باشه!
که همین تقسیم بندی به این شکل بیان میشه:
Wide Band and Narrow Band
که هر کدوم کاربرد خودشون رو دارن.

نکته: تقویت کننده ها رو میشه فیلترهای اکتیو (فعال) در نظر گرفت.

توجه: تقسیم بندی فیلترها از نظر پاسخ فرکانسی:
- پایین گذر
- بالا گذر
- میان گذر
- میان نگذر
- تمام گذر

لینک مفید:
http://en.wikipedia.org/wiki/Bandwid...al_processing)

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

5: [glow=red,2,300]بهره در پهنای باند[/glow]
این یک پارامتریه که در تقویت کننده های عملیاتی ابتدا باهاش آشنا شدم!
که البته در تمام تقویت کننده ها میتونه کاربرد داشته باشه!
قبل از توضیح ابتدا لینک زیر رو ببینید:
http://en.wikipedia.org/wiki/Gain%E2...dwidth_product
تعریفش اینه:
ضرب پهنای باند تقویت کننده در بهره اش، در هر پهنای باندی که اندازه گرفته شود.
(ترجمه کردم متن رو)
این مقدار معمولا عددی [glow=red,2,300]ثابت[/glow]ه (با تقریب خوبی)
(شرطش اینه: برای فرکانسهایی که از فرکانس قطع خیلی بزرگتر باشن)

توجه:
- واحدش چیه؟ هرتز یا رادیان بر ثانیه (چون پهنای باند در بهره ی ولتاژی ضرب میشه که واحد نداره)
- مخففش چیه؟ GBW یا GBWP یا GB

در این مورد هم علاقه داریم تا این مقدار [glow=red,2,300]بزرگتر[/glow] باشه!

ارتباط:
به نظر شما چه رابطه ی مفهومی بین تقویت کننده ی Wide Band
و Narrow Band و GBW وجود داره؟

:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

6: [glow=red,2,300]فرکانس مرکزی[/glow]
اینم یکی دیگه از مفاهیم مربوط به تقویت کننده هاست
که در برخی موارد (مثل تقویت کننده های باند باریک)
از اهمیت بیشتری برخورداره!
یک تعریفش که در تقویت کننده ها استفاده میشه اینه:
فرکانس مرکزی = رادیکال ( فرکانس قطع بالا ضربدر فرکانس قطع پایین)
واحدش چیه؟ خب همون هرتز دیگه (یا رادیان بر ثانیه)
لینک زیر رو ببینید:
http://www.bowdenshobbycircuits.info/opamp.htm

دوست داریم مقدارش چقدر باشه؟
- بستگی به [glow=red,2,300]کاربرد[/glow] داره!
یه موقع 100 کیلوهرتز یه موقع 10 مگاهرتز یه موقع 2.4 گیگاهرتز!
بستگی داره که در کجا و چه موردی استفاده کنیمش!

نکته: با توجه به تعریف درمیابیم که فرکانس مرکزی
برای تقویت کننده های میانگذر قابل تعریفه!
یعنی تقویت کننده های اینطوری:
http://www.circuitstoday.com/wp-cont...ass-filter.jpg

:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

7 و 8 : [glow=red,2,300]فرکانس قطع بالا[/glow] و [glow=red,2,300]فرکانس قطع پایین[/glow]
خب این دو تا هم مفاهیمی هستن که وابسته به فرکانس
و پاسخ فرکانسی یک تقویت کننده هستن!

توجه: این دو تعریف در [glow=blue,2,300]فیلتر[/glow]های مختلف استفاده میشه. به عبارت دیگه:
- در فیلتر پایین گذر: فرکانس قطع پایین
- در فیلتر بالاگذر: فرکانس قطع بالا
- در فیلتر میان گذر و میان نگذر: فرکانس قطع بالا و پایین
- در فیلتر تمام گذر: فرکانس قطع نداریم
در دو مورد اول اصطلاحا، لفظ "فرکانس قطع" هم بدن "بالا/پایین" بکار میره.
شکل زیر گویای مطالب بالاست:
http://wps.prenhall.com/wps/media/ob...4/Fig17_03.gif

حالا ببینیم فرکانس قطع بالا و پایین چیه؟
در یک تقویت کننده ولتاژ فرض کنید بیشترین بهره برابر یا a باشه
گفتیم که یک تقویت کننده اینطور نیست که بهره ی a رو برای همه ی فرکانس ها به ما بده!
که بستگی به پاسخ فرکانسی تقویت کننده داره!
شاید در برخی فرکانس ها، به جای بهره ی a به ما بهره ی 0.1a بده!
حالا با این اوصاف در یک تقویت کننده ی [glow=red,2,300]میان گذر[/glow]:
- فرکانس قطع پایین: کمترین فرکانسی که از اونجا به بعد (به سمت 0) میزان تقویت خروجی کمتر از 0.7a باشه
- فرکانس قطع بالا: بیشترین فرکانسی که از اونجا به بعد (به سمت بینهایت) میزان تقویت خروجی کمتر از 0.7a باشه

در تقویت کننده ی [glow=green,2,300]پایین گذر[/glow]:
فرکانس قطع عبارت است از فرکانسی که از اون به بعد (به سمت بینهایت) تقویت کمتر از 0.7a میشه
در تقویت کننده ی [glow=green,2,300]بالا گذر[/glow]:
فرکانس قطع عبارت است از فرکانسی که از اون به بعد (به سمت بینهایت) تقویت بیشتر از 0.7a میشه

بازهم برای درک بهتر تصویری که در بالا گذاشتم رو دوباره مشاهده نمایید:
http://wps.prenhall.com/wps/media/ob...4/Fig17_03.gif

:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

*توجه:
خیلی از مفاهیم و اصطلاحاتی که در چنین مواردی مطرح میشه
ارتباط تنگاتنگی با هم دارن!
به همین خاطر هست که باید برای کار کردن با تقویت کننده ها در [glow=red,2,300]عمل[/glow]
مفاهیم بسیاری رو بلد باشیم!

*نکته:
پارامترهای مختلف یک تقویت کننده
در [glow=red,2,300]ارتباط تنگاتنگی[/glow] با هم قرار دارن!
یعنی مثلا در برخی موارد مقاومت خروجی خودش رو در فرکانس قطع نشون میده و ...
(برای اینکه این موضوع بهتر باز بشه، باید مثالهای زیادی زده بشه)

*بد نیست بدانیم که:
امروزه طراحی بسیاری از مدارها (مثلا فیلترها یا تقویت کننده ها)
[glow=red,2,300]راحت تر[/glow] از قبل شده! چون افرادی مثه شما و من که علاقه مندیم
نشستن و نرم افزارهای مختلفی طراحی کردن
که کافیه شما بدونی چی میخوای؟ و چی داری؟
با جاگذاری مقادیر مختلف مد نظر در نرم افزار
به راحتی مدار شما طراحی میشه! فقط با چند تا کلیک!
مثلا:
http://www.daycounter.com/Calculator...lculator.phtml

[glow=red,2,300]اخطار[/glow]:
با توجه به نکته ای که در بالا مطرح شد (ارتباط تنگاتنگ بین پارامترها)
در عمل، برای طراحی، شاید دست ما آنطور که فکر میکنیم باز نباشد!
یعنی چی؟
مثلا شما نمیتونی بیای بگی من یک تقویت کننده میخوام که:
دو طبقه باشه، گینش 1000 باشه، پهنای باندش 10 مگ باشه، فرکانس قطع بالاش 10 مگ باشه،
فرکانس قطع پایینش 1 باشه، ماکسیمالی فلت باشه، تغذیه ش 3 ولت باشه، THD کمتر از 1 درصد باشه،
ریپل نداشته باشه، ....

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

بریم سر وقت بعدی:

9: [glow=red,2,300]ریپل[/glow]
خب، این چی هست؟
خارجکیش اینه: ripple
گوگل ترنسلیت گفته: [glow=green,2,300]موج دار شدن[/glow]
بد هم نگفته! چرا؟
بذار اول یه شکل ببینیم:
http://msp.ucsd.edu/techniques/lates...tml/img856.png
شکلی که گذاشتم اندازه پاسخ فرکانسی یک فیلتره
مشاهده میشه که باند عبور فیلتر (pass band) صاف نیست و موج داره!

ایده آل چیه؟
این که باند عبور صاف باشه! موج نداشته باشه!
اما خب در عمل، در [glow=orange,2,300]برخی[/glow] تقویت کننده ها (فیلترها)
چنین چیزی مشاهده میشه!

چه مشکلی ایجاد میکنه؟
این که در باند عبورش، همه ی فرکانس ها رو به یک میزان تقویت نمیکنه
برخی رو بیشتر برخی رو کمتر (البته این بیشتر کمتری، خیلی نیستا!
یعنی نباید خیلی باشه! )
مثلا: فرض کنیم یک تقویت کننده داریم که پهنای باندش 150 کیلوهرتزه
فرکانس قطع پایینش 70 کیلو و فرکانس قطع بالا 220 کیلوهرتزه
بهره ش هم 51 باشه.
به عنوان مثال اگه ریپل داشته باشه فرکانس 100کیلوهرتز رو 50 برابر میکنه
اما فرکانس 110 کیلو رو به جای اینکه 50 برابر کنه 49 برابر میکنه
و فرکانس 120 رو 51 برابر!

چطوری محاسبه میشه؟
دامنه ی تغییرات ریپل تقسیم بر ماکزیمم دامنه
(روی شکل مشخصه)
مثلا در مثال بالا اگه بهره ماکزیمم 51 باشه و مینیمم 49
میشه 2 (یعنی 49-51) تقسیم بر 51. به عبارتی 3.9 درصد

واحدش چیه؟
واحد نداره! چون تقسیم دو واحدیه که باز حودشون هم واحد ندارن!
بر حسب درصد بیان میشه.

لینک:
http://en.wikipedia.org/wiki/Ripple_(electrical)

:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF


10: [glow=red,2,300]باند انتقال[/glow]
اصطلاحاتی که مربوط به پاسخ فرکانسی میشن، نسبتا زیادن!
یکی دیگه شون همینه: باند انتقال یا Transition Band
اما تعریفش چیه؟
طبق لینک زیر داریم:
http://en.wikipedia.org/wiki/Transition_band
باند فرکانسی بین باند عبور و باند توقف!
پس واحدش هم میشه: هرتز (یا رادیان بر ثانیه)
حالا این باند عبور چیه؟
http://en.wikipedia.org/wiki/Passband
و باند توقف چیه؟
http://en.wikipedia.org/wiki/Stopband

دوست داریم مقدارش چقدر باشه؟
هر چه کمتر بهتر!
فیلتر ایده آل باند انتقالش 0 ه!
اما در عمل چنین چیزی امکان نداره!

*توجه: در عمل به هیچ وجه [glow=purple,2,300]امکان[/glow] ساخت [glow=blue,2,300]فیلتر کاملا ایده آل[/glow] وجود نداره، [glow=brown,2,300]به هیچ وجه[/glow]!

نکته: باند انتقال یک ربط هایی با [glow=green,2,300]کیفیت[/glow] هم داره!

یک اصطلاح دیگه هم هست که با اینجا در ارتباطه، بدونید بد نیست:
http://en.wikipedia.org/wiki/Roll-off

:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

11: [glow=red,2,300]سوئینگ خروجی[/glow]
طبق تعریف برابره با (برای ولتاژ):
ماکزیمم تغییرات پیک تو پیک ولتاژ خروجی در صورتی که سیگنال شکل اولیه ش رو از دست نده.
(سیگنال دچار اعوجاج نشه. مثلا سینوس میدی به مدار، مثلثی تحویلت نده! )
(جالب: طرف تقویت کننده طراحی کرده، هرچی بهش میدی بهت مربعی میده!
از بس تقویت رو برده بالا، مدار همش در حالت اشباع به سر میبره!
اشباعش یا این طرفیه یا اونطرفی! والا! )
بذار دو تا لینک هم بذام:
http://en.termwiki.com/EN:voltage_swing
و
http://wiki.answers.com/Q/What_is_an..._voltage_swing

- خب واحدش چیه؟
خودمون گفتیم ولتاژ دیگه! (برای هر نوع سیگنالی میشه ماکس سوئینگ تعریف کرد)

- به چه درد میخوره؟
متوجه میشیم که ماکزیمم دامنه ی سیگنال خروجی در حالت بدون اعوجاج چقدره!
هم میشه بازده رو بدست آورد، هم برای اتصال به مدارات دیگه هم برای .... (کاربردهاش مختلفن)

- چقدر باید باشه؟
هر چی بیشتر بهتر! در طراحی دنبال این هستیم تا این مقدار تا جای ممکن بزرگ باشه.

:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

12: [glow=red,2,300]THD[/glow]
کیه؟ (یکی از اساتیدمون گفت! :eek: )
Total Harmonic Distortion
یک مفهومیه که در خیلی از جاها که با سیگنال سر و کار داریم
مطرح میشه. مخابرات، الکترونیک، قدرت، کنترل و ...
میخوام با دو تا [glow=green,2,300]مثال[/glow] این مفهوم رو بیان کنم:

مثال1:
فرض کنید میخوایم یک سیگنال سینوسی تولید کنیم!
فرکانس 50 هرتز
دامنه 312 ولت (همون برق شهر)
با کمک روش پله ای! (با جزییات کاری نداریم)
اما خروجی ما شده:
سینوس 50 هرتز با دامنه 312 ولت +
سینوس 150 هرتز با دامنه 19.5 ولت +
سینوس 250 هرتز با دامنه 8.5 ولت +
سینوس 350 هرتز با دامنه 4.9 ولت +
سینوس 450 هرتز با دامنه 3.1 ولت + ...
یعنی مجموعه ای از یه سری سیگنال های سینوسی با دامنه های مختلف
توان یک سیگنال سینوسی برابره با: (دامنه سینوس به توان دو) تقسیم بر 2
مثلا سینوسی 312 ولت توانش میشه 48672
یا سینوس 19.5 ولت میشه 190.125
(میبینیم که در اینجا توان به فرکانس ربطی نداره)
و [glow=blue,2,300]THD[/glow] برابر هست با:
توان تمام سیگنال های ناخواسته تقسیم بر توان سیگنال مورد نظر.
در این مثال چقدر میشه؟
بعد از محاسبات: حدود 0.00499 یا 0.499 درصد
یعنی حدود 0.5 درصد!

[glow=red,2,300]*توجه:[/glow]
این مقدار باید چقدر باشه؟
- مسلما هرچی کمتر باشه بهتره!

مثال2:
فرض کنید میخوایم از خاصیت غیر خطی ترانزیستور
به عنوان ضرب کننده استفاده کنیم
و با داشتن سیگنال با فرکانس a و فرکانس b میخایم سیگنالی
با فرکانس a+b تولید کنیم.
اگر یک ضرب کننده داشته باشیم که بتونه مجموع دو تا سیگنال با فرکانس a و b رو به توان 2 برسونه
یعنی داشته باشیم: (sin 2Piat + cos 2Pibt)به توان 2، خواهیم داشت:
1+sin 2Pi(a+b)t + sin 2Pi(a-b)t
چیزی که ما نیاز داریم چیه؟
sin 2Pi(a+b)t
توانش چقدره؟ 0.5
اما چیزی که اضافه داریم چی؟
1+sin 2Pi(a-b)t
توانش چقدره؟ 1.5
پس THD چقدر میشه؟ 300 درصد!
این خیلی بده، نه؟
پس باید چکار کنیم؟
باید فیلتر بذاریم مقدار 1+sin 2Pi(a-b)t رو حذف کنیم!
اما چون فیلترها ایده آل نیستن بازهم کامل حرف نمیشن!
اما خب مقدار THD از 300 درصد به 3 درصد کاهش پیدا میکنه!
و این یک موفقیت بزرگیه!
(اگه از فیلترهتی بهتری استفاده بشه میشه از 300 حتی با 0.3 درصد هم رسید! )

[glow=red,2,300]نکته1:[/glow]
در برخی جاها مانند ساخت سیگنالها، برای افزایش کیفیت سیگنال خروجی
(کاهش THD) از فیلترها استفاده میشه.

[glow=red,2,300]نکته2:[/glow]
برخی از فیلترها خودشون بنا به دلایلی (که یکیش ایده آل نبودنه)
نمیتونن برخی هارمونیک های اضافی رو حذف کنن
بنابراین برای اونها پارامتر THD مطرح میشه.

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

قبل از ادامه، برای مطلب THD یادم رفت لینک بذارم:
http://en.wikipedia.org/wiki/Total_harmonic_distortion

13: [glow=red,2,300]مقاومت بار[/glow]
اصلا "بار" چی هست؟
همون [glow=purple,2,300]مصرف[/glow] کننده ی انرژی رو میگم بار
انواع بار هم داریم:
- اهمی
- سلفی
- خازنی
- ترکیبی از موارد بالا
بستگی به نوع کاربردش داره و اینکه کجا داریم از حرف میزنیم
در الکترونیک در بسیاری از موارد بار اهمی داریم!
در مخابرات بیشتر بار امپدانسی مد نظرمونه.
حالا فرق بار اهمی با امپدانسی چیه؟
بار اهمی [glow=orange,2,300]معمولا[/glow] برای جریان و ولتاژ DC استفاده میشه
( در برخی جاها برای فرکانس های پایین هم لفظ بار اعمی به کار میره.
حتی بار اهمی در فرکانس های بالا هم داریم، اما خب ... )
بار امپدانسی که از خودش یک خاصیت سلفی یا خازنی هم نشون میده،
در واقع مقدارش [glow=orange,2,300]وابسته[/glow] به فرکانسه.

خب حالا مقدارش باید چقدر باشه؟
در یک تقویت کننده ولتاژ دوست داریم مقدار بار هرچی میتونه بیشتر باشه!
بار ایده آل، مقدارش بینهایته، و با فرکانس هم کاری نداره!

چرا برای ما مهمه؟
چون میخوایم خیلی سرمون طراحی کنیم!
باید بدونیم در خروجی چه جریانی، چه توانی، چه ولتاژی باید داشته باشیم
یا اینکه ببینیم آیا طراحی ما میتونه توان لازم برای یک بار خاص رو فراهم کنه؟
و موارد دیگه ...

:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : تحلیل تقریت کنندهای RF

14: [glow=red,2,300]مقاومت منبع[/glow]
خداییش اگه بپرسم منبع چیه بهم میخندین.
منظورمون همون منبع سیگناله ورودیه دیگه!
فرض کنیم میخوایم یک سیگنال که از آنتن دریافت کردیم رو تقویت کنیم
اونم در حول و حوش 1 گیگاهرتز (مثلا) !
این سیگنال از آسمون که نمیفته روی مدار!
یا از یک مدار دیگه میاد
یا از یک آنتن میاد
یا از ...
به هرحال کاری نداریم از کجا میاد
فرض میکنیم سیگنالی که داریم به مدار تقویت کننده میدیم
از یک منبعی داره میاد، این منبع خواه ناخواه یک [glow=orange,2,300]مقاومتی[/glow] داره!
مثل همه جای دیگه این مقامت میتونه:
- اهمی باشه
- امپدانسی باشه
بالاخره اینکه یک مقاومتی هست در این منبع سیگنال!

در تقویت کننده های ولتاژ
ما دوست داریم این مقاومت تا جایی که میتونه [glow=purple,2,300]کم[/glow] باشه
تا بیشترین انتقال توان از منبع به مدار صورت بگیره

* توجه:
مقاومت بار در کجای مدار تقویت کننده قرار میگیره؟ خروجی
مقاومت منبع در کجای مدار تقویت کننده قرار میگیره؟ ورودی
پس یادمون باشه که:
مقاومت [glow=blue,2,300]ورودی[/glow] تقویت کننده [glow=red,2,300]زیاد[/glow] باشه و مقاومت [glow=blue,2,300]منبع[/glow]، [glow=orange,2,300]کم[/glow]
مقاومت [glow=brown,2,300]خروجی[/glow] تقویت کننده [glow=orange,2,300]کم[/glow] باشه و مقاومت [glow=brown,2,300]بار[/glow]، [glow=red,2,300]زیاد[/glow]
تا بیشترین بازده رو داشته باشیم!
:read: