آموزش طراحی Low Noise Ampدر فرکانس مایکرویو و شبیه سازی باADS

[cooolman_ahv]

جهت دانلود رفرنس اصلی این آموزش ها(کتاب گونزالس)به لینک ذیل مراجعه کنید:
http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=41852.0

***

در راستای تکمیل کردن صحبت های قبلی و اینکه محاسبات مربوط به نویز نیز در نظر گرفته بشه،در این تاپیک به حل مساله ی ساده ی طراحی در فرکانس بالا و با در نظر گرفتن نویز می پردازیم:
مساله ی طراحی :
پارامتر های نویز و پراکندگی یک ترانزیستور BJT که در فرکانس4 گیگا هرتز در نقطه بایاس اندازه گیری شده(Vce=10v,Ic=4mA) به صورت ذیل می باشد:
s11=.552 با زاویه 169
s12=0.049با زاویه 23
s21=1.681با زاویه 26
s22=0.839 با زاویه -67
پارامتر های نویز ترانزیستور:
Fmin=2.5 dB
گامای OPT=.475 با زاویه 166
Rn=3.5 ohm
یک تقویت کننده مایکرویو جهت داشتن مینیمم عدد نویز با این تقویت کننده در فرکانس 4 گیگا هرتز طراحی کنید.

***

[cooolman_ahv]

مقدمه: تحلیل مساله

توجه کنید که این مساله هنوز در رده ی مسائل ابتدایی طراحی قرار می گیرد زیرا هنوز لازم نیست که هیچ گونه مصالحه ای بین
بهره،پایداری،نویز و VSWR داشته باشیم.
روند این آموزش ها از ساده به مشکل خواهد بود .
در این مساله فقط به نویز پرداخته شده و اصلی ترین پارامتر برایش نویز است حتی اگر بهره مناسبی نداشه باشیم.
لازم به ذکر است که در تمامی مسائل طراحی در انتها به دو عدد می رسیم:
گامای Load و گامای Source که با استفاده از شبکه های تطبیق امپدانس این گاما ها برایمان فراهم می شود.
انشا الله در آموزش های بعدی باید یه سر فصل به اصول تطبیق امپدانس اختصاص پیدا کنه.
مساله ی طراحی تقویت کننده برای نویز خاص به انتخاب گامای Source مناسب منجر میشه.
ساده ترین توضیح این علت می تونه این باشه که :
در یک تقویت کننده چند طبقه،طبقه ی ورودی اصلی ترین نقش رو در عدد نویز کل تقویت کننده داره و بنابراین اگه بهره های طبقه های بعدی زیاد باشه،نویز طبقات بعدی نقش زیادی در عدد نویز کلی نخواهند داشت.زیرا نویز طبقه های بعدی بر بهرها تقسیم میشه.(همتون فرمولش رو می دونید،دیگه لازم به توضیح نیست.)
بنابراین حل مساله ی طراحی تقویت کننده برای یک عدد نویز خاص منجر به انتخاب گامایSource مناسب خواهد شد.

***

توجه: فاکتور پایداری برای این ترانزیستور بزرگتر از یک می باشد و ترانزیستور همواره پایدار می باشد.اندازه ی دلتا نیز کوچکز از یک است.

[cooolman_ahv]

تحلیل نویز LNA با ADS

خوب برای حل مساله با استفاده از نرم افزار ADS ابتدا نمودار اسمیت را از ADS باز می کنیم.
نحوه باز کردن اسمیت چارت در آموزش های قبلی عنوان شده است.
http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=41563.msg205691#msg205691
سپس پارامتر های S ترانزیستور را وارد کنید.
نحوه وارد کردن پارامتر های S ترانزیستور در آموزش های قبلی آمده است :
http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=41563.msg205691#msg205691
اکنون باید پارامتر های نویز ترانزیستور را وارد کنید.
به این صورت که از view عبارت Noise parameter را انتخاب می کنید و در صفحه ای که برایتان ظاهر می شود:
http://amirhosseinvaziri.persiangig.com/image/E1.JPG
http://amirhosseinvaziri.persiangig.com/image/E2.JPG
موارد خواسته شده را وارد می کنید ، فقط دقت کنید که Fmin باید بر حسب dB باشد.
اکنون از circles عبارت Noise را علامت بزنید و در صفحه ای که باز می شود مقادیر مختلف دوایر نویز را امتحان کنید.
لذت بخشه نه؟

یادش بخیر من اون موقعی که ADS بلد نبودم خودم اینارو با پرگار رسم می کردم ،قدر این ADS رو کسایی که خوشون رسم می کردن بهتر می دونن.
انقد محاسبات طولانی میشد که آدم می خواست قیدشو بزنه.
در شکل زیر دایره نویز =2.8 dB رو در صفحه ی گامای Source مشاهده می کنید.
http://amirhosseinvaziri.persiangig.com/image/E3.JPG

[cooolman_ahv]

تحلیل بهره برای مساله

فرض کنید عدد نویز 2.8 برای ما قابل قبول باشد.
اکنون نوبت به این می رسد که چه بهره ای در خروجی داریم.
خوب همانطور که گفتیم در صفحه گامای Source هستیم و در این صفحه پارامتر بهره ی Ga مورد بررسی قرار می گیرد.
توضیح در مورد پارامتر های بهره در
http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=41563.msg205682#msg205682
آمده است.
همانند شکل زیر دایره ی Ga را فعال می کنیم.
http://amirhosseinvaziri.persiangig.com/image/E4.JPG

circles>>bi lateral<<Ga

فرض کنید نقطه ی ضربدر زده شده از گامایُS را انتخاب کرده باشیم
http://amirhosseinvaziri.persiangig.com/image/E5.JPG
سپس انقدر Ga را حرکت می دهیم تا بر روی ضربدر مماس شود.
http://amirhosseinvaziri.persiangig.com/image/E6.JPG
http://amirhosseinvaziri.persiangig.com/image/E7.JPG
مشاهده می کنید که دایره ga=10.8dB بازای گامای s ضربدر زده شده حاصل می شود.
بنابراین گامای s را در نقطه ضربدر زده شده می گیریم،از طرفی چون فاکتور پایداری بزرگتر از یک است نیازی به محاسبات پایداری نخواهیم داشت.
با انتخاب گامای s ضربدر زده شده،گامای out محاسبه می شود و با در نظر گرفتن مزدوج گامای Outبرای گامایLoad،مقدار vswr در خروجی به یک می رسد.در ضمن توجه کنید چون در خروجی تطبیق کامل داریم Gt=Ga می شود.(Gt=transducer power gain&Ga=Availible power gain)
اکنون با داشتن گامای Loadمقدار گامای Input محاسبه می شود و vswr در ورودی به دست می آید.
چون این مساله صرفا تحلیل نویز و داشتن کمترین مقدار نویز به هر بهایی را خواسته بود،همین جا این طراحی تمام می شود .

[malmir_s]

پاسخ : آموزش طراحی Low Noise Ampدر فرکانس مایکرویو و شبیه سازی باADS

vase tarahie LNA parametre IIP3 ham mishe andaze giri kard ya aslan moheme?

[roberto]

پاسخ : آموزش طراحی Low Noise Ampدر فرکانس مایکرویو و شبیه سازی باADS

vase tarahie LNA parametre IIP3 ham mishe andaze giri kard ya aslan moheme?

سلام
IIP3 (input 3rd-order intercept point با استفاده از تست دو تن پارامتری واسه سنجش میزان خطی بودن سیستم هستش اگه در تقویت کننده کم نویزی صحبت از خطی بودنش باشه و کلا تحلیل روی میزان خطی بودنش انجام بشه خوب این پارامتر مهم میشه اونجا و قابل اندازه گیری هم هستش.

http://www.ansoft.com/news/articles/AMW.07.00.pdf

[8611113]

پاسخ : آموزش طراحی Low Noise Ampدر فرکانس مایکرویو و شبیه سازی باADS

قابل توجه دوستان مشتاق بحث های فرکانس بالا :

آموزش طراحی با نرم افزار ADS

www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66477.0 (طراحی اسیلاتور)
www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66476.0 (طراحیPower Amp)
www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66536.0 (تقویت کننده2طبقه)
www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66473.0 (طراحی LNA)

[mongezi]

پاسخ : آموزش طراحی Low Noise Ampدر فرکانس مایکرویو و شبیه سازی باADS

سلام
IIP3 (input 3rd-order intercept point با استفاده از تست دو تن پارامتری واسه سنجش میزان خطی بودن سیستم هستش اگه در تقویت کننده کم نویزی صحبت از خطی بودنش باشه و کلا تحلیل روی میزان خطی بودنش انجام بشه خوب این پارامتر مهم میشه اونجا و قابل اندازه گیری هم هستش.

http://www.ansoft.com/news/articles/AMW.07.00.pdf

سلام،
iip3 در ads چه طوری محاسبه میشه؟