Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Расчет элементов согласующей цепи

Исходными данными для расчета являются параметры согласуемой нагрузки. Нагрузка может быть задана либо в виде аналитической функции передачи, когда известна электрическая схема нагрузки, либо в форме измеренных параметров (сопротивление антенны, S-параметры транзисторов, измеренные на ряде частот). В последнем случае необходимо выбрать эквивалентную схему, описывающую с достаточной точностью сопротивление нагрузки.

Согласуемым элементом является переключательный p-i-n диод из кремния. Он представляет собой трехслойный полупроводник, в котором между тонкими низкоомными (с большой концентрацией примесей) p- и n- слоями расположен промежуточный высокоомный i-слой чистого полупроводника, не содержащего объемного заряда. Толщина i-слоя составляет 0.02-0.5мм, поэтому емкость, создаваемая им, получается малой даже при относительно большой площади структуры и практически не зависит от смещения.

Эквивалентная схема p-i-n диода, включенного в линию передачи с волновым сопротивлением R2 = 50 Ом, показана на рисунке 1.

Рисунок.4.2 - Эквивалентная схема нагрузки

=15 Ом=50 Ом

С=0.3 пФ

Нормировка значений:

, ,

где ∆f =10 ГГц.

В результате вычислений получили: R1=0.3; R2=1; C=0.942.

Сопротивление нагрузки равно:

, (4.11)

или в общем виде

, (4.12)

где а0=R1+R2; a1=R1R2C; b1=R2C.

Выражения для Zн (4.11) и (4.12) представляют собой билинейные функции, имеющие простой нуль передачи в правой полуплоскости.

Определим четные и нечетные части полиномов функции (4.12):

н=R1+R2=1.3 n1н=SR1R2C=0.2826Sн=1 n2н=SR2C= 0.942S

Определение нулей передачи нагрузки. Под нулями передачи понимают частоты, на которых отсутствует передача энергии от источника сигналов в нагрузку, расположенные в правой полуплоскости комплексной частоты . В зависимости от их расположения на плоскости комплексной частоты, различают следующие классы нагрузок:

класс - нули расположены в открытой правой полуплоскости ;

класс - нули расположены в начале координат ;

класс - нули расположены на мнимой оси ;

класс - нули расположены в бесконечности .

Нули передачи в большинстве случаев можно определить непосредственно из эквивалентной схемы нагрузки. Для заданной нагрузки нули передачи расположены в правой полуплоскости, так как они определяются из равенства нулю функциин(-s2)=m1н m2н - n1нn2н, (4.13)

составляющие которой определяются из сопротивления нагрузки

.

Подставляя значения составляющих Nн(-s2) из (4.12), находим

Таким образом, нуль передачи равен

,

В результате вычислений получили: .

Расчет z-параметров согласующего устройства.параметры согласующей цепи рассчитываются по функциям входного сопротивления и сопротивления нагрузки. Элементы матрицы сопротивлений определяются следующими выражениями для варианта А:

(4.14)

и для варианта В:

(4.15)

.

Расчет z-параметров следует начинать с определения полинома числителя z12. При этом необходимо обратить внимание на то, что после извлечения корня полином числителя z12 может быть либо четным, либо нечетным. Четный полином указывает на вариант А z-параметров, нечетный - на вариант В. Кроме того, необходимо обеспечить наличие всех нулей в полиноме не меньшей кратности. Физический смысл этого условия состоит в том, что на частотах, на которых обращается в нуль, невозможна передача сигнала от источника в нагрузку при любой структуре и параметрах реактивного четырехполюсника. Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме

Графен в электронике сегодня и завтра Графен был экспериментально обнаружен в 2004 г. двумя английскими учеными российского происхождения - Андреем Геймом и Константином Новосёловым, за что они вскоре получили Нобелевскую п ...

Исследование биполярного транзистора в статическом режиме Биполярным транзистором называют трёхслойную полупроводниковую структуру с чередующимися типом проводимости областей, созданную в едином кристалле и образующую два встречно включённых вз ...

Анализ прохождения периодического сигнала через LC-фильтр с потерями Дисциплина "Основы теории цепей" является важнейшей дисциплиной в подготовке специалиста направления "Радиотехника". Данный курс лекций помогает студентам приобретать ...