1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads

61 16 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 61
Dung lượng 2,76 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Chương này cũng đề cập đến cách hân loại bộ lọc tần số theo dạng đáp ứng tần số gồm : bộ lọc thông thấp, bộ lọc thông cao, bộ lọc thông dải, bộ lọc chắn dải.. Giá trị các phần tử g của b

Trang 1

621.382 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em nhận được sự hướng dẫn tận tình của giảng viên, Ths Phạm Mạnh Toàn Em xin chân thành cảm ơn thầy đã chỉ dẫn về nội dung và phương pháp, giúp em thực hiện đồ án đúng tiến độ Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Điện Tử Viễn Thông - Trường Đại Học Vinh đã giảng dạy, giúp chúng em trong suốt quá trình học tập

Trong quá trình làm đồ án chắc chắn là có những thiếu sót do kiến thức còn hạn chế Do vậy, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức sẽ được hoàn chỉnh hơn

Cuối cùng, em chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy, cô sức khỏe và thành công nhiều hơn nữa trong sự nghiệp giáo dục cao quý

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Bộ lọc tần số đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thông tin bằng sóng điện từ Do phổ tần là tài nguyên hữu hạn cần phải được chia sẻ , bộ lọc phải có khả năng lựa chọn các dải tần số làm việc và loại bỏ các tần số không mong muốn

Hiện nay, để thu gọn kích thước của các thiết bị thông tin liên lạc , bộ lọc có kích thước nhỏ hiệu suất cao và giá thành thấp đang được nghiên cứu hát triển

Để thiết kế bộ lọc thích hơp cần thiết lập các chỉ tiêu kỹ thuật, định hình cấu trúc lọc và phương pháp thiết kế tối ưu Để giảm thiểu chi phí sản xuất, tiết kiệm thời gian và công sức thì phương pháp thiết kế thử nghiệm trên phần mềm mô phỏng được lựa chọn

Đồ án này trình bày những kiến thức tổng quan về bộ lọc tần số và phương pháp thiết kế một bộ lọc cụ thể trên hần mềm ADS (Advanced Design System)

Cấu trúc đồ án gồm 3 chương :

Chương 1: Tổng quan về bộ lọc tần số : chương này giới thiệu khái quát về

lý thuyết bộ lọc số và cơ sở tính toán cho việc thiết kế bộ lọc

Chương 2: Giới thiệu về phần mềm ADS: chương này giới thiệu về phần mềm mô phỏng ADS (Advanced Design System) Trong chương này hướng dẫn về cách download và cài đặt phần mềm, hướng dẫn sử dụng cơ bản về phần mềm

Chương 3: Thiết kế bộ lọc bằng phần mềm ADS: Trong chương này trình bày về cơ sở tính toán lý thuyết về bộ lọc cụ thể và mô phỏng bằng phần mềm ADS Qua đó so sánh ưu, nhược điểm giữa việc tính toán lý thuyết và thực hiện bằng phần mềm

Nghệ An, ngày 20 tháng 5 năm 2015

Trang 4

Thesis has successfully simulated low-pass filter circuit at the cutoff

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI NÓI ĐẦU ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii

Chương 1 1

TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC TẦN SỐ 1

1.1 Giới thiệu chương 1

1.2 Giới thiệu bộ lọc tần số 1

1.2 Sự phát triển của mạch lọc tần số 3

1.3 Phân loại mạch lọc tần số 4

1.4 Bộ lọc thông thấp chuẩn hóa 5

1.4.1 Sơ đồ mạch 5

1.4.2 Dạng đặc trưng suy hao xen của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa 6

1.5 Biến đổi bộ lọc từ bộ lọc thông thấp chuẩn hóa 13

1.5.1 Bộ lọc thông thấp 13

1.5.2 Bộ lọc thông cao 13

1.5.3 Bộ lọc thông dải 15

1.5.4 Bộ lọc chắn dải 17

1.6 Kết Luận: 18

Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ADS 19

2.1 Giới thiệu chương 19

2.2.1 Giới thiệu về phần mềm ADS 19

2.2.2 Ứng dụng 19

2.2.3 Các tham số kỹ thuật 19

2.3 Cài đặt và sử dụng 20

Trang 6

2.3.2 Sử dụng 21

Chương 3 THIẾT KẾ BỘ LỌC TẦN SỐ DÙNG PHẦN MỀM ADS 32

3.1 Giới thiệu chương 32

3.2 Tính toán thiết kế bộ lọc thông dải 32

3.2.1 Tính toán lý thuyết 32

3.2.2 Thiết kế và mô phỏng sử dụng phần mềm ADS 35

3.3 Tính toán và thiết kế bộ lọc thông thấp 44

3.3.1 Tính toán lý thuyết 44

3.3.2 Vẽ và mô phỏng mạch 45

3.4 Kết luận chương 50

KẾT LUẬN 51

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

Trang 7

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Trang 8

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1 2 Sơ đồ khối của một máy thu phát vô tuyến song công 1

Hình 1.2 Đáp ứng tần số của bốn loại bộ lọc 3

Hình 1.3 Bộ lọc mẫu thông thấp loại 1 5

Hình 1.4 Bộ lọc mẫu thông thấp loại 2 5

Hình 1.5: Giản đồ phân bố các cực điểm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa dạng đa thức phẳng cực đại với n = 5. 7

Bảng 1.1: Giá trị các thông số bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đa thức phẳng cực đại (C 1,g0 g n1 1,La1 3 dB) 7

Hình1.6.Đồ thị dạng đặc trưng phẳng cực đại La vẽ ngoài dải thông theo biến số 1 C    ứng với n = 1- 6 8

Hình 1.7: Giản đồ phân bố các cực điểm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa dạng đa thức Chebyshev với n = 5. 10

Bảng 1.2: Giá trị thành phần bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đặc trưng dạng đa thức Chebyshev (g0   1, C 1, n 1 6, độ gợn là 0.5dB) 11

Bảng 1.3: Giá trị thành phần bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đặc trưng dạng đa thức Chebyshev độ gợn là 1dB) 12

Hình 1.8: Đồ thị dạng đặc trưng Chebyshev vẽ ngoài dải thông theo biến số 1 C    ứng với n = 1- 6, độ gợn là 0.5dB 12

Hình 1.9: Sơ đồ mạch tương đương của bộ lọc thông cao 14

Hình 1.10: Mạch điện tương đương của bộ lọc thông dải 16

Hình 1.11: Mạch điện tương đương của bộ lọc chắn dải 17

Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ADS 19

Trang 9

Bảng 3.1: Giá trị thành phần bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đặc trưng dạng đa thức

Chebyshez với độ gợn sóng (go=1, Wc=1, n=1-6,độ gợn là 0.5dB). 32

Hình 3.1: Sơ đồ tổng quát bộ lọc thông dải bậc n. 33

Hình 3.2: Sơ đồ cơ bản của mạch lọc thông dải bậc 3. 34

Hình 3.3: Sơ đồ tương đương của bộ lọc. 34

Hình 3.4 Các kết quả mô phỏng 41

Hình 3.5 Hàm truyền của bộ lọc thông dải. 42

Hình 3.6.Hàm truyền trong dải thông. 43

Hình 3.7 Hàm truyền trong dải chắn 39

Hình 3.8 Pha của hàm truyền 43

Hình 3.9 Các thông số đầu vào và hiệu suất bộ lọc 43

Trang 10

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC TẦN SỐ

1.1 Giới thiệu chương

Chương 1 trình bày khái niệm bộ lọc tần số , vai trò của bộ lọc tần số trong các hệ thống thông tin liên lạc bằng sóng điện từ Chương này cũng đề cập đến cách hân loại bộ lọc tần số theo dạng đáp ứng tần số gồm : bộ lọc thông thấp, bộ lọc thông cao, bộ lọc thông dải, bộ lọc chắn dải Một nội dung quan trọng được nhấn mạnh trong chương 1 là cách thức chuyển một bộ lọc thông thấp chuẩn hóa thành các bộ lọc khác

Hình 1 1 Sơ đồ khối của một máy thu phát vô tuyến song công

Phần sơ đồ khối phía trên thực hiện chức năng thu, còn phần phía dưới thực

Trang 11

công (duplexer) và bộ dao động nội (LO) Có thể thấy, nhiều bộ lọc được sử dụng trong hệ thống và thực hiện các nhiệm vụ khác nhau Chẳng hạn như trong phần thu, bộ lọc phía sau LNA được dùng để chặn tần số ảnh và tần số rò rỉ từ đường truyền Nếu không có sự ngăn chặn này, tính hiệu tần số ảnh cũng sẽ được đổi xuống trung tần (IF) và gây ra nhiễu, làm giảm tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) của

hệ thống Sau bộ trộn tần, bộ lọc thông thấp sẽ khử đi thành phần không mong muốn trong tín hiệu sau trộn cũng như tần số rò từ bộ dao động nội Trong phần phát, một bộ lọc được đặt giữa bộ trộn và bộ khuếch đại công suất để lựa chọn tần

số mong muốn và loại bỏ các tần số khác được tạo ra sau bộ đổi tần lên Cả khối phát và khối thu đều sử dụng chung một bộ song công gồm hai mạch lọc thông dải Một bộ lọc có dải thông là dải tần thu, được dùng để lựa chọn tần số cho bộ thu và khử các tín hiệu khác truyền đến bộ thu Với bộ lọc kia, tần số trung tâm là tần số phát, bộ lọc này sẽ giúp loại bỏ nhiễu và tần số giả ngoài băng

Bộ lọc tần số là một bộ lựa chọn tần số, cho phép tín hiệu trong một dải tần mong muốn đi qua và chặn lại những tín hiệu trong dải tần khác Theo dạng đáp ứng tần, người ta chia bộ lọc tần số thành bốn loại: bộ lọc thông thấp, bộ lọc thông cao, bộ lọc thông dải và bộ lọc chắn dải Hai loại bộ lọc đầu tiên cho phép tín hiệu trong toàn bộ dải tần phía dưới và phía trên tần số cắt đi qua, còn hai loại bộ lọc còn lại cho phép truyền qua hoặc chặn lại tín hiệu trong một dải tần nhất định nằm giữa tần số cắt trên và tần số cắt dưới Hình 1.1 mô tả dạng đáp ứng tần và ký hiệu sơ đồ khối của từng loại bộ lọc [4]

Trang 12

(c) (d) Hình 1.2 Đáp ứng tần số của bốn loại bộ lọc

a) thông thấp; b) thông cao; c) thông dải; d)chắn dải

1.2 Sự phát triển của mạch lọc tần số

Lý thuyết về mạch lọc lần đầu tiên được đề xuất một cách độc lập bởi Campbell và Wagner vào năm 1915 Kết quả có được xuất phát từ những nghiên cứu về đường truyền có tải và lý thuyết cổ điển về các hệ dao động Các nghiên cứu sau đó phát triển theo hai hướng độc lập, đó là nghiên cứu lý thuyết về các tham số ảnh (image-parameter) và lý thuyết tổn hao xen (insertion-loss)

Phương pháp tham số ảnh được phát triển vào những năm 1920 bởi Campbell, Zobel và một vài người khác Phương pháp này giúp xây dựng các mạch lọc thụ động sử dụng linh kiện tham số tập trung Các tham số ảnh mô tả mạng hai cửa khác hẳn các tham số tán xạ như đã biết Sự mô tả này được lý tưởng hóa vì các tham số đầu vào và đẩu ra của một khâu hai cửa trong phương pháp này thường không thể hiện chính xác được Vì thế phương pháp tham số ảnh chỉ là phương pháp xấp xỉ Ưu điểm của phương pháp này là có thể thiết kế ra những mạch lọc bậc cao mà không cần sự trợ giúp của máy tính Đây là phương pháp thiết kế bộ lọc duy nhất được biết đến cho đến năm 1939 và cũng là phương pháp thủ công duy nhất Tuy nhiên, người thiết kế khó có thể kiểm soát được đặc tính của dải thông và dải chắn khi sử dụng phương pháp này Vì thế nếu yêu cầu độ chính xác nhiều hơn thì

Lý thuyết về tổn hao xen tỏ ra thông dụng và có hiệu quả hơn phương pháp

Trang 13

này sẽ xấp xỉ các đặc tính của mạch lọc bằng hàm truyền đạt, và xây dựng nên một mạch điện thỏa mãn hàm truyền đạt đó Như vậy, bài toán xấp xỉ hóa và bài toán thực hiện có thể được giải quyết riêng rẽ một cách tối ưu và chính xác nhất Với phương pháp này, việc thiết kế mạch lọc được chia thành 2 bước: Xác định hàm truyền đạt thỏa mãn yêu cầu đặc tính của mạch lọc; tổng hợp mạch điện sử dụng đáp ứng tần đã được ước lượng bằng hàm truyền đạt Tuy nhiên, phương pháp này chưa được chú ý ngay do yêu cầu một khối lượng tính toán khổng lồ Cho đến giữa những năm 1950, phương pháp này mới bắt đầu được áp dụng rộng rãi Với sự tiến

bộ của các hệ thống máy tính tốc độ cao, phương pháp tổn hao xen dần dần trở nên thông dụng hơn cả phương pháp tham số ảnh Phương pháp này sẽ được đề cập kỹ hơn trong phần sau của đồ án

Cùng với sự hoàn thiện của lý thuyết, các thiết kế mạch lọc được phát triển

từ các mạch cộng hưởng tham số tập trung LC đến các cấu trúc cộng hưởng tham số phân tán như cáp đồng trục, ống dẫn sóng và đường vi dải Đồng thời, những tiến

bộ trong công nghệ vật liệu đã thúc đẩy quá trình nghiên cứu chế tạo các dạng cấu trúc lọc khác, như vật liệu gốm, thạch anh, hay vật liệu siêu dẫn … Mạch lọc vi dải

là một dạng cấu trúc lọc quan trọng nhờ khả năng tích hợp trên mạch in

Đối với các hệ thống thông tin vô tuyến cao tần, nhiều dạng cấu trúc lọc được sử dụng như cáp đồng trục, cấu trúc điện môi, ống dẫn sóng và cấu trúc vi dải Các bộ lọc đồng trục có nhiều ưu điểm, như có khả năng che chắn điện từ, ít tổn hao

và kích thước nhỏ, tuy nhiên lại khó chế tạo Các cấu trúc điện môi cũng có kich thức nhỏ và ít tổn hao, nhưng bù lại giá thành của các bộ lọc tương đối cao và kỹ thuật xử lý phức tạp là điểm hạn chế của dạng bộ lọc này Bộ lọc ống dẫn sóng được áp dụng khá rộng rãi, nhờ khả năng kiểm soát công suất và tính khả thi trong các úng dụng cao tần, nhược điểm của chúng là có kích thước lớn

Hiện nay, các mạch lọc thông dải được sử dụng nhiều trong các thiết bị thông tin

vô tuyến nhờ những ưu điểm vượt trội, như sự dễ dàng trong việc chế tạo

1.3 Phân loại mạch lọc tần số

Bộ lọc có thể được chia thành hai loại riêng biệt: bộ lọc tích cực và bộ lọc thụ động Bộ lọc tích cực có các thiết bị khuếch đại để tăng cường độ tín hiệu trong khi bộ lọc thụ động không chứa các thiết bị khuếch đại để tăng cường tín hiệu Vì

Trang 14

có hai thành phần thụ động trong một thiết kế bộ lọc thụ động các tín hiệu đầu ra có biên độ nhỏ hơn so với tín hiệu đầu vào tương ứng của nó, do đó bộ lọc thụ động RC làm giảm bớt các tín hiệu và có mức tăng ít hơn một

Theo dạng đáp ứng tần số, người ta chia mạch lọc tần số thành bốn loại: mạch lọc thông thấp (Low-pass filter – LPF), mạch lọc thông cao (High-pass filter – HPF), mạch lọc thông dải (Band-pass filter – BPF) và mạch lọc chắn dải (Band-stop filter – BSF) Hai loại mạch lọc đầu tiên cho phép tín hiệu trong toàn bộ dải tần phía dưới và phía trên tần số cắt đi qua, còn hai loại mạch lọc còn lại cho phép truyền qua hoặc chặn lại tín hiệu trong một dải tần nhất định nằm giữa tần số cắt trên và tần số cắt dưới [3]

1.4 Bộ lọc thông thấp chuẩn hóa

1.4.1 Sơ đồ mạch

và điện dung C được ghép nối theo hai sơ đồ mạch dạng hình thang với điện trở nguồn R0(hay điện dẫn g0) và điện trở tải Rn 1 (hay điện dẫn tải gn 1 ) Đối với bộ lọc thông thấp chuẩn hóa thì các điện trở nguồn và tải có giá trị bằng 1 (R0 Rn 1 g0 gn 1 1), tần số cắt lấy bằng đơn vị  C 1 Các phần tử bộ lọc như điện dung Ckvà điện cảm L được ký hiệu chung là k g (k k 1, 2, , n )

Hình 1.3 Bộ lọc mẫu thông thấp loại 1

Hình 1.4 Bộ lọc mẫu thông thấp loại 2

Trang 15

1.4.2 Dạng đặc trưng suy hao xen của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa

Dạng suy hao xen của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa rất phức tạp nên để dễ dàng tính toán thường tiệm cận về các dạng đa thức, tùy theo tính chất phức tạp mà

có các dạng đa thức tương ứng, phổ biến và thực hiện thuận lợi là đa thức

a Dạng đặc trưng theo đa thức phẳng cực đại

Bộ lọc dạng đa thức phẳng cực đại là bộ lọc có đáp ứng tần số trong dải thông gần như bằng phẳng Hàm truyền biên độ bình phương của bộ lọc có dạng theo biểu thức 1.1

 2

11

Như vậy ta thấy hàm truyền của bộ lọc thông thấp bao gồm n cực điểm nằm

Trang 16

lọc này không có điểm không Nên nó còn được gọi là bộ lọc toàn cực Giản đồ

phân bố các cực điểm của bộ lọc mẫu thông thấp dạng đặc trưng phẳng cực đại với

trường hợp n = 5 được mô tả trên hình 1.5

Hình 1.5: Giản đồ phân bố các cực điểm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa dạng đa

thức phẳng cực đại với n = 5

Các tham số bộ lọc mẫu thông thấp chuẩn hóa (C 1,g0 g n1,La1 3 dB) có

dạng đặc trưng tiêu hao chèn dạng phẳng cực đại được tính theo công thức sau:

Các giá trị của của g của bộ lọc mẫu loại này tính theo công thức (1.9) cho k

trong bảng 1.1 với số phần tử của bộ lọc n bằng 1 tới 6

Bảng 1.1: Giá trị các thông số bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đa thức phẳng cực đại

Trang 17

Ta có công thức tính số phần tử này của bộ lọc là:

Số bậc n của bộ lọc cũng có thể tính nhờ đồ thị dạng đặc trưng phẳng cực đại

b Dạng đặc trưng theo đa thức Chebyshev

Đặc điểm của bộ lọc Chebyshev là trong dải thông không bằng phẳng, nhưng

độ dốc lớn Hàm truyền biên độ bình phương của bộ lọc có dạng:

Trang 18

Ở đây n = 1,2,3,… là số tự nhiên chỉ bậc của bộ lọc và số phần tử của nó,

lọc

Tại tần số giới hạn của dải thông, tức là   C, mức tiêu hao L a1(dB) gọi là mức gợn sóng, nên hằng số  tính theo biểu thức sau:

 100.1La11 (1.11) Hàm truyền phức của bộ lọc đặc trưng dạng Chebyshev có thể triển khai dưới dạng thừa số trên mặt phẳng phức là:

Trang 19

Như vậy hàm truyền của bộ lọc dạng Chebyshev có n cực điểm p nằm ở nửa trái k

của mặt phẳng phức p, phân bố trên đường elip, có bán trục lớn nằm trên trục ảo i , với

1 Bán trục nhỏ nằm trên trục thực  với độ lớn bằng  Giản đồ phân bố các cực điểm của hàm truyền với n = 5, được mô tả trên hình 1.9, đây cũng là loại bộ lọc toàn cực

Hình 1.7: Giản đồ phân bố các cực điểm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa dạng đa

Trang 20

và giá trị hằng số 

Giá trị các phần tử g của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đặc trưng dạng đa thức Chebyshev tính theo các biểu thức nêu trên được lập thành bảng ứng với các mức gợn sóng theo yêu cầu thể hiện trên bảng 1.2 và bảng 1.3

Bảng 1.2: Giá trị thành phần bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đặc trưng dạng đa thức

Trang 21

Bảng 1.3: Giá trị thành phần bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đặc trưng dạng đa thức

Số bậc n của bộ lọc cũng có thể tính thuận lợi nhờ đồ thị dạng đặc trưng

Trang 22

1.5 Biến đổi bộ lọc từ bộ lọc thông thấp chuẩn hóa

Chúng ta sẽ xây dựng bốn loại bộ lọc sau trên cơ sở bộ lọc mẫu thông thấp chuẩn hóa đã tính toán:

kỳ, trở kháng nguồn R và trở kháng tải 0 R n1 khác 1, thì các giá trị của phần tử bộ lọc này sẽ nhận được từ các giá trị g của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa bằng cách áp k

dụng các thang biến đổi như sau:

- Lấy các giá trị biểu thị phần tử điện cảm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa

C

g C

Trang 23

Từ sơ đồ mạch tương đương hình 1.4 của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa, biến

đổi C kL k ta có sơ đồ tương đương của bộ lọc thông cao:

Hình 1.9: Sơ đồ mạch tương đương của bộ lọc thông cao

Bằng phép thay biến tần số ta tính được các giá trị linh kiện bộ lọc thông cao

như sau:

được tính theo biểu thức:

k 0

C Ck

R L

g

 (1.27)

các phần tử điện dung C mắc nối tiếp của bộ lọc thông cao và giá trị của chúng là: k

Bậc của bộ lọc thông cao được tính theo các biểu thức như của bộ lọc thông

thấp chuẩn hóa (1.10) và (1.13) nhưng thay biến

Trang 24

10 1 1

2 lg

La La

số trung tâm là 0, với 2

Trang 25

Hình 1.10: Mạch điện tương đương của bộ lọc thông dải

Từ sơ đồ mạch và phép biến tần số ta tính được giá trị của các phần tử bộ lọc thông dải như sau:

Các phần tử điện dung g của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa được chuyển Ck

thành các khung cộng hưởng song song mắc song song với các giá trị được tính là:

0 0

Ck kSS

g C

kSS

Ck

R L

g

 (1.36) Các phần tử điện cảm g của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa được chuyển Lk

thành các khung cộng hưởng nối tiếp mắc nối tiếp với các giá trị được tính là:

R g L

La La n

Trang 26

trung tâm là 0, với 2

tử nối tiếp bởi một khung cộng hưởng song song

Hình 1.11: Mạch điện tương đương của bộ lọc chắn dải

Từ sơ đồ mạch và phép biến tần số ta tính được giá trị của các phần tử bộ lọc chắn dải như sau:

Các phần tử điện dung g của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa được chuyển Ck

thành các khung cộng hưởng nối tiếp mắc song song với các giá trị được tính là:

Trang 27

Ck kNT SS

g C

g

 

 (1.45)

Các phần tử điện cảm g của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa được chuyển Lk

thành các khung cộng hưởngsong song mắc nối tiếp với các giá trị được tính là:

R g L

La La

bộ lọc thông thấp, bộ lọc thông cao, bộ lọc thông dải, bộ lọc chắn dải là kiến thức

cơ bản, là nền tảng để phát triển tính toán và thiết kế ở chương 3

Trang 28

Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ADS 2.1 Giới thiệu chương

Chương 2 trình bày khái niệm về phần mềm ADS, vai trò ứng dụng của phần mềm và các tham số kỹ thuật của phần mềm Chương này cũng đề cập đến cách cài đặt và sử dụng phần mềm giúp chúng ta ứng dụng phần mềm đạt hiệu quả cao nhất

2.2 Tổng quan về phần mềm ADS

2.2.1 Giới thiệu về phần mềm ADS

ADS là phần mềm thiết kế tự động, được cung cấp bởi hãng Aglient Nó cung cấp một môi trường thiết kế thích hợp với các thiết kế sản phẩm điện tử như máy di động, máy nhắn tin… Nó giúp chúng ta phát hiện và giải quyết sớm các vấn

đề về quá trình thiết kế, trước khi chế tạo thành công các sản phẩm mong muốn ADS cho phép bạn phân tích lưu lượng của dữ liệu trong xử lý kỹ thuật số hoặc phân phối các tín hiệu trong đường dẫn analog / RF Bạn có thể thực hiện mô phỏng hoàn chỉnh, và sau đó quá trình trên được đưa vào thiết kế thực tiễn với các sản phẩm thiết kế từ các nhà sản xuất ADS có khả năng phát triển một loạt các thiết bị kết hợp từ điện thoại di động và máy nhắn tin đến các mạng không dây và hệ thống radar

2.2.2 Ứng dụng

 Dùng để thiết kế các phần tử siêu cao tần ví dụ: Bộ khuếch đại đầu vào (LNA), bộ lọc, bộ trộn tần, bộ dao động cao tần, bộ chia và bộ cộng công suất cao tần, các bộ khuếch đại công suất…

hưởng của các thành phần ký sinh trên mạch

đường truyền, hỗ trợ tính toán phối hợp trở kháng…

2.2.3 Các tham số kỹ thuật

 Môi trường thiết kế cơ bản có khả năng cài đặt trên máy chủ

Trang 29

 Môi trường thiết kế có các của số thiết kế mạch nguyên lý và mạch layout

 Công cụ hỗ trợ thiết kế bộ khuếch đại cao tần (bộ khuếch đại tạp âm thấp,

bộ khuếch đại công suất)

 Công cụ hỗ trợ thiết kế bộ trộn tần

 Công cụ hỗ trợ thiết kế bộ dao động cao tần

sang các linh kiện phân bố

dữ liệu cơ khí có thể được đưa vào phần mềm

giải thuật Momentum

 Quản lý kết nối với phần cứng và phần mềm cho phép việc kết nối giữa phần mềm thiết kế với các máy đo để kiểm tra

nhập các file TouchStone vào để mô phỏng

 Tính năng các mô hình kết nối giữa nhiều lớp mạch in với nhau

 Tính năng tự tạo các mô hình linh kiện cao cấp

2.3 Cài đặt và sử dụng

2.3.1 Cài đặt

Để cài đặt phần mềm ADS ( Advanced Design System ) trước hết trên máy

tính của chúng ta cần có phần mềm này Khi máy tính chưa có phần mềm này ta có

Trang 30

thể download tại trang chủ: http://www.agilent.com/home và cài đặt bình thường Hay có thể download tại trang:

http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=8522 rồi tiến hành cài đặt như hướng dẫn

2.3.2 Sử dụng

1 Tạo một chương trình mô phỏng mới:

Ngày đăng: 25/08/2021, 15:32

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Kiều Khắc Lâu, “Cơ sở kỹ thuật siêu cao tần”, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2006 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Cơ sở kỹ thuật siêu cao tần
Nhà XB: Nhà xuất bản Giáo Dục
[2] Vũ Đình Thành, “Lý thuyết cơ sở kỹ thuật siêu cao tần”, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2003 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Lý thuyết cơ sở kỹ thuật siêu cao tần
Nhà XB: Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
[3] Tirado- Mendez., A., Jardon-Aguilar., Flores-Leal, “ Improving frequency response of microstrip filters using defected ground and defected microstrip structures” Prog. Electromagn. Res. 13, 77-90 (2010) Sách, tạp chí
Tiêu đề: Improving frequency response of microstrip filters using defected ground and defected microstrip structures
[4] Nguyễn Quốc Trung, “Xử lý số tín hiệu”, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2007 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Xử lý số tín hiệu
Nhà XB: Nhà xuất bản Giáo Dục
[7] Filter and Coupling Matrix Synthesis – Guided Wave Technology, 2009 [8] http://examcrazy.com/Engineering/Electronics-Communication/ScalingofLowPassPrototypeFilters.asp, truy cập lần cuối cùng ngày 19/5/2015 Link
[5] Microwave Filter, Impedance-Matching Networks, and Coupling structures – E. M. Jones, Leo Young, George L. Matthael, 2005 Khác
[6] Millimeter – Wave Microstrip Line to Wavwguide Transition Fabricated on a Single Layer Dielectric Substrate – Hideo Iizuka, Toshiaki Watanabe, Kazuo Stao, Kunitoshi Nishikawa, 2008 Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình1. 1. Sơ đồ khối của một máy thu phát vô tuyến song công - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 1. 1. Sơ đồ khối của một máy thu phát vô tuyến song công (Trang 10)
và điện dun gC được ghép nối theo hai sơ đồ mạch dạng hình thang với điện trở nguồn R 0(hay điện dẫn g0) và điện trở tải Rn 1 (hay điện dẫn tải gn 1 ) - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
v à điện dun gC được ghép nối theo hai sơ đồ mạch dạng hình thang với điện trở nguồn R 0(hay điện dẫn g0) và điện trở tải Rn 1 (hay điện dẫn tải gn 1 ) (Trang 14)
Hình 1.5: Giản đồ phân bố các cực điểm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa dạng đa thức phẳng cực đại với n = 5 - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 1.5 Giản đồ phân bố các cực điểm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa dạng đa thức phẳng cực đại với n = 5 (Trang 16)
Hình1.6.Đồ thị dạng đặc trưng phẳng cực đại La vẽ ngoài dải thông theo biến số - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 1.6. Đồ thị dạng đặc trưng phẳng cực đại La vẽ ngoài dải thông theo biến số (Trang 17)
Hình 1.7: Giản đồ phân bố các cực điểm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa dạng đa thức Chebyshev với n = 5 - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 1.7 Giản đồ phân bố các cực điểm của bộ lọc thông thấp chuẩn hóa dạng đa thức Chebyshev với n = 5 (Trang 19)
Hình 1.8: Đồ thị dạng đặc trưng Chebyshev vẽ ngoài dải thông theo biến số - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 1.8 Đồ thị dạng đặc trưng Chebyshev vẽ ngoài dải thông theo biến số (Trang 21)
Hình 1.9: Sơ đồ mạch tương đương của bộ lọc thông cao - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 1.9 Sơ đồ mạch tương đương của bộ lọc thông cao (Trang 23)
Hình 1.10: Mạch điện tương đương của bộ lọc thông dải - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 1.10 Mạch điện tương đương của bộ lọc thông dải (Trang 25)
1.5.4. Bộ lọc chắn dải - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
1.5.4. Bộ lọc chắn dải (Trang 26)
 Chọn và đưa các phần tử R, L ra màn hình thiết kế. - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
h ọn và đưa các phần tử R, L ra màn hình thiết kế (Trang 35)
 Kick đúp chuột vào biểu tượng SP rồi đưa ra màn hình. - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
ick đúp chuột vào biểu tượng SP rồi đưa ra màn hình (Trang 36)
Bảng 3.1: Giá trị thành phần bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đặc trưng dạng đa thức - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Bảng 3.1 Giá trị thành phần bộ lọc thông thấp chuẩn hóa đặc trưng dạng đa thức (Trang 41)
Hình 3.1: Sơ đồ tổng quát bộ lọc thông dải bậc n. - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 3.1 Sơ đồ tổng quát bộ lọc thông dải bậc n (Trang 42)
Hình 3.2: Sơ đồ cơ bản của mạch lọc thông dải bậc 3. - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 3.2 Sơ đồ cơ bản của mạch lọc thông dải bậc 3 (Trang 43)
 Trên màn hình vẽ mạch: Chọn biểu tượng của mạch dải thông rồi cho ra nền vẽ mạch.  - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
r ên màn hình vẽ mạch: Chọn biểu tượng của mạch dải thông rồi cho ra nền vẽ mạch. (Trang 46)
 Trên màn hình thiết lập mô phỏng: chọn Simulation Assistant >> - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
r ên màn hình thiết lập mô phỏng: chọn Simulation Assistant >> (Trang 48)
 Ấn OK để kết thúc cài đặt, và quay lại màn hình thiết lập. - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
n OK để kết thúc cài đặt, và quay lại màn hình thiết lập (Trang 49)
 Kết quả mô phỏng được cho trên các hình sau: - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
t quả mô phỏng được cho trên các hình sau: (Trang 50)
Hình 3.5. Hàm truyền của bộ lọc thông dải. - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 3.5. Hàm truyền của bộ lọc thông dải (Trang 51)
Hình 3.10 sơ đồ tương đương của bộ lọc - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 3.10 sơ đồ tương đương của bộ lọc (Trang 54)
Hình 3.10 sơ đồ tương đương của bộ lọc - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
Hình 3.10 sơ đồ tương đương của bộ lọc (Trang 54)
 Ấn OK để kết thúc cài đặt, và quay lại màn hình thiết lập. - Thiết kế bộ lọc tần số dùng phần mềm ads
n OK để kết thúc cài đặt, và quay lại màn hình thiết lập (Trang 59)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w