thiết kế mạch đo điện tự sử dụng cảm biến tương tự THIẾT kế MẠCH KHUẾCH đại CÔNG SUÂT PA ở tần số 2 6GHz CHO 5g SUBBAND

1.1 Yêu cầu của bộ khuếch đại • Bộ khuếch đại phải hoạt động ở tần số 2.6GHz • Đảm bảo khuếch đại đủ công suất để truyền ra anten... 1.3 Bias Network• Mô phỏng 1 chiều cho transistor để

THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUÂT

Lê Văn Tuấn

20172455 20175665

20175666

r * •»

Phương án thiết kế

02 Thiết kế

mạch

Phương án thiết kế

1.1 Yêu cầu của bộ khuếch đại

• Bộ khuếch đại phải hoạt động ở tần số 2.6GHz

• Đảm bảo khuếch đại đủ công suất để truyền ra anten

1.2 Thiết bị sử dụng

^ÍÌÍăPậỆỄÍg tốt ở tần số 2.6GHz yêu cầu

• Hiệu suất khó tốt (60%-70% ở 25°C).

1.3 Bias Network

• Mô phỏng 1 chiều cho transistor để tìm ra đường làmviệc 1 chiều, từ đó quyết định chế độ làm việc chotransistor

1.4Xác định S-parameters

• Ma trận tán xạ S là cần thiết trong thiết PA, xác định các

hệ số phản xạ và độ lợi của thiết bị sử dụng từ đó tínhtoán tính ổn định (K factor) và có phương án phối hợptrở kháng phù hợp

Thiết kế mạch

« Lự® dhọnixlalsKẰBiB.

• ĩi^Éíàágsểìổ^ồ/à ìrâ lò 50 ÍL

Set drain and gate voltage sweep limits as needed

l-n A /VI? J ~ r -+ Ạ -4-^ J Ấ ? J-| •Ă J 1 • 1

Từ mô phỏng ta sẽ có đường đặc tuyên của thiết bị như sau:

Điêm hoạt động m2 đã được tính gần đúng là điêm có dòng điện IDS cựcđại từ đó có đường tải 1 chiều nối từ m2 đến m1 (điêm làm việc Q)

Nhóm quyết định chọn m1 là điêm làm việc của transistor vì class ABđược lựa chọn

2.2 Ma trận tán xạ 2 cổng S-parameters

Điện trở R1 có tác dụng ổn định thiết bị

l^p I DisplayTemplate disptempl

' , SP_NWA_T I

"S_21_11_wZoom"

I

RTH=8.Ũ TBASE=25

VDN=28

R1

R=5 Ohm

GlCircle GiCirde

GICircle2

3P_NWA

SP_NWA1

Start=0.5 GHz stop=6 GHz NumPoints=501 VBiasl—2.7 VBias2=28 Port1Z=5Ũ Port2Z=5Ũ gedJib_CG2H4ŨŨ1ŨF_scheimatic

f

Ké t qiui'cãc:ứiiiliiísủ S<ắsầồ íố i2.ốỐ2.f>SilnỊ)ỉ; ậưọtạigrtiila

2.3 Phối hợp trở kháng

Từ các thông số S của transistor giờ ta có thể thiết kế được mạch khuếch đạiqua sơ đồ khối sau:

TL1 : Z = 50 Q, E = 21.24 Deg TL2 : Z = 50 Q, E = 138.77 Deg

Từ sử dụng Smithchart sẽ thu được các giá trị:

Deíìne Source/Load NetworkTerminatìons.,

I I Lock Load Impedance

Delete Selected Component ĩet Detauts

2.4 Thiết kế mạch

VAR r^q VAR

VAR3 VAR2 x_db=3 Vhigh=28 V

Mow=27 V

Setthese values:

Ị^F|

^VARI RFfreq=2600 MHz RFpower=30 dBm

- SRC2 -É- Vdc=2 7V

Vs lowị~|

l_Pro >

L=663 pH R=

z=60.ũ Ohm

E=2124 TUN F=RFfreq

RI

R=5 Ohm

Mạch khuếch đại PA ở tần số 2.6GHz

• Bias Circuit: Mạch phân cực gồm 2 nguồn điện 1 chiều chảy vào cự D

và cự G của transistor, 28V cho D và 2.7 V vào G Sau nguồn DC sẽ là 1cuộn cảm và ở đầu vào và đầu ra của mạch sẽ có tụ điện ngăn nguồn 1chiều như đã nêu ở trên

• Gain: Từ công thực tính gain ở trên ta có thể tính được gain của mạch

Vậy có GT = GS + G0 + GL = 16.69 dB

2.5 Mô phỏng

m2 freq=2.640GHz mag(S(1,1))=0.563

Kêt luân

• Bộ PA gồm 1 tầng khuếch đại, nguồn và tải cùng với mạch phối hợp trở kháng ở đầu vào và đầu ra, mạch phân cực cho cực G và D.

• Mạch hoạt động được ở tần số 2.6 GHz.

• Mạch chưa đảm bảo được công suất đầu ra.

I