Bộ KH & CN Bộ quốc phòng
Trung tâm KhKt - CnQs
Viện Rađa

Đề tài độc lập cấp Nhà nớc:



1
mục lục

Các ký hiệu và viết tắt 3
1. Các ký hiệu và định nghĩa 3
2. Các chữ viết tắt 6

Lời mở đầu 7
Chơng I: Tổng quan các bộ khuyếch đại 8
1.1. Giới thiệu 8
1.2. Phơng pháp phân tích hệ số khuyếch đại và sự ổn định kinh điển. 9
1.2.1. Vòng tròn khuyếch đại hằng số 13
1.2.2. Các ý nghĩa thực tế của lý thuyết 15
1.2.3. Thiết kế mạch khuyếch đại ổn định có điều kiện 16
1.2.3.1. Tải thuần trở. 16
1.2.3.2. Phản hồi song song 16
1.2.3.3. Phản hồi nối tiếp 17
1.2.3.4. Mạch khuyếch đại cân bằng 17
1.3. Kỹ thuật phối hợp 18
1.3.1. Phối hợp bằng phần tử tập trung 18
1.3.1.1. Mạng L 18
1.3.1.2. Phối hợp hai trở kháng phức bằng mạng L 19
1.3.1.3. Mạng T và mạng

20
1.3.2. Mạng phối hợp phân tán 21
1.3.2.1. Đờng truyền nối tiếp và nhánh cụt song song 21
1.3.2.2. Biến áp phần t bớc sóng 23
1.3.2.3. Biến áp đoản mạch 24

1.10.3. Làm việc ở chế độ B 55
1.10.4. Mạch khuyếch đại phân bố công suất lớn 56
1.10.4.1. Khuyếch đại phân bố ghép điện dung 56
1.10.4.2. Khuyếch đại phân bố chia đờng truyền gate 57
1.10.4.3. Kỹ thuật thu hẹp đờng drain 58
1.11. Mạch khuyếch đại tạp thấp 59
1.11.1. Thiết kế bộ khuyếch đại bán dẫn sử dụng tham số S 60
1.11.2. LNA phối hợp đồng thời 72

Chơng II: Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ khuyếch đại
tạp thấp 74
2.1. Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuyếch đại tạp thấp dải sóng cm 74
2.2. Chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuyếch đại tạp thấp dải sóng mét 78
Kết luận 81
Tài liệu tham khảo 82

Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
3
Các ký hiệu và viết tắt

1. Các ký hiệu và định nghĩa
Điểm nén 1 dB: Là mức đầu ra mà tại đó hệ số khuếch đại bị giảm đi

tăng hài, giảm hệ số khuếch đại và có thể cháy khuếch đại.
Hệ số tạp: Là tỷ số của tỷ số công suất tín hiệu trên công suất tạp tại đầu
vào và tỷ số công suất tín hiệu trên công suất tạp tại đầu ra bộ khuếch
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
4
đại. Hệ số tạp theo dB có quan hệ với hệ số tạp F theo công thức: NF =
10 log
10
F (dB).
Tổn hao phản hồi (RL): Là tỷ số giữa công suất phản xạ với công suất
tới tại cổng RF của bộ khuếch đại, biểu thị theo dB: RL = - 20 log ||,
là hệ số phản xạ.
Độ ổn định: Độ ổn định của bộ khuếch đại biểu thị xu hớng của nó làm
dao động hoặc tạo ra một tín hiệu ở đầu ra của nó mà không đa vào đầu
vào.
ổn định không điều kiện: Đề cập đến một bộ khuếch đại sẽ không dao
động bất chấp trở kháng tải hoặc nguồn.
VSWR đầu ra và đặc tính kỹ thuật: VSWR đầu ra là phép đo xem bao
nhiêu công suất bị phản xạ về từ cổng ra bộ khuếch đại khi một tín hiệu
bên ngoài đợc đa vào cổng đó. VSWR biến thiên từ giá trị lý thuyết 1 :
1 đối với sự phối hợp hoàn toàn đến giá trị lớn hơn 20 : 1 đối với sự
không phối hợp hoàn toàn. Do tải theo áp dụng thực tế thay đổi theo tần
số, công suất cực đại và độ bằng phẳng hệ số khuếch đại cũng sẽ bị lệch
từ giá trị đặc trng. Nếu bộ khuếch đại đợc nối với tải của nó bởi một
cáp và có tất cả 3 trở kháng khác nhau, thì bội lần sự khuếch đại giữa bộ

đối với tải phức Z
L
- Hệ số sóng đứng khi 0
- Sự chuyển đổi của Z
L
qua đờng truyền của Z
0
và chiều dài l
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
5
- Biểu diễn và Z trên đồ thị Smith
Tổng quan về ma trận tán xạ:
Sự chuẩn hoá biên độ sóng với
0
Z tơng ứng:
0
Z
v
a
+
=
và
0
Z
v


b
2
= S
21
a
1
+ S
22
a
2
Định nghĩa S
ii
:
S
11
= hệ số phản xạ đầu vào với đầu ra đợc phối hợp
S
21
= hệ số truyền với đầu ra phối hợp, chính là hệ số khuếch đại hoặc độ
suy giảm của mạng.
S
22
= hệ số phản xạ ra vào với đầu vào phối hợp
S
21
= hệ số truyền ngợc.

0|
2

2
1
1
12
== a
a
b
S
, tỷ số truyền ngợc với nguồn Z
0

|S
21
|
2
= Hệ số KĐ công suất bộ khuếch đại với nguồn và tải Z
0

Định nghĩa
L
,
S
,
IN
,
OUT
:
0
0
Z


+=
+

=
22
2112
11
0
0
1
: Hệ số phản xạ đầu vào
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
6
S
S
OUT
OUT
OUT
S
SS
S
Z
Z


P
G =
= Công suất có thể lấy từ mạch/công suất có thể lấy từ nguồn
S
AV
L
T
P
P
G
= = Công suất đến tải/ công suất có thể lấy từ nguồn
2. Các chữ viết tắt
KĐ : Khuếch đại.
HCCS: Hạn chế công suất
SCT : Siêu cao tần.
HSKĐ: Hệ số khuếch đại.
VSWR: Hệ số sóng đứng.


ít, kích thớc bé mà lại có độ tin cậy cao.
Các bộ khuếch đại tạp thấp đã đợc nghiên cứu phát triển và ứng dụng
rộng rãi trong máy thu của các hệ thống điện tử (trong đó có các đài rađa, đài
điều khiển tên lửa) thay thế cho các đèn sóng chạy. Hiện nay có thể mua đợc
các bộ khuếch đại tạp thấp này theo các hãng điện tử trên thế giới nhng với giá
thành cao. Để đa đợc bộ khuếch đại tạp thấp vào thay đèn sóng chạy trong
đài rađa dẫn đờng -37 đòi hỏi phải có bộ bảo vệ để tránh cho bộ khuếch đại
bị đánh thủng vì công suất phát lọt qua đèn cặp nhả điện. Thờng thì những bộ
khuếch đại chuyên dụng này rất khó mua đơn chiếc ở trên thị trờng.
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
8
Chơng i
Tổng quan các bộ khuyếch đại
1.1. Giới thiệu
Trớc tiên chúng ta xem xét những kĩ thuật và công nghệ quan trọng nhất
đợc sử dụng trong thiết kế mạch khuyếch đại MMIC. Các lí thuyết kinh điển,
các phân tích các thông số tác xạ S, sự ổn định hai cực và hệ số khuyếch đại của
bộ chuyển đổi đơn cũng sẽ lần lợt đợc trình bày. Các kĩ thuật cơ bản về phối
hợp trở kháng và xu hớng thiết kế mạch sẽ đợc đề cập trớc khi giới thiệu 5
9
mạch khuyếch đại HBT làm việc đến 90GHz. Để thiết kế các mạch khuyếch
đại, các linh kiện MESFET các thể đáp ứng đợc tần số đến khoảng 30GHz và
hệ số tạp tán tốt nhất đến 18GHz. Các linh kiện HEMT có hệ số tạp tán tốt nhất
và hiện đang là linh kiện tốt nhất cho các ứng dụng tạp tán thấp ở dải sóng
milimét. Các linh kiện HBT GaAs có khả năng tốt nhất về công suất ra, mạch
khuyếch đại đơn khối 8,5GHz cho ra công suất liên tục 12W. Mặc dù linh kiện
lỡng cực silicon có hệ số tạp tơng đối kém, nhng chúng đặc biệt kinh tế khi
sản xuất loạt lớn và có thể tích hợp với mạch CMOS trong công nghệ BiCMOS.
Công nghệ HBT SiGe đang phát triển rất nhanh và đã ghi nhận đạt đến tần số
f
max
> 160GHz và có linh kiện đạt hệ số tạp nhỏ hơn 1dB ở 10GHz.
Cần phải khẳng định rằng, tuy phẩm chất các linh kiện dù sẽ đợc hoàn
thiện hơn nữa, nhng các kỹ thuật thiết kế mạch khuyếch đại trình bày ở đây sẽ
vẫn tiếp tục đợc ứng dụng. Tất nhiên, khi hệ số khuyếch đại linh kiện đợc
nâng cao, các chức năng khác nhau của mạch đợc tích hợp chặt chẽ hơn (thành
từng tầng 50) thì sự cần thiết các kỹ thuật phối hợp kinh điển sẽ giảm đi. Kết
quả là, khi thiết kế trên dải cao tần sẽ sử dụng ngày càng nhiều kĩ thuật phối
hợp tích cực và kỹ thuật ghép một chiều kết hợp bơit lí do chúng đã đợc tích
hợp ở múc cao. Trong tơng lai xu hớng các linh kiện có tạp tán tháp, công
suất lớn và tiêu thụ ít năng lợng sẽ là xu hớng phổ bíen. Đối với các úng dụng
sóng milimét, khi hệ số khuyếch đại của transistor bị hạn chế, các kỹ thuật phối
hợp truyền thống nh phối hợp dây chêm và chuyển đổi trở kháng sẽ vẫn còn
đợc sử dụng tiếp tục trong nhiều năm nữa.

1.2. Phơng pháp phân tích hệ số khuyếch đại và sự ổn định kinh điển.
Độ khuyếch đại của transistor phụ thuộc rất nhiều vào các trở kháng

S , có nghĩa là hệ số
phản xạ của tải,
L

sẽ ảnh hởng đến trở kháng vào của transistor. Sử dụng quy
tắc vòng kín Mason, có thể dễ dàng thấy rằng:
L22
L1221
11in
S1
SS
S




+=
(1.1)
Tơng tự, hệ số phản xạ tại lối ra sẽ là hệ số phản xạ của nguồn ,
S

:
S11
S1221
22out
S1
SS
S



ổn định đối với những trở kháng nguồn và tải nhất định. Nếu ta khảo sát từ phía
vào, do đó đặt
1
in
=

, có thể thiết lập điều kiện biên cho sự ổn định:
1
S1
SS
S
L22
L1221
11
=

+


(1.3)
Có thể viết lại phơng trình này dới dạng vòng tròn có bán kính:
2
22
2
2112
L
S
SS
r


2
b
1
b
2
a
H
ình 1.1.
S
ơ đồ biểu diễn linh ki
ệ
ncó tải ra
12
S
21
S
22
S
11
S
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
11
Vòng tròn này biểu diễn một miền trong mặt phẳng
L


SS2
SS1
K

+
=
(1.6)
Nếu
1
K
> , transistor ổn định vô điều kiện, nếu 1
K
< sự ổn định phụ
thuộc vị trí tơng đối của trở kháng nguồn và tải so với vòng tròn ổn định.
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
12


,
c - hoàn toàn nằm ngoài
d - bao hoàn toàn giản đồ Smith,
e - hoàn toàn nằm trong giản đồ Smith và không bao điểm 50

,
f - nằm hoàn toàn trong giản đồ Smith và bao điểm 50

.
V
ựng
khụng n
r
L



(a)
Vựng n nh
(b)
V
ựng
khụn
g
n
(c)
Vựng n nh
(d)
V

G


+

=
(1.7)
Phơng trình này xác định mức độ ảnh hởng của các trở kháng nguồn và
tải đến độ khuyếch đại. Tuy nhiên, để trực quan, cần phải đơn giản hóa phơng
trình bằng cách giả thiết rằng transistor có
0S
=
, nghĩa là transistor một chiều
và không có truyền ngợc. Điều đó đa đến biểu thức chuyển đổi khuyếch đại
một chiều
TU
G dới dạng sau:
2
L22S11
2
L
2
S
2
21
TU
)S1)(S1(
)1)(1(S
G


L22
2
L
L
S1
1
G




=

Coi sự chuyển đổi là một chiều và chia thành ba thành phần khuyếch đại,
chúng ta có thể thấy các vòng tròn chuyển đổi không đổi khuyếch đại một
chiều tồn tại trong cả hai mặt
S
S và
L
S
. Hình 1.3 biểu diễn các vòng tròn
khuyếch đại không đổi (trong mặt
L

) đối với MESFET 300àm ở tần số 8GHz.
Các vòng tròn khuyếch đại này có thể dùng để phát triển chiến lợc phối hợp
khi thiết kế mạch khuyếch đại băng rộng. Tuy nhiên, chúng phải đợc sử dụng
cùng với các vòng tròn ổn định, bởi vì các vòng tròn khuyếch đại cao hơn sẽ
nằm một phần hoặc hoàn toàn trong miền không ổn định, nếu hệ số
K

22
S
S
22
đều nhỏ hơn
đơn vị [5]), linh kiện sẽ ổn định vô điều kiện, và độ khuyếch đại cực đại có thể
đạt đợc gọi là độ khuyếch đại tối đa khả năng (MAG - maximum available
gain) và đợc tính:
(
)
1KK
S
S
MAG
2
12
21
=
(1.11)
Thông thờng, theo danh định, transistor ổn định có điều kiện (
1
K
<
) ở
tần số thấp, độ khuyếch đại ổn định cực đại sẽ thay đổi 3dB/octave. Tại một tần
số xác định
1
K
= , sau đó linh kiện rơi vào ổn định không điều kiện ( 1
K

nhỏ có trở kháng rất cao và do đó linh kiện có độ rộng cửa lớn dễ phối hợp
50 hơn. Ngợc lại, ở tần số cao, linh kiện lớn có trở kháng rất thấp, và do đó
linh kiện có độ rộng cửa nhỏ dễ phối hợp với 50 hơn. Độ rộng cửa thành phần
có hiệu ứng đánh dấu lên tần số chuyển tiếp MSG/MAG: độ rộng cửa thành
phần nhỏ dẫn đến trở kháng gate thấp hơn và độ cảm ứng source thấp hơn
(trong hầu hết trờng hợp). Những thay đổi đó trong các phần tử kí sinh FET là
nguyên nhân có sự khác nhau giữa các đờng cong MSG/MAG của 4 x 150àm,
4 x 100àm và 4 x 50àm (xem hình 1.4). Tiểu tiết quan trọng này của độ
khuyếch đại cực đại, độ ổn định và trở kháng linh kiện phải đợc nghiên cứu
gắn liền với nhau ngay khi bắt đầu quá trình thiết kế đối với dải tần và linh kiện
quan tâm để chọn đợc kích thớc hình học tối u của linh kiện. Hình 1.4. Độ khuyếch đại cực đại ổn định/ độ khuyếch đại cực đại khả năng
cho MESFET 0.5
à
m tiêu chẩn với kích thớc hình học khác nhau.

1.2.2. Các ý nghĩa thực tế của lý thuyết
Các phân tích kinh điển có tính chất chung ở đây nhằm minh họa một
điều, sẽ là sai lầm nếu nghĩ rằng thiết kế mạch khuyếch đại chẳng qua là vấn đề

10
0
1 10 100
Tn s/GHz
MAG (K>1)
MSG (K<1)
4x150
4x100
4x50
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
16
hợp với các đại lợng tính theo công thức (1.1) và (1.2), chứ không phải
11
S và
22
S . Các hệ só phản xạ này đợc xác định khi 1
K
> là hệ số phản xạ phối hợp
bằng cách liên hợp đồng thời. Đó là hệ số phản xạ lối vào của transistor khi lối
vào đợc phối hợp tốt, đờng cong phải chạy trên giản đồ Smith và sau đó đi
đến điểm 50 bằng các phần tử phối hợp tơng ứng. Các giá trị dễ dàng nhận
đợc bằng chơng trình thiết kế. Nhng cần cẩn thận xác định sao cho, khi

K
vừa lớn hơn đơn vị. Cần chú ý sao cho
các phần tử thuần phản ứng không làm thay đổi hệ số
K
.
1.2.3.2. Phản hồi song song.
Việc tạo phản hồi âm bằng cách bổ xung các mạng điện trở nh trên hình
1.5c có hiệu qủa rất tốt đối với sự ổn định transistor. Hơn nữa, một hiệu quả nữa
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
17
c/ d/
b/a/
của phản hồi là làm cho dễ dàng phối hợp trở kháng lối vào và lối ra. Các mạch
khuyếch đại phản hồi sử dụng FET đợc mô tả trong phần 1.7. Tuy nhiên, phản
hồi bằng điện trở sẽ làm xấu hệ số tạp.
1.2.3.3. Phản hồi nối tiếp
Phản hồi nối tiếp đợc thực hiện bằng cách đa một điện trở hoặc cuộn
cảm vào chân chung của linh kiện. Cách phổ biến nhất là đa một cuộn cảm
vào source của FET, nh hình 1.5d, để linh kiện ổn định ở tần số thấp. Khi dùng
cuộn cảm, hệ số tạp đợc hoàn thiện thêm nhiều, và có thể chọn trở kháng phối
hợp tạp gần điểm phối hợp công suất. Trờng hợp đặc biệt của LNA (mạch
khuyếch đại tạp thấp) FET sẽ đợc thảo luận trong phần 1.11
18
xạ tại đầu cuối bộ ghép bị hấp thụ. Kết quả là các mạch khuyếch đại cân bằng
có phối hợp tuyệt vời lối vào và lối ra và ngời thiết kế có thể tự do tối u hóa
mạch khuyếch đại theo tính ổn định, độ khuyếch đại, hệ số tạp So sánh
với mạch khuyếch đại có đầu ra riêng, mạch khuyếch đại cân bằng có các đặc
trng sau đây:
Hệ số tạp
Khuyếch đại
Công suất ra
Công suất DC
Độ tin cậy

Phối hợp gate
Độ ổn định
Nhiễu điều chế chéo
Hệ số tạp mạch khuyếch đại đơn + tổn hao bộ ghép.
Khuyếch đại mạch khuyếch đại đơn - tổn hao 2 bộ ghép.
Mạch khuyếch đại đơn + 3dB - tổn hao bộ ghép.
Gấp đôi.
D một chút: nếu hỏng một mạch khuyếch đại, độ
khuyếch đại bị giảm 6dB.
Tuyệt vời, dễ nối tầng, vì không bị rung khuyếch đại.
Tuyệt vời.
Nhiễu hài thứ ba thấp hơn 6dB so với công suất lối vào.

Hình 1.6. Sơ đồ khối mạch khuyếch đại cân bằng
1.3. Kỹ thuật phối hợp
1.3.1. Phối hợp bằng phần tử tập trung

Hình 1.7 biểu diễn 8 tổ hợp có thể sử dụng và sơ bộ hoạt động yêu cầu của giản
đồ Smith đối với điện cảm và điện dung mắc nối tiếp và mắc shunt. Những
mạng này thờng đợc gọi là mạng L, là loại cơ bản nhất của mạng phối hợp
bằng phần tử tập trung. Thông thờng, có thể sử dụng nhiều hơn một mạng L để
phối hợp với trở kháng đã cho, phải chọn bằng cách khảo sát các nhân tố, nh
giá trị các phần tử, và sử dụng thuận tiện thiên áp một chiều. Ví dụ, khi phù
hợp, mạng 4 sẽ thuận tiện cho mạng phối hợp với transistor, vì đầu nối đất của
cuộn cảm có thể sử dụng để cấp thiên áp nột chiều và tụ mắc nối tiếp sẽ nhân
đôi cách li một chiều.

Hình 1.7. Phối hợp trở kháng phần tử tập trung bằng mạng L

1.3.1.2. Phối hợp hai trở kháng phức bằng mạng L
Đây là trờng hợp mở rộng phối hợp hai trở kháng phức đơn giản bằng
kỹ thuật mạng L. Điện kháng/điện nạp của một trong các trở kháng có thể bị
CAPACITIVE
INDUCTIVE
SERIES L

SHUNT
L
SHUNT C
SERIES C
Short
circuit
Open
circuit
class="bi x27 y182 wf h42"
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.

truyền loại này chiếm u thế hơn các linh kiện tập trung. ở đây sẽ mô tả ba
phơng pháp: kỹ thuật phối hợp nhánh cụt đơn, biến áp phần t bớc sóng và
biến áp đoản mạch. Lẽ dĩ nhiên, còn nhiều kỹ thuật phối hợp khác, nhng
không gian hạn chế của MMIC làm cho đa số chúng trở thành không thực tế.
Khi sử dụng các phần tử phối hợp phân bố, cần nhớ rằng, chúng có đặc trng
tần số tuần hoàn, và sự ổn định của mạch khuyếch đại phải đợc kiểm tra ở các
hài và các phân hài trong dải tần thiết kế.
1.3.2.1. Đờng truyền nối tiếp và nhánh cụt song song
Trong loại mạch vi dải ở giữa, không thể sử dụng nhánh cụt nối tiếp vì
mặt phẳng đất cha sẵn sàng có đờng vào. Thay vào đó ngời ta sử dụng mạch
hở song song (shunt) hoặc nhánh cụt ngắn mạch. Điều đó cần sử dụng giản đồ
dẫn nạp trong nột vài phép tính, và một vài họ hàng giản đồ Smith để tránh sai
~
1
jX
3
jX
S
R
L
R
4
jX
2
jX
RZ
in
=
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.


- bớc sóng trong ống sóng.
l

- độ dài điện của nhánh cụt thờng đợc biểu diễn bằng độ
hoặc phân số bớc sóng.
o
Y - là dẫn nạp nhánh cụt.
Dẫn nạp đầu vào theo độ dài đối với dây chêm hở mạch nh hình 1.10.
Hình 1.10. Dẫn nạp đầu vào theo độ dài đối với dây chêm hở mạch

Chú ý rằng, về nguyên tắc, có thể đạt đợc bất kì giá trị điện nạp nào.
Điều đó cho phép có thể sử dụng nhánh cụt làm phần tử phối hợp với bất kì trở
kháng nào trên giản đồ. Nếu nhánh cụt shunt chỉ có thể thay đổi phần ảo của
dẫn nạp tải, cần có phần tử đờng truyền bổ xung để điều chỉnh phần thực. Hầu
hết phơng pháp chung đợc sử dụng cho đờng truyền nối tiếp trớc nhánh
cụt, nh hình 1.11a. Bớc đầu tiên là chọn trở kháng đặc trng cho đờng
truyền nối tiếp và nhánh cụt,

tắt các bớc bằng thí dụ trở kháng tải
100j25

nh sau (hình 1.11b):
1. Vẽ dẫn nạp của tải trên giản đồ dẫn nạp, chuẩn hóa theo dẫn nạp đặc trng
đã chọn của đờng truyền nối tiếp (nghĩa là vẽ
OserL
AxY
bằng cách sử dụng
các vòng điện dẫn và điện nạp không đổi); điểm A.
2. Quay dẫn nạp của tải quanh tâm giản đồ cho đến khi gặp vòng tròn
)50Z(g
Oser
+= (điểm B). Độ dài điện của đờng truyền mắc nối tiếp,
ser
l

,
là một nửa của góc quay đó, cho ta độ dài đờng truyền mắc nối tiếp (bằng
41
0
trong ví dụ này).
3. Lúc này có thể đọc điện nạp yêu cầu của nhánh cụt bằng cách đi theo vòng
điện nạp không đổi đến rìa giản đồ (điểm C). Khi nhánh cụt phải triệt tiêu
điện nạp tại điểm B, sẽ dùng số ghi đối diện, cần nhớ rằng dẫn nạp nằm ở
nửa dới giản đồ là điện nạp dơng.
4. Giá trị phải vẫn để chuẩn hoá (chia cho
Oser
Z ): trong ví dụ, điện nạp của
nhánh cụt cần thiết là

Nó sẽ cho độ dài điện nhánh cụt bằng 108,5
0
, sau khi cộng thêm 180
0
vào
kết quả âm của phép tính. Bản thiết kế sau đó đợc biến đổi về kích thớc vật lý
và các hiệu ứng nh ghép chữ T và các khuỷu kết hợp vào mô phỏng. Việc dùng
giản đồ Smith rất quan trọng vì trớc tiên, nó có thể giải quyết vấn đề phối hợp
bằng nhiều phơng án tổ hợp các độ dài và vị trí nhánh cụt khác nhau, điều đó
có nghĩa là, khi tối u hoá bằng máy tính có rất nhiều các hàm sai số cục bộ cần
tối thiểu hoá để đạt đợc phối hợp. Hơn nữa, vài lời giải đối kháng sẽ cho
đờng truyền dài hơn, giải thông tần hẹp hơn và độ nhạy lớn hơn.
1.3.2.2. Biến áp phần t bớc sóng.
Kỹ thuật quen thuộc này có thể phối hợp điện trở tải
R
với
O
Z bằng cách
mắc nối tiếp các đoạn đờng truyền có độ dài một phần t bớc sóng (90
o
) với
trở kháng đặc trng bằng
RZZ
T 0
= . Vì trở kháng transistor rất ít khi hoàn toàn
Đề tài: ĐTĐL- 2005/28G Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực
SCT sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT và công nghệ gia công mạch dải.
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại
T

=
0
0
2
0
(1.14)
và
Ngắn
m
ạ
ch
A
Từ tải
4.1
50
==
Oser
Z
g
C
B
Hở
m
ạ
ch
b = + 3.0
b
Stub