NHÓM 3 NGUYỄN DUY TÂN
HỒ PHÚ THÁI
NGUYỄN PHÚC THIỆN
HỒ QUỐC TÍN
HƯỚNG DẪN Thầy HOÀNG MẠNH HÀ
BÀI 3 – PHẦN 1
KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ TUYẾN TÍNH MẠCH KHUẾCH ĐẠI SIÊU CAO TẦN
1. CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM:
1.1. Mô hình mạch khuếch đại:
Mô hình tổng quát của một mạch khuếch đại siêu cao tần: phần tử khuếch đại có ma trận đặc
tính [S], là một mạng 2 cửa: cửa 1 và cửa 2, có sóng tới và sóng về tương ứng là a1, b1 và a2,
b2. Việc thiết kế và phân tích mạch thường phải dựa trên mô hình tán xạ [S].
Chú ý các nội dung chính sau:
• Hệ số truyền đạt công suất
• Phối hợp trở kháng vào ra của mạch khuếch đại
• Sự ổn định của mạch khuếch đại
• Phân cực DC
• Mô hình transistor đơn hướng
• Nhiễu trong mạch khuếch đại siêu cao tần
1.2. Thiết bị sử dụng trong việc đo
Máy đo ZVB8
1
Module khuếch đại siêu cao tần (AMP)
Module AMP1 Module AMP2
Sơ đồ kết nối:
2
• 1: port 1 máy đo ZVB8 nối với port in module AMP
• 2: module AMP
• 3: port out module AMP
• 4: bộ suy giảm 20dB
• 5: port 2 máy đo ZVB8

E
, độ lợi tín hiệu AC cũng giảm nếu không sử dụng tụ bypass.
Giá trị chuẩn của V
E
cho các thiết kế HF (hoặc amateur band) là từ 2 đến 4V để đạt được sự ổn
định của . Khuếch đại UHF và các dải tần cao hơn thường tránh dùng các điện trở emitter.
Để đạt được sự bù nhiệt độ, người ta sử dụng phương pháp Bù Nhiệt Diode (Diode
Temperature Compensation). Hai diode D1 và D2 sẽ theo dõi nhiệt độ bộ khuếch đại.
4
Diode sẽ giảm điện trở nội, từ đó làm giảm áp thuận trên nó, tù đó làm giảm áp Vbe và dòng
gây ra do chuyển động nhiệt.
Collector-feedback bias: rẻ hơn nhưng ổn định nhiệt độ kém hơn.
Đối với transistors lưỡng cực, bộ khuếch đại lớp C dùng 3 kỹ thuật:
• Phân cực tín hiệu
• Phân cực ngoài
• Tự phân cực
Phân cực tín hiệu:
5
Transistor lớp C không cần phân cực nền, nhưng cần nối đất thông qua RFC để tăng sự ổn định
công suất.
Phân cực ngoài:
Sử dụng nguồn phân cực DC âm và một nguồn áp dương cung cấp cho collector. Cuộn RFC có
trở kháng cáo để ngăn dòng xoay chiều ảnh hưởng đến tín hiệu.
Highly Stable Active Bias for High Frequency Amplifiers: dùng current mirror.
6
Bias Circuit using supply regulator
Các ưu điểm của mạch phân cực trên:
• Trở kháng nguồn thấp, giá thành phải chăng
• Áp phân cực độc lập với áp nguồn cung cấp
• Bù nhiệt dễ thực hiện trên mạch này.

2.1. Chuẩn bị trước khi thí nghiệm
Chuẩn bị module cần đo là module AMP, nguồn phát DC, đồng hồ VOM, bộ suy hao 20dB, đeo
vòng khử tĩnh điện vào tay khi tháo lắp cáp. Làm sạch các đầu port nếu cần, vì có thể bụi bẩn
sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo.
Module mạch AMP sẽ dùng để thực hiện thí nghiệm:
Module AMP1 Module AMP2
2.2. Tiến trình thí nghiệm đối với module AMP1
Bước 1: Thực hiện quá trình calibration trước khi đo đạc
Bước 2:

Tiến hành cấp nguồn DC cho module
Bước 3:

Kiểm tra ảnh hưởng của nguồn DC lên các port in, out của module AMP
Điện áp DC port in: 0VDC
Điện áp DC port out: 0VDC
Vậy không có DC ở các công của AMP.
Bước 4: Gắn bộ suy hao 20dB vào port out module AMP.
9
Bước 5: Gắn port 1 máy đo ZVB8 vào port in module AMP, port 2 vào port out của bộ
suy hao.
Xem hình:
Bước 6: Khởi động máy đo ZVB8, ban đầu ta thấy có 1 đường trace hiển thị S11, để
đo S21 ta nhấn MEAS > S21
Bước 7: Thực hiện scale cho trace
Bước 8: Để quan sát được tần số hoạt động tốt nhất của thiết bị, ta dựa vào tần số
mà tại đó hệ số truyền đạt S21 là lớn nhất. Sử dụng marker, nhấn MARKER >
MARKER1, tiếp tục nhấn SEARCH > MAX SEARCH
Thực hiện phép đo ta thu được các kết quả:
Hệ số

kháng tốt.
16
3 Kết luận
Module AMP có độ khuyếch đại khoảng 20dB ở tần số 2.5GHz.
BÀI 3 – PHẦN 2
KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ PHI TUYẾN
MẠCH KHUẾCH ĐẠI SIÊU CAO TẦN
1. CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM
Sinh viên đọc kỹ hướng dẫn sử dụng các thiết bị sẽ sử dụng cho bài thí nghiệm này bao gồm:
• Máy phân tích phổ FSP - SPECTRUM ANALYZER.
• Máy phát tín hiệu SMJ100A – Vector signal generator
Sinh viên tìm hiểu kỹ về các vấn đề liên quan đến tính phi tuyến của mạch khuếch đại siêu cao
tần:
• Sự méo dạng tín hiệu khi qua mạch khuếch đại.
• Đặc tuyến vào, ra của mạch khuếch đại.
• Phương pháp đo thông số phi tuyến mạch khuếch đại sử dụng một tone và hai tone.
• Các thông số thể hiện đặc tính phi tuyến của mạch khuếch đại siêu cao tần.
Thiết bị sử dụng trong việc đo
17
FSP - SPECTRUM ANALYZER
SMJ100A – Vector signal generator
Module khuếch đại siêu cao tần (AMP)
Sơ đồ kết nối
18
• 1: Ngõ ra SMJ100A nối với port in module AMP
• 2: module AMP
• 3: port out module AMP
• 4: bộ suy giảm 20dB
• 5: nối với ngõ vào FSP - SPECTRUM ANALYZER
• 6: nối với nguồn DC

của bộ lọc có thể được đo dựa theo phổ của các thành phần này. Uớc lượng sự thay đổi biên
độ (dB) của IM theo thành phần cơ bản cho biết bậc phi tuyến của bộ lọc.
b. Điểm gãy 1dB của đồ thị công suất đầu ra bộ khuếch đại khi công suất đầu vào tăng tuyến
tính. Điểm gãy cho biết ngưỡng của công suất vào mà tại đó, công suất ra bắt đầu bão hòa.
c. Các giao điểm Output Intercept Power Point của công suất IM bậc cao so với IM cơ bản.
20
2. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
2.1. Chuẩn bị trước khi thí nghiệm:
Sinh viên chuẩn bị module cần đo là module AMP, nguồn phát DC, đồng hồ VOM, bộ suy hao
20dB, cáp, bộ nối. Làm sạch các đầu port nếu cần, vì có thể bụi bẩn sẽ ảnh hưởng đến kết quả
đo.
Sinh viên chuẩn bị giấy, bút để ghi chép các kết quả đo.
Module mạch AMP sẽ dùng để thực hiện thí nghiệm:
2.2. Tiến trình thí nghiệm đo một tone
Bước 1: Thiết lập các thông số ban đầu cho các thiết bị đo như sau:
Bước 2: Xác định độ suy hao của cáp:
Quan sát trên FSP, xác định giá trị của vạch phổ ở tần số 2.5GHz. So sánh với công suất phát
từ SMJ100A? Giải thích?
21
Trả lời:
Cable 1. Công suất phát -20dBm. Phổ công suất tại tần số 2.5GHz là -45dBm. Suy ra
độ suy hao của cable là -25dBm.
Cable 2. Cùng công suất phát, phổ công suất tại tần số 2.5GHz là -20.75dBm. Suy ra
độ suy hao của cable là -0.57dBm.
Bước 3: Tiến hành cấp nguồn DC cho module
• Bật nguồn DC
• Điều chỉnh mức điện áp +6V, dòng 500mA
• Nối nguồn DC đến các cọc cấp nguồn cho Module AMP. (chú ý nối đúng cực tính).
Bước 4: Kiểm tra ảnh hưởng của nguồn DC lên các port in, out của module AMP:
Giá trị điện áp DC port in: 0VDC

-7 -10.32 -10.32 -10.26 -10.30
-6 -9.31 -9.34 -9.31 -9.32
-5 -8.27 -8.36 -8.3 -8.31
-4 -7.27 -7.3 -7.5 -7.36
-3 -6.08 -6.23 -6.3 -6.20
-2 -4.49 -4.76 -4.67 -4.64
-1 -4.34 -4.18 -4.23 -4.25
0 -4.67 -4.67 -4.67 -4.67
1 -5.16 -5 -5.16 -5.11
2 -5.83 -5.74 -5.83 -5.80
Giá trị các cột xấp xỉ nhau. Có sự chênh lệch là do sai số trong quá trình đo.
Tháo hai đầu cáp khỏi module AMP.
2.3 Tiến trình thí nghiệm đo hai tone
Bước 1:
Thiết lập các thông số cho các thiết bị SMJ100A như sau:
Bước 2:
Quan sát phổ công suất của tín hiệu hai tone trên FSP:
Kết nối trực tiếp ngõ ra SMJ100A và ngõ vào FSP qua hai sợi cáp và một bộ nối (female –
female SMA).
23
Quan sát trên FSP, xác định tần số và giá trị của các vạch phổ.
So sánh với công suất đặt của sóng mang trên SMJ100A?
Công suất đặt vào -20dBm. Cable 1 có suy hao -25dBm. Công suất nhận được là -24.5 dB. Từ
đó suy ra độ lợi của AMP khoảng 20 dB.
Bước 3:
Nối ngõ ra SMJ100A với port in module AMP. Nối port out của bộ suy hao với
ngõ vào FSP.
Bước 4:
Thu thập số liệu
Điều chỉnh mức công suất phát từ SMJ100A tăng từ: -20dBm đến 2dBm, với mỗi bước cách

-10 -16.70
-9 -15.72
-8 -14.71
-7 -13.75
-6 -12.83
-5 -11.77
-4 -10.79
-3 -9.76
-2 -8.89
-1 -7.79
0 -6.67 -55.14 -61.99 -61.02 -61.99
1 -5.06 -50 -62.03 -61.01 -62.03
2 -4.21 -47.23 -57.14 -59.01 -62.03
3 -3.91 -42.68 -52.6 -58.55 -62.03
4 -3.76 -37.69 -46.06 -57.20 -61.00
5 -3.67 -31.1 -42.09 -57.38 -56.12
6 -3.67 -26.77 -40.28 -50.86 -53.92
7 -3.67 -23.01 -42.71 -43.69 -55.82
8 -3.91 -20.39 -56.81 -40.23 -50.41
9 -4.18 -18.56 -41.09 -40.41 -45.90
10 -4.24 -16.7 -33.76 -43.62 -41.96
11 -3.57 -15 -30.34 -51.67 -41.86
12 -2.67 -13.92 -27.29 -47.12 -43.01
13 -2 -12.33 -23.96 -36.78 -51.10
14 -2.07 -11.29 -21.92 -32.25 -48.92
15 -2.07 -10.53 -20.55 -29.52 -40.56
16 -2.07 -10.01 -18.81 -26.89 -37.00
17 -1.96 -9.92 -18.34 -25.85 -34.88
18 -2.12 -9.83 -18.25 -25.64 -34.76
19 -2.02 -9.86 -18.25 -25.70 -34.61