Расчет электрической схемы устройства. Расчет Y - параметров малошумящего усилителя, страница 2

Таким образом входная цепь возбуждается от источника с внутренним сопротивлением 50 Ом. По этой причине волновое сопротивление полосковой линии также выбирается равным 50 Ом. Для предотвращения искажений сигнала, связанных с отражениями в линии требуется обеспечить согласование со стороны антенны.

Нагрузкой входной цепи является входной импеданс малошумящего усилителя.           Эквивалентная электрическая схема входной цепи представлена на рис. 5.2.1.

1. Исходные данные к расчету:

1) f0 = 892 МГц ;

2) волновое сопротивление линии W = 50 Ом ;

3) сопротивление источника сигнала RA = 50 Ом ;

4) параметры нагрузки :

gвх = 10,55 мСм ;  Cвх  = 2,7 пФ.

2. Расчет параметров  полоскового резонатора.

2.1.  Длина волны в диэлектрике :

 м.

Четверть длины волны составит  4 см, что неприемлемо много. Поэтому необходимо использовать отрезок линии, нагруженный на емкость, что позволит уменьшить резонансную длину.        

2.2.  Глубина скин-слоя на рабочей частоте :

 мкм .

2.3.  Толщина металлизации :

t ³(3¸5)D = (3¸5)*2,2 = 6,6 ¸ 11 мкм .

Выбирается  t = 12 мкм.

2.4.  Соотношение  выбирается равным :

 = 2.

2.5.  Толщина подложки выбирается равной :

h = 0,5 мм .

2.6.  Ширина  полоски :

w = 2h = 2*0,5 = 1 мм.

2.7.  Волновое сопротивление линии :

W =Ом »50 Ом .

2.8.  Электрическое расстояние от нагрузки до  точки нулевого потенциала на линии выбирается из условия kl1  = 20°¸ 40°. Выбирается kl1  = 20° . Отсюда координата точки нулевого потенциала :

l1  = мм.

 см-1 .

2.9.   Длина  резонатора  из  условия  согласования :

lк= l1 + см.

2.10  Поверхностное сопротивление :

 Ом.

2.11.  Для выбранных размеров линии по графикам, приведенным в [15]  определяем   нормированное затухание в несимметричной линии :

377b2hRS-1 = 1,1 Нп.

Отсюда b2 = Нп× м-1 .

2.12.  Параметр Р :

                      P =                      =

2.13.  Сопротивление потерь резонатора :

rп = 2Wb2P = 2*50*1,577*10-2*0,07 = 0,112 Ом.

3.  Расчет параметров и элементов  входной  цепи :

3.1.  Емкость  конденсатора  С:    

Примем емкость монтажа См »1 пФ.                                 пФ.

Принимается С1 = 13 пФ.

Выбирается в качестве конденсатора Скерамический  конденсатор     

К 10 - 42 .  Указанный  конденсатор  предназначен для работы в диапазоне СВЧ до 2 ГГц [19]. Выполняется  в корпусе для поверхностного монтажа с серебреными контактными площадками.   Габаритные размеры 1,5´1,3´1 мм. Параметры конденсатора :  13 пФ±5% ; Uном = 50 В . Диапазон рабочих температур  tраб =- 60¸ +125°С .

3.2.   Емкость конденсатора С2 :

 пФ.

Конденсатора С2  целесообразно выбрать подстроечным для того, чтобы иметь возможность на этапе настройке подстроить входную цепь в резонанс. В качестве конденсатора С2  выбирается КТ4-28 -3/15 пФ±10% ; Uном = 25 В; tраб =- 60¸ +60°С . Конденсатор выполняется в безвыводном исполнении с креплением пайкой за луженые контактные площадки. Габаритные размеры  2,8´1,2´2,6 мм [17].

3.3 Эквивалентная емкость контура :

= 5,74 пФ ;    Сэ = 5,74 пФ.

3.4  Характеристическое  сопротивление  контура :

 Ом .

3.5 Проводимость ненагруженного резонатора :

 мСм .

3.6  Затухание ненагруженного резонатора :

d0 = rg0,= 31*0,1163*10-3 = 3,6*10-3 .

Добротность ненагруженного резонатора :

 .

3.7 Эквивалентное затухание нагруженного резонатора :

     = 0,151;    dэ  = 0,151.

Эквивалентная добротность  Qэ = .

3.8  Полоса пропускания входной цепи :

П0,7вх = f0 dэ =892*106*0,151 = 134 МГц .

3.9 Избирательность входной цепи по первому зеркальному каналу :

Seзк1вх =дБ .

.

fзк1  = f+2fпч1 = 892+2*112 = 1116 МГц.  

3.10 Коэффициент передачи входной цепи но напряжению :

К0вх = .

3.11 Коэффициент передачи входной цепи по мощности :

.

3.12  Емкость конденсатора Ср  :

 пФ.

Данный конденсатор предназначен для защиты входных каскадов приемника  от воздействия статического электричества. Выбирается конденсатор К10-57 - 240 пФ±20% ; Uном = 250 В; tраб =-60¸+125°С. Конденсатор выполняется в безвыводном исполнении с креплением пайкой за серебреные контактные поверхности. Габаритные размеры 2,0´1,5´1,5 мм  [17].

5.3. Расчет малошумящего  усилителя

Ранее были рассчитаны Y-параметры МШУ, входная и выходная проводимости и коэффициент устойчивого усиления. В данном пункте проводится расчет нагрузочной колебательной усилителя.