Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
WZMACNIACZ MIKROFALOWY
Wzmacniacze mikrofalowe służą do zmiany poziomu
mocy sygnałów mikrofalowych oraz do redukcji wpływu
obciążenia na pracę generatorów mikrofalowych.
Pojedynczy stopień wzmacniacza składa się z elementu
aktywnego, obwodów wejściowych i wyjściowych, oraz
z obwodów polaryzacji i zasilania napięciami stałymi.
1 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
Zadaniem obwodów wejściowych i wyjściowych jest
sprzęgnięcie wzmacniacza ze z
ródłem sygnału
mikrofalowego oraz umożliwienie efektywnego
przesłania (przekazania) wzmocnionego sygnału do
obciążenia. Ponadto, obwody wejściowe i wyjściowe
kształtują częstotliwościowe charakterystyki
przenoszenia. Projektując i wykonując te obwody należy
uwzględniać parametry użytego tranzystora, a także
parametry z
ródła sygnału wejściowego oraz parametry
obciążenia.
2 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
z
ródło sygnału
mikrofalowego
obciążenie
T1
ZO ZL
“S “WE “WY “L
a)
b)
Rys. 1. Tranzystorowy wzmacniacz mikrofalowy,
a) ogólna struktura, b) symbol.
3 AKR
Obwód
Obwód
wyj
Å›
ciowy
wej
Å›
ciowy
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
Do podstawowych parametrów wzmacniacza
mikrofalowego zalicza się między innymi:
- skuteczne wzmocnienie mocy GT,
- pasmo pracy (szerokość i jego położenie na osi
częstotliwości),
- wąskopasmowy współczynnik szumów F,
- współczynnik odbicia we wrotach wejściowych,
- stabilność.
4 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
Wąskopasmowy współczynnik szumów F określa
ilościowo własności szumowe wzmacniacza i jest
ilorazem stosunku sygnał/szum S1/N1 na wejściu
wzmacniacza do stosunku sygnał/szum S2/N2 na
wyjściu wzmacniacza dla przypadku, gdy temperatura
z
ródła sygnału mikrofalowego będzie równa To=290 K
(standardowa temperatura odniesienia).
S1
N1
F = gdy Zs w T=290 K (1)
S2
N2
5 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
“S “L
ZS
Element aktywny
S ZL
“WE “WY
Rys. 2. Ogólna struktura wzmacniacza mikrofalowego
bez dodatkowych obwodów wejściowych i wyjściowych.
6 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
Warunki bezwzględnej stabilności elementu aktywnego:
S21 Å" “L Å" S12
“WE = S11 + < 1 dla “L < 1 (2)
1 - “L Å" S22
i
S12 Å" “S Å" S21
“WY = S22 + < 1 dla “S < 1 (3)
1 - “S Å" S11
7 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
lub inaczej:
S11 < 1 (4)
i
S22 < 1 (5)
i
2
1 - S11 2 - S22 2 + "
K = > 1 (6)
2 Å" S12 Å" S21
gdzie: K  współczynnik stabilności,
" = S11 Å" S22 - S12 Å" S21 (7)
8 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
lub jeszcze inaczej:
K >1 (8)
i
" < 1 (9)
9 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
Parametry robocze wzmacniacza mikrofalowego
Skuteczne wzmocnienie mocy
*
(gdy “S `" “WE, a wiÄ™c PWE < PSA):
PL
GT = =
PSA
(16)
S21 2 Å" (1- “S 2) Å" (1- “L 2 )
=
(1- S11 Å" “S ) Å" (1- S22 Å" “L ) - S21 Å" S12 Å" “L Å" “S 2
10 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
Dysponowane wzmocnienie mocy
*
(gdy “L = “WY ):
S21 2 Å" (1 - “S 2 )
PWYA
GA = = (17)
PSA
1 - S11 Å" “S 2 Å" (1 - “WY 2 )
Wzmocnienie mocy
*
(gdy “S = “WE, a wiÄ™c PWE = PSA):
S21 2 Å"(1 - “L 2 )
PL
G = =
PWE (18)
1 - S22 Å" “L 2 Å"(1 - “WE 2 )
11 AKR
Temat:
WZMACNIACZE MIKROFALOWE
AKR
Rys. 10. Przykładowa konstrukcja trzystopniowego
wzmacniacza tranzystorowego (technologia NLP).
12 AKR