ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ (Θ) Ενότητα 7: Μικροκυματικές Διατάξεις ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Στυλιανός Τσίτσος ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ 1
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2 ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Κεντρικής Μακεδονίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3 ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ
Ενότητα 7 Μικροκυματικές Διατάξεις Δρ. Στυλιανός Τσίτσος 4 ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ
Περιεχόμενα ενότητας 5 ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ
Σκοποί ενότητας 6 ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ
Μικροκυματικές Διατάξεις ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ FET Oι ενισχυτές τρανζίστορ FET χρησιμοποιούνται στη μεσαία περιοχή του εύρους της μικροκυματικής συχνότητας (1 30 GHz), αλλά οι πρόοδος στην τεχνολογία των ημιαγωγών έχει σαν αποτέλεσμα τη δυνατότητα κατασκευής ενισχυτών και στα ανώτερα όρια της συχνότητας. dc κυκλώματα πόλωσης Σχήμα 1: Ένα αρνητικά πολωμένο FET κύκλωμα με την πηγή γειωμένη. V GS, = -V 1 [Καθώς η V GS γίνεται περισσότερο αρνητική (αυξάνοντας την V 1 ), το ρεύμα απαγωγού-πηγής Ι DS θα μειωθεί]. V DS = V D. (Καθώς η V D αυξάνει, θα αυξάνει και η V DS.. Το dc σημείο λειτoυργίας του FET καθορίζεται από το Ι DS και την V DS. ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ 7
Μικροκυματικές Διατάξεις V GS = V G V S V GS = 0 - Ι DS R S = - Ι DS R S V DS = V D V S V DS = V D - Ι DS R S Το σημείο λειτουργίας dc του FET καθορίζεται από το Ι DS και την V DS.. Σχήμα 2: Ένα κύκλωμα αυτoπολώσεως με τρανζίστορ FET. Iσοδύναμο κύκλωμα χαμηλής συχνότητας Κέρδος τάσεως = Vout / V in = - I DS R L / V GS Επειδή I DS = g m V GS (g m είναι η διαγωγιμότητα του FET): Κέρδος τάσεως = Vout / V in = - g m V GS R L / V GS = - g m R L 2 Kέ Pout RL V ύ 2 Σχήμα 10.3: Το χαμηλής συχνότητας ισοδύναμο κύκλωμα ενός FET. Pin Vin V 2 in R ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ 8 V 2 out in out R R in L = g m 2 R L R in
Μικροκυματικές Διατάξεις Mικροκυματικό κύκλωμα Σχήμα 4: Το υψηλής συχνότητας ισοδύναμο κύκλωμα ενός FET. (Συνολικό κέρδος ενός FET) ( db) G0 ( db) G1 ( db) G2 ( db) G Total Η αντίσταση εισόδου είναι σύνθετη (RC παράλληλο κύκλωμα), συνεπώς μειώνεται με την αύξηση της συχνότητας. Η έξοδος (απαγωγός) συνδέεται με την είσοδο (πύλη) μέσω παράλληλου RC. H R GD και ο πυκνωτής C GD παρέχουν αρνητική ανάδραση. Με την αύξηση της συχνότητας, η χωρητική αντίδραση Χ=1/ωC GD μειώνεται, συνεπώς αυξάνει η αρνητική ανάδραση και μειώνεται το κέρδος. G 0 είναι το κέρδος της συσκευής όταν μετρείται σε ένα σύστημα 50 Ohms. G 1 είναι το επιπλέον κέρδος που μετρείται για το τρανζίστορ, προσαρμόζοντας την είσοδο σε μία γεννήτρια 50 Ohms. G 2 είναι το επιπλέον κέρδος που μετρείται για το τρανζίστορ, προσαρμόζοντας την έξοδο σε μία γεννήτρια 50 Ohms. Σχήμα 5: Κύκλωμα προσαρμογής εισόδου ενός FET. Σχήμα 6: Κύκλωμα προσαρμογής εξόδου ενός FET. ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ 9
Μικροκυματικές Διατάξεις Ενοποίηση των κυκλωμάτων DC και RF του FET. Σχήμα 7: (Α) RF FET κύκλωμα με προσαρμοσμένη είσοδο και έξοδο. (Β) Οι dc συνθήκες του κυκλώματος πόλωσης του FET. (Γ) Ενοποιημένο FET κύκλωμα. ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ 10
Τέλος Ενότητας ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩN ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ 11