BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN đề tài PHÂN TÍCH THIẾT KẾ MẠCH PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG

NỘI DUNG CÔNG VIỆC

Yêu Cầu: Thiết kế mạch phối hợp trở kháng

Đường truyền có trở kháng 50 Ohms kết nối với tải, và hệ số phản xạ tại tải được nêu trong Bảng 1 Để thiết kế mạch phối hợp trở kháng tại tần số xác định, ta sử dụng đồ thị Smith và áp dụng phương pháp thích hợp.

(a) Phần tử L,C (b) Đường truyền độ dài λ/4 (c) Một dây chêm mắc song song (shunt stub)

STT nhóm Tần số trung tâm(GHz)

Hệ số phản xạ Điện môi trên

Kiểm tra thiết kế ở bước 1 sử dụng Advanced Design System (ADS) với giả thiết đây là các đường truyền vi dải (microstrip line) cụ thể:

- Mô phỏng để xác định các tham số của mạch PHTK trên vùng băng thông 1 GHz

- Vẽ mạch in của mạch PHTK và đường truyền với phương pháp ở mục 1.

(b), 1.(c) cho biết đường truyền có tổng chiều dài từ đầu vào tới tải là 2.λ

Phân công công việc

- Lý thuyết, tính toán, viết báo cáo: Phạm Thị Đăng

- Mô phỏng ADS: Trần Văn Đạt

2.1.1.1 LÝ THUYẾT PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG

Trong thiết kế mạch siêu cao tần, việc tính toán các tham số tốn nhiều thời

Đồ thị Smith là công cụ đồ họa quan trọng trong lý thuyết gian, giúp xác định nhanh chóng các tham số như biên độ, góc pha và hệ số phản xạ Được giới thiệu vào năm 1930, đồ thị này xây dựng dựa trên mối quan hệ giữa hệ số phản xạ và trở kháng đường truyền tại bất kỳ vị trí nào Nó được sử dụng chủ yếu cho tính toán đường truyền và mạch điện siêu cao tần, với các đường cong đẳng r và x, chỉ áp dụng cho đường truyền không tổn hao Đồ thị Smith có hai dạng biểu diễn: trở kháng chuẩn hóa và hệ số phản xạ tại điểm bất kỳ.

2.1.2 Các phương pháp biến đổi trở kháng

Trong các mạch điện siêu cao tần, phối hợp trở kháng là một thao tác thiết yếu để nhận tín hiệu hiệu quả Mục đích của việc phối hợp trở kháng là tối ưu hóa việc truyền tải tín hiệu và giảm thiểu phản xạ, từ đó cải thiện hiệu suất hoạt động của mạch.

 Công suất cực đại được phân phối tới tải khi tải PHTK với đường truyền

 Công suất tổn hao trên mạch tối thiểu

 Cải thiện tỉ số SNR

 Giảm sự sai pha và biên độ Các phương pháp phối hợp trở kháng:

 Phương pháp sử dụng một và hai dây chêm

 Sử dụng các phần tử L, C

 Bộ điến đổi nhiều đoạn

Bài báo cáo này sẽ tập trung vào ba phương pháp chính trong PHTK: phương pháp sử dụng biến đổi ẳ bước song, phương pháp sử dụng một dãy chờm mắc song song, và phương pháp sử dụng các phần tử L, C.

2.2 Giới thiệu các phương pháp PHTK trong yêu cầu

Phối hợp trở kháng là quá trình sử dụng một mạch phối hợp giữa tải và đường truyền dẫn sóng để tối ưu hóa công suất truyền tải Mạch phối hợp không tổn hao, giúp tránh giảm công suất và đảm bảo trở kháng vào nhìn từ đường truyền bằng trở kháng Z0 Điều này loại bỏ sự phản xạ sóng từ phía trái của mạch phối hợp, tối đa hóa công suất truyền cho tải và giảm thiểu tổn thất trên đường truyền Phối hợp trở kháng hiệu quả còn ngăn chặn tín hiệu "dội", nhiễu nội mạch và suy hao tín hiệu, từ đó cải thiện tỷ số tín hiệu/tạp nhiễu cho các hệ thống nhạy cảm như ăng-ten và bộ khuếch đại tạp âm thấp Đặc biệt, trong kỹ thuật bức xạ cao tần, việc phối hợp trở kháng giữa antenna - Tx và Ampli - loa là rất quan trọng Đối với mạng phân phối công suất siêu cao tần, phối hợp trở kháng giúp giảm sai số về biên độ và pha khi phân chia công suất.

2.2.1 Phối hợp trở kháng sử dụng L, C

Phối hợp trở kháng sử dụng mắc nối tiếp L, C

Bước 1: Xác định trở kháng tải chuẩn hóa trên đồ thị Smith với hệ số phản xạ đã cho và vẽ đường tròn hệ số sóng đứng

Bước 2: Xác định hai giao điểm của đường tròn hệ số sóng đứng và đường tròn 1±jB

Bước 3: Với mỗi giao điểm, xác định khoảng cách d từ trở kháng tải chuẩn hóa tới điểm đó theo hướng tải về nguồn

Bước 4: Khử phần ảo bằng cách mắc nối tiếp phần tử điện kháng - + jB

Phối hợp trở kháng sử dụng mắc song song L, C

Bước 2 : Xác định dẫn nạp chuẩn hóa bằng cách lấy đối xứng điểm tải chuẩn hóa trên đường tròn hệ số sóng đứng

Bước 4: : Với mỗi giao điểm, xác định khoảng cách d từ dẫn nạp chuẩn hóa tới điểm đó theo hướng tải về nguồn

Bước 5: Khử phần ảo bằng cách mắc song song phần tử điện kháng - + jB

2.2.2 Phối hợp trở khỏng sử dụng đường truyền độ dài ẳ bước súng

Bộ biến đổi 1/4 bước sóng chỉ sử dụng khi trở kháng tải chỉ tồn tại phần thực (không có thành phần ảo).

 Sử dụng với băng hẹp hoặc 1 tần số.

 Dễ thiết kế và triển khai.

Một tải phức có thể chuyển thành tải thuần trở bằng cách sử dụng đoạn đường truyền có chiều dài thích hợp hoặc dây chêm nối tiếp/song song phù hợp Kỹ thuật này thường làm thay đổi sự phụ thuộc tần số của tải tương đương và giảm độ rộng băng của sự phối hợp trở kháng Để xác định trở kháng, ta cần xem xét đường truyền trở kháng đặc tính Z1 và áp dụng công thức phù hợp.

Hệ số phản xạ trên đường truyền chính :

Biên độ của hệ số phản xạ:

Giả sử tần số ở lân cận fo khi đó:

2.2.3 Phối hợp trở kháng sử dụng một dây chêm mắc song song

Mạng phối hợp trở kháng sử dụng 1 dây chêm song song chuyển đổi phần thực của tải RL thành Z0 và phần ảo XL thành 0.

Sử dụng 2 tham số có thể điều chỉnh

Do đó mục đích của dây chêm song song:

 Xác định yd và yl từ đó xác định d và l

 Đảm bảo dẫn nạp tổng ytot=yd+ yl=1 Các bước xác thực hiện phối hợp trở kháng 1 dây chêm:

Bước đầu tiên trong quá trình phân tích mạch là xác định trở kháng tải chuẩn hóa trên đồ thị Smith, dựa vào hệ số phản xạ đã cho tại điểm (1) Tiếp theo, lấy giá trị điện dẫn tải chuẩn hóa yL tương ứng với trở kháng tải chuẩn hóa tại điểm (2) và tiến hành vẽ đường tròn hệ số sóng đứng.

 Bước 2: Xác định hai giao điểm của đường tròn hệ số sóng đứng và đường tròn 1±jB (điểm (3) và điểm (3’))

Bước 3: Tại mỗi giao điểm, cần xác định khoảng cách d từ điện dẫn tải chuẩn hóa đến điểm đó, theo hướng tải về nguồn, di chuyển từ điểm (2) đến điểm (3) và điểm (3’).

Bước 4: Từ phần ảo của hai điểm vừa xác định là ±jB, ta suy ra điện dẫn do dây chêm gây ra là yl=±jB tại các điểm (4) và (4’) Từ đó, ta có thể xác định chiều dài dây chêm l từ vị trí ngắn mạch đến vị trí yl=±jB, theo hướng tải về nguồn, di chuyển từ điểm (0) - điểm hở mạch - đến các điểm (4) và (4’).

3.1.1.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẰNG ĐỒ THỊ SMITH

3.1 Phối hợp trở kháng sử dụng phần tử L, C

3.1.1 Phối hợp trở kháng bằng cách mắc nối tiếp L hoặc C a, Trường hợp 1

Hệ số phản xạ tại tải đạt biên độ 0.86 và góc pha -71 độ, cho phép chúng ta xác định đường tròn SWR Đường này kéo dài từ tâm đồ thị Smith đến điểm có góc pha -71 độ, cắt đường tròn SWR tại điểm trở kháng tải chuẩn hóa (ZNL).

 Đường tròn SWR cắt đường tròn 1 ± jB tại điểm Zd1

 Để khử phần ảo, mắc nối tiếp với C có Zc chuẩn hóa = -3.6j

 Khoảng cách từ tải đến vị trí nối C là khoảng cách từ ZNL đến Zd1 theo chiều về nguồn d1 = (0.5 – 0.348) + 0.21 = 0.362 (lamda)

Kết luận : PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử C có Zc bằng -180j ohm tại vị trí cách tải 0.362 lamda b, Trường hợp 2

 Để khử phần ảo, mắc nối tiếp với L có ZL chuẩn hóa = 3.6j

 Khoảng cách từ tải đến vị trí nối C là khoảng cách từ ZNL đến Zd2 theo chiều về nguồn d2 = 0.5 – (0.348-0.29) = 0.442 (lamda)

Kết luận: PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử L có ZL bằng 180j ohm tại vị trí cách tải 0.442 lamda

3.1.2 Phối hợp trở kháng bằng cách mắc song song L hoặc C a, Trường hợp 1

 Trên đường tròn SWR, xác định điểm dẫn nạp chuẩn hóa bằng cách lấy đối xứng điểm ZNL qua tâm ta được điểm YNL

 Đường tròn SWR cắt đường tròn 1 ± jB tại điểm Yd1

 Để khử phần ảo, mắc song song với L có YL chuẩn hóa = -3.6j

 Khoảng cách từ tải đến vị trí nối L là khoảng cách từ YNL đến Yd1 theo chiều về nguồn d1 = 0.21 – 0.1 = 0.11 (lamda)

Kết luận: PHTK bằng cách mắc song song phần tử L có ZL bằng -180j ohm tại vị trí cách tải 0.11 lamda b, Trường hợp 2

 Để khử phần ảo, mắc song song với C có Yc chuẩn hóa = 3.6j

 Khoảng cách từ tải đến vị trí nối C là khoảng cách từ YNL đến Yd2 theo chiều về nguồn d2 = 0.29 – 0.1 = 0.19 (lamda)

Kết luận: PHTK bằng cách mắc song song phần tử C có Zc bằng 180j ohm tại vị trí cách tải 0.19 lamda

3.2 Phối hợp trở khỏng sử dụng đường truyền ẳ bước súng

 Trên đường truyền SWR, dịch điểm tải chuẩn hóa ZNL đến giao điểm của đường tròn với trục ngang của đồ thị

Trên đường tròn SWR, dịch điểm tải chuẩn hóa ZNL theo chiều về nguồn đến điểm Zd1

Zd1 chuẩn hóa = 0.07 Zd1 = 0.07*50 = 3.5 (ohm)

Khoảng cỏch từ tải đến vị trớ đường truyền ẳ bước súng là khoảng cách từ ZNL đến Zd2 theo chiều về nguồn: dmin = 0.5 – 0.348 = 0.152 (lamda)

Zd2 chuẩn hóa = 15 Zd2 = 15*50 = 750 (ohm)

Khoảng cỏch từ tải đến vị trớ đường truyền ẳ bước súng là khoảng cách từ ZNL đến Zd2 theo chiều về nguồn: dmax = dmin + 0.25 = 0.402 (lamda)

Kết luận : PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng tại vị trớ cỏch tải

0.152 lamda, khi đó ZPHTK = 5√7ohm, hoặc tại vị trí 0.402 lamda khi đó ZPHTK 50√15 ohm

3.3 Phối hợp trở kháng sử dụng 1 dây chêm mắc song song a, Trường hợp 1

 Trên đường tròn, dịch điểm YNL theo chiều về nguồn đến Yd1 là giao của đường tròn SWR với đường tròn 1 ± jB

 Khử phần ảo bằng cách mắc song song một đoạn dây chêm có dẫn nạp chuẩn hóa -3.6j Suy ra trở kháng của đoạn dây chêm = -3.6j*50 = -180j ohm

 Khoảng cách từ tải đến vị trí mắc dây chêm là khoảng cách dịch chuyển từ điểm YNL đến điểm Yd1: d1 = 0.21 – 0.1 = 0.11 (lamda)

 Xác định điểm Y1 = -3.6j trên đồ thị smith

- Trường hợp dây chêm ngắn mạch:

Chiều dài dây chêm là khoảng dịch chuyển từ vị trí ngắn mạch đến Y1 theo chiều về nguồn: l1 = 0.293 – 0.25 = 0.043 (lamda)

- Trường hợp dây chêm hở mạch:

Chiều dài dây chêm là khoảng dịch chuyển từ vị trí hở mạch đến Y1 theo chiều về nguồn: l2 = 0.25 + l1 = 0.25 + 0.043 = 0,293 (lamda)

Kết luận, để đạt được sự phối hợp trở kháng hiệu quả cho dây chêm ngắn mạch, cần mắc một đoạn dây chêm song song có trở kháng -180j ohm và chiều dài 0.043 lamda, đặt cách tải 0.11 lamda Đối với dây chêm hở mạch, phối hợp trở kháng yêu cầu mắc một đoạn dây chêm song song có trở kháng -180j ohm và chiều dài 0.293 lamda, cũng tại vị trí cách tải 0.11 lamda.

 Khử phần ảo bằng cách mắc song song một đoạn dây chêm có dẫn nạp chuẩn hóa 3.6j Suy ra trở kháng của đoạn dây chêm = 3.6j*50 = 180j ohm

 Xác định điểm Y2 = 3.6j trên đồ thị smith

Chiều dài dây chêm là khoảng dịch chuyển từ vị trí ngắn mạch đến Y2 theo chiều về nguồn: l1 = 0.25 + 0.207 = 0.457 (lamda)

Chiều dài dây chêm là khoảng dịch chuyển từ vị trí hở mạch đến Y1 theo chiều về nguồn: l2 = 0.207 (lamda)

Kết luận cho dây chêm ngắn mạch là cần phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng một đoạn dây chêm song song có trở kháng 180j ohm và chiều dài 0.457 lamda, đặt tại vị trí cách tải 0.19 lamda Đối với dây chêm hở mạch, cách phối hợp trở kháng tương tự cũng yêu cầu một đoạn dây chêm song song với trở kháng 180j ohm, nhưng chiều dài chỉ là 0.207 lamda, cũng tại vị trí cách tải 0.19 lamda.

4.1 Phối hợp trở kháng dung phần tử L,C

Bảng 4.1 Các thông số cho các phương án sử dụng phần tử L,C

Phương án Loại dây chêm Khoảng cách tới tải d Đơn vị 0.362 0.442 0.11 Đơn vị mm 39.6273 48.3847 12.0414 20,7988

Nối tiếp C Nối tiếp L Song song L

Thiết kế mạch nguyên lý trên ADS:

Hình 4.1 PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử C

Hình 4.2 Kết quả PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử C

Hình 4.3 PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử L

Hình 4.4 Kết quả PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử L

Hình 4.5 PHTK bằng cách mắc song song phần tử L

Hình 4.6 Kết quả PHTK bằng cách mắc song song phần tử L

Hình 4.7 PHTK bằng cách mắc song song phần tử C

Hình 4.8 Kết quả PHTK bằng cách mắc song song phần tử C

4.2 PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước song

Bảng 4.2 Các thông số cho các phương án sử dụng một dây chêm

Phương án Loại dây chêm Khoảng cách tới tải d Đơn vị 0.152 0.402 Đơn vị mm 16.6391 44.006

Thiết kế mạc nguyên lý trên ADS:

Hỡnh 4.9 PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng (1)

Hỡnh 4.10 Kết quả PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng(1)

Hỡnh 4.11 Mạch in PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng(1)

Hỡnh 4.13 Kết quả PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng (2)

Hỡnh 4.14 Mạch in PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng (2)

4.3 PHTK bằng phương pháp mắc song song một dây chêm ngắn mạch

Phương án Loại dây chêm Khoảng cách tới tải d Chiều dài dây chêm l

  Đơn vị 0.11 Đơn vị mm Đơn vị Đơn vị mm

Hình 4.15 PHTK bằng phương pháp mắc song song một dây chêm ngắn mạch (1)

Hình 4.16 Kết quả PHTK bằng phương pháp mắc song song một dây chêm ngắn mạch (1)

Hình 4.17 Mạch in PHTK bằng phương pháp mắc song song một dây chêm ngắn mạch (1)

Hình 4.21 PHTK bằng phương pháp mắc song song một dây chêm hở mạch (4)

Hình 4.22 Kết quả PHTK bằng phương pháp mắc song song một dây chêm hở mạch (4)

Hình 4.23 Mạch in PHTK bằng phương pháp mắc song song một dây chêm hở mạch (4)

Nhận xét: Các kết quả đã ra gần đúng với tính toán lí thuyết, việc tồn tại sai số là do làm tròn trong quá trình tính toán.

 Điểm dấu (marker) được đặt đúng chỗ chưa? Điểm marker đã đặt đúng tần số 1.5 GHz.

 Kết quả mô phỏng phù hợp chưa?

Các kết quả mô phỏng đã phù hợp.

 Các chú thích của kết quả được chỉ thị rõ ràng không? Các chú thích đã rõ ràng.

 Các vấn đề chính của đề bài có được giải thích rõ ràng không? Các vấn đề chính đã được nêu đầy đủ.

 Các kết quả có đảm bảo tiêu chuẩn đề ra không? Các kết quả đã đảm bảo tiêu chuẩn.

 Nếu câu trả lời là có hoặc không, đã có những khảo sát về lý do dẫn đến kết quả đó không?

Sau khi mô phỏng và thu được hệ số phản xạ tại tải nhỏ nhất ở tần số 1.5 GHz, nhóm chúng tôi đã tiến hành thay đổi một số thông số như khoảng cách giữa hai dây chêm, khoảng cách giữa dây chêm và tải, cũng như độ dài dây chêm Kết quả cho thấy mạch không còn phối hợp trở kháng hiệu quả.

LÝ THUYẾT PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG

Giới thiệu các phương pháp PHTK trong yêu cầu

Phối hợp trở kháng là quá trình sử dụng một mạch phối hợp giữa tải và đường truyền sóng nhằm tối ưu hóa công suất truyền và giảm thiểu tổn thất Mạch phối hợp không tổn hao được thiết kế để trở kháng vào nhìn từ đường truyền bằng với trở kháng Z0 của nó, giúp loại bỏ sự phản xạ sóng về phía đường truyền Khi phối hợp trở kháng hiệu quả, công suất truyền cho tải đạt cực đại và tổn thất trên đường truyền là tối thiểu, đồng thời giảm thiểu tín hiệu phản xạ, nhiễu nội mạch và suy hao tín hiệu Yêu cầu phối hợp trở kháng càng chặt chẽ hơn ở tần số cao, đặc biệt trong kỹ thuật bức xạ cao tần (RF), như phối hợp giữa antenna và Tx hay Ampli và loa trong truyền thanh Việc phối hợp trở kháng còn cải thiện tỷ số tín hiệu/tạp nhiễu trong các hệ thống sử dụng các phần tử nhạy cảm và giúp giảm sai số về biên độ và pha trong mạng phân phối công suất siêu cao tần.

2.2.1 Phối hợp trở kháng sử dụng L, C

Phối hợp trở kháng sử dụng mắc nối tiếp L, C

Bước 3: Với mỗi giao điểm, xác định khoảng cách d từ trở kháng tải chuẩn hóa tới điểm đó theo hướng tải về nguồn

Bước 4: Khử phần ảo bằng cách mắc nối tiếp phần tử điện kháng - + jB

Phối hợp trở kháng sử dụng mắc song song L, C

Bước 2 : Xác định dẫn nạp chuẩn hóa bằng cách lấy đối xứng điểm tải chuẩn hóa trên đường tròn hệ số sóng đứng

Bước 4: : Với mỗi giao điểm, xác định khoảng cách d từ dẫn nạp chuẩn hóa tới điểm đó theo hướng tải về nguồn

Bước 5: Khử phần ảo bằng cách mắc song song phần tử điện kháng - + jB

2.2.2 Phối hợp trở khỏng sử dụng đường truyền độ dài ẳ bước súng

Bộ biến đổi 1/4 bước sóng chỉ sử dụng khi trở kháng tải chỉ tồn tại phần thực (không có thành phần ảo).

 Sử dụng với băng hẹp hoặc 1 tần số.

 Dễ thiết kế và triển khai.

Một tải phức có thể chuyển thành tải thuần trở thông qua việc sử dụng đoạn đường truyền có chiều dài phù hợp giữa tải và bộ phối hợp, hoặc áp dụng dây chêm nối tiếp hoặc song song thích hợp Kỹ thuật này thường làm thay đổi sự phụ thuộc tần số của tải tương đương và có thể dẫn đến giảm độ rộng băng của sự phối hợp trở kháng Để xác định trở kháng, cần xem xét đường truyền trở kháng đặc tính Z1 và áp dụng công thức tương ứng.

Hệ số phản xạ trên đường truyền chính :

Biên độ của hệ số phản xạ:

Giả sử tần số ở lân cận fo khi đó:

2.2.3 Phối hợp trở kháng sử dụng một dây chêm mắc song song

Mạng phối hợp trở kháng sử dụng 1 dây chêm song song chuyển đổi phần thực của tải RL thành Z0 và phần ảo XL thành 0.

Sử dụng 2 tham số có thể điều chỉnh

Do đó mục đích của dây chêm song song:

 Xác định yd và yl từ đó xác định d và l

 Đảm bảo dẫn nạp tổng ytot=yd+ yl=1 Các bước xác thực hiện phối hợp trở kháng 1 dây chêm:

Để xác định trở kháng tải chuẩn hóa trên đồ thị Smith, bước đầu tiên là sử dụng hệ số phản xạ đã cho tại điểm (1) Tiếp theo, lấy giá trị điện dẫn tải chuẩn hóa yL đối xứng với trở kháng tải chuẩn hóa tại điểm (2) và vẽ đường tròn hệ số sóng đứng.

 Bước 2: Xác định hai giao điểm của đường tròn hệ số sóng đứng và đường tròn 1±jB (điểm (3) và điểm (3’))

Bước 3: Đối với từng giao điểm, cần xác định khoảng cách d từ điện dẫn tải chuẩn hóa đến điểm đó, theo hướng tải về nguồn, bắt đầu từ điểm (2) và di chuyển đến điểm (3) và điểm (3’).

Bước 4: Từ phần ảo của hai điểm vừa xác định là ±jB, ta suy ra điện dẫn do dây chêm gây ra là yl=±jB tại các điểm (4) và (4’) Tiếp theo, xác định chiều dài dây chêm l từ vị trí ngắn mạch đến vị trí yl=±jB, theo hướng tải về nguồn, đi từ điểm hở mạch (0) đến các điểm (4) và (4’).

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẰNG ĐỒ THỊ SMITH

Phối hợp trở kháng sử dụng phần tử L, C

3.1.1 Phối hợp trở kháng bằng cách mắc nối tiếp L hoặc C a, Trường hợp 1

Hệ số phản xạ tại tải đạt biên độ 0.86 và góc pha -71 độ, cho phép xác định đường tròn SWR Đường này kéo dài từ tâm đồ thị Smith đến điểm góc pha -71 độ, cắt đường tròn SWR tại điểm trở kháng tải chuẩn hóa (ZNL).

Kết luận về dây chêm ngắn mạch cho thấy cần phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng đoạn dây chêm song song có trở kháng -180j ohm và chiều dài 0.043 lamda, đặt cách tải 0.11 lamda Đối với dây chêm hở mạch, phương pháp tương tự được áp dụng với đoạn dây chêm song song có trở kháng -180j ohm và chiều dài 0.293 lamda, cũng cách tải 0.11 lamda.

Kết luận về dây chêm ngắn mạch cho thấy cần phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng một đoạn dây chêm song song có trở kháng 180j ohm và chiều dài 0.457 lamda, đặt tại vị trí cách tải 0.19 lamda Đối với dây chêm hở mạch, cũng cần phối hợp trở kháng bằng một đoạn dây chêm song song tương tự với trở kháng 180j ohm, nhưng chiều dài chỉ 0.207 lamda, cũng ở vị trí cách tải 0.19 lamda.

Phối hợp trở kháng sử dụng 1 dây chêm mắc song song

Kết luận về dây chêm ngắn mạch cho thấy cần phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng một đoạn dây chêm song song có trở kháng -180j ohm và chiều dài 0.043 lamda, được đặt cách tải 0.11 lamda Đối với dây chêm hở mạch, phương pháp tương tự áp dụng với đoạn dây chêm song song có trở kháng -180j ohm và chiều dài 0.293 lamda, cũng được đặt cách tải 0.11 lamda.

Kết luận về việc phối hợp trở kháng cho dây chêm ngắn mạch và dây chêm hở mạch cho thấy rằng, đối với dây chêm ngắn mạch, cần mắc một đoạn dây chêm song song có trở kháng 180j ohm và chiều dài 0.457 lamda tại vị trí cách tải 0.19 lamda Trong khi đó, đối với dây chêm hở mạch, cũng cần mắc một đoạn dây chêm song song với trở kháng 180j ohm nhưng chiều dài chỉ 0.207 lamda, vẫn tại vị trí cách tải 0.19 lamda.

Thực hiện thiết kế

PHTK bằng cách mắc đoạn đường truyền ẳ bước song

Kết luận về dây chêm ngắn mạch cho thấy cần phối hợp trở kháng bằng cách mắc một đoạn dây chêm song song có trở kháng -180j ohm với chiều dài 0.043 lamda, đặt cách tải 0.11 lamda Đối với dây chêm hở mạch, cũng cần phối hợp trở kháng bằng cách mắc một đoạn dây chêm song song có trở kháng -180j ohm, nhưng với chiều dài 0.293 lamda, cũng tại vị trí cách tải 0.11 lamda.

Kết luận về dây chêm ngắn mạch cho thấy cần phối hợp trở kháng bằng cách mắc một đoạn dây chêm song song có trở kháng 180j ohm và chiều dài 0.457 lamda, đặt cách tải 0.19 lamda Đối với dây chêm hở mạch, cần phối hợp trở kháng tương tự với đoạn dây chêm song song có trở kháng 180j ohm và chiều dài 0.207 lamda, cũng tại vị trí cách tải 0.19 lamda.

4.1 Phối hợp trở kháng dung phần tử L,C

Bảng 4.1 Các thông số cho các phương án sử dụng phần tử L,C

Phương án Loại dây chêm Khoảng cách tới tải d Đơn vị 0.362 0.442 0.11 Đơn vị mm 39.6273 48.3847 12.0414 20,7988

Nối tiếp C Nối tiếp L Song song L

Hình 4.1 PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử C

Hình 4.2 Kết quả PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử C

Hình 4.3 PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử L

Hình 4.4 Kết quả PHTK bằng cách mắc nối tiếp phần tử L

Hình 4.5 PHTK bằng cách mắc song song phần tử L

Hình 4.6 Kết quả PHTK bằng cách mắc song song phần tử L

Hình 4.7 PHTK bằng cách mắc song song phần tử C

Hình 4.8 Kết quả PHTK bằng cách mắc song song phần tử C

4.2 PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước song

Phương án Loại dây chêm Khoảng cách tới tải d Đơn vị 0.152 0.402 Đơn vị mm 16.6391 44.006

Thiết kế mạc nguyên lý trên ADS:

Hỡnh 4.10 Kết quả PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng(1)

Hỡnh 4.11 Mạch in PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng(1)

Hỡnh 4.13 Kết quả PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng (2)

Hỡnh 4.14 Mạch in PHTK bằng cỏch mắc đoạn đường truyền ẳ bước súng (2)

PHTK bằng phương pháp mắc song song một dây chêm ngắn mạch

Phương án Loại dây chêm Khoảng cách tới tải d Chiều dài dây chêm l

  Đơn vị 0.11 Đơn vị mm Đơn vị Đơn vị mm

Nhận xét: Các kết quả đã ra gần đúng với tính toán lí thuyết, việc tồn tại sai số là do làm tròn trong quá trình tính toán.

Tiêu đề	Phân Tích Thiết Kế Mạch Phối Hợp Trở Kháng
Tác giả	Trần Văn Đạt, Phạm Thị Đăng
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Khắc Kiểm
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Điện Tử
Thể loại	báo cáo
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	6,37 MB