دانلود فایل پاورپوینت تقویت کننده های توان

بخشی از پاورپوینت

--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----

اسلاید 1 :

مثال RF CHOKE

قله جریانی که ازM1درشکل زیر می گذردچه قدراست؟فرض کنیدL1به اندازه کافی بزرگ است ولذا می توان آن رادرفرکانس موردنظرمداربازفرض کردکه دراین حالت به آن خفه کننده فرکانسی رادیویی یا RFCگفته می شود.

اگرL1بزرگ باشدجریان ثابتی IL1    ازآن خواهدگذشت.اگرM1شروع به خاموش شدن کند،این جریان ازRLخواهدگذشت ومنجربه ایجادولتاژثابتی به اندازه IL1RL     خواهد شد.برعکس،اگرM1به طورکامل روشن شود،جریان سلف وجریان منفی برابر با IL1    ازRLبه سمت ترانزیستور رابه داخل خود می کشد،بنابراین قله دامنه ولتاژ به -IL1RL      خواهد رسید.لذا قله جریان ترانزیستور خروجی برابر با 400mAخواهد بود.

اسلاید 2 :

قراردادن شبکه تطبیق

 جهت کاهش قله ولتازخروجی یک شبکه تطبیق بین تقویت کننده توان وبارقرارداده می شود.این شبکه مقاومت باررابه یک مقاومت کوچکتر،RT،انتقال  می دهد.بنابراین می توان باسوئینگ های ولتاژکوچک

تر،توان موردنیازرابه بارمنتقل کرد.

درتقویت کننده توان بالایک وات توان بامنبع ولتاژ1ولت به مقاومت بارRL=50Ωمنتقل می شودمقدارRT

بنابراین شبکه تطبیق باید RLراباضریب 100کوچک کند.شکل بالا مثالی ازیک ترانسفورماتوربدون تلفات راکه نسبت تعداد دورهای آن 1:10است نشان می دهدکه سوئینگ ولتاژ2-Vppدردرین ترانزیستورM1رابه سوئینگ 20-Vpp تبدیل می کند.ازمنظری دیگر،ترانسفورماتورولتاژ

درین راباضریب 10تقویت می کند.

مقدارسوئینگ ولتاژقله تاقله،Vpp،دردرین ترانزیستورM1تقریبابرابر2ولت است.ازآنجا که:

اسلاید 3 :

مثالی ازطبقه سورس مشترک بابارسلفی

ولتازهای VxوVoutدرشکل زیررادرصورتی که M1آن قدرجریان بکشدتاVxرابه صفرببرد،برحسب زمان رسم کنید.فرض کنید شکل موج ها سینوسی هستند.هم چنین ،فرض کنیدL1وC1عناصری ایده آل وبسیاربزرگ هستند.

درنبود سیگنال،Vx=VDDوVout=0.بنابراین ولتاژدوسرC1باVDDبرابرخواهدبود.هم چنین مشاهده می کنیم درحالت ماندگارمقدار

متوسط Vxبایدهمواره برابرVDDباشد،زیراL1ایده آل است وبنابراین باید ولتاژمتوسطی برابر باصفرداشته باشد.یعنی،اگرVxازVDD

تانزدیک صفربرود،بایدازVDDتاحدود2VDDهم برودتامتوسط VxبرابرباVDDشود،شکل موج ولتاژخروجی همان شکل Vxخواهدبود

که به اندازه VDDبه پایین جابه جا شده است.

اسلاید 4 :

اثرجریان های بزرگ

اگرعرض ترانزیستورخروجی به اندازه کافی بزرگ انتخاب شودتا بتواندجریان بزرگ راازخودعبوردهد،خازن ورودی نیزبزرگ خواهد شد،بنابراین طراحی طبقات ماقبل بامشکل مواجه می شود.

مامیتوانیم این مشکل راباافزایش تدریجی ابعاد طبقات بین مخلوط کننده های بالابروطبقه خروجی حل کنیم.

مشکل دیگری که ازحمل جریان های acبزرگ درتقویت کننده های توان ناشی می شود،مربوط به پارازیتی های بسته بندی است.

جریان های بزرگ هم چنین می توانندمنجربه تلفات بزرگ درشبکه تطبیق شوند.

اسلاید 5 :

مثال پارازیت های بسته بندی

ترانزیستور خروجی درمثال قبل جریانی بین صفرتا4آمپررادرفرکانس 1GHZحمل می کند.حداکثرسلف قابل تحمل سیمک های اتصال که به صورت سری با سورس ترانزیستور قرار می گیردمشروط به این که افت ولتاژدوسراین سلف کمتراز

100mVباشد،چقدراست؟

  جریان درین M1به صورت تقریبی برابر است با:

  که درآن I0 = 2 A وω0 = 2π(1 GHz)است.افت ولتازدوسر سلف سورس،Ls  ،برابر است با:

  که به مقدارحداکثر LSω0I0 می رسد.اگربخواهیم این افت ولتاژ کمتراز100میلی ولت باشد داریم:

 مقداربسیارکوچک است.(سلف یک سیمک اتصال معمولا بیشتراز 1nHاست ).

اسلاید 6 :

بازده

بازده تقویت کننده های توان با دومعیارتعریف می شود:یکی (بازده درین)در پیاده سازی با ترانزیستورهایFETیا بازده کلکتوردرپیاده

سازی باترانزیستورهای دوقطبی که به صورت زیر تعریف می شود:

که در ان PLتوان متوسط تحویلی به باروPsuppتوان متوسطی که ازمنبع ولتاژکشیده شده است را نشان می دهد.

بازده توان افزوده به صورت زیرتعریف می شود:

که دران Pinمتوسط توان ورودی است.

درباره بازده توان افزوده طبقه سورس مشترک بحث کنید.

درفرکانس های پایین تامتوسط ،امپدانس ورودی خازنی است وبنابراین متوسط توان ورودی صفراست.بنابراین

PAE = η

 درفرکانس های بالا به دلیل پسخورناشی ازگیت –درین یک بخش حقیقی درZinایجادشدهوباعث می شوداز دهانه ورودی توان بیشتری کشیده شودبنابراین PAE < η.درتقویت کننده های توان بدون بار،ممکن است یک مقاومت ورودی 50Ωبه صورت تعمدی وارد کنیم که درآن PAE < ηخواهدشد.

اسلاید 7 :

خطسانی

مشخصه یابی تقویت کننده توان با دوآزمون عمومی غیرخطسانی براساس تن های غیرمدوله شده آغاز می شود:  اینترمدولاسیون و فشردگی.

فرض کنید ورودی مدوله شده به صورت زیرباشد:

خروجی می تواند به صورت روبه رو نوشته شود:

فرض می کنیم هردوی A(t)وØ(t) توابه غیرخطی و ایستا ازدامنه ورودی ،a(t)،هستند.به بیان دیگر:

اسلاید 8 :

تبدیل AM/AMوتبدیلAM/PMومدل رپ

A[a(t)] and Φ[a(t)] represent “AM/AM conversion” and “AM/PM conversion”, respectively

 برای طبقات پشت سرهم مدل کلی ممکن است پیچیده باشدورفتارAوØمتفاوت شود.

 برای طبقات پشت سرهم مدل کلی ممکن است پیچیده باشدورفتارAوØمتفاوت شود.

 این مدل که فقط غیرخطسانی ایستارادرنظرمیگیرد،درطراحی تقویت کننده های توان مدارمجتمع پرطرفدارتراست.

اسلاید 9 :

تقویت کننده های توان تک سر(Ⅰ)

 مزایای تقویت کننده های تک سر:آنتن معمولا تک سراست ،و مدارهای فرکانس رادیویی تک سررا

راحت تر ازمدارهای مشابه تفاضلی آن ها می توان تست کرد.

مشکل اول تقویت کننده های تکسر:اول آنکه نیمی ازبهره ولتاژفرستنده رابه هدر می دهندزیراتنها یک خروجی ازبالابر دریافت می کنند.

این مشکل را می توان بااستفاده ازدوبه تک سربین بالابروتقویت کننده توان حل کرد.اما دوبه تک سردارای تلفات است.

اسلاید 10 :

تقویت کننده های توان تک سر(Ⅱ)

  مشکل دوم تقویت کننده های توان تک سرازجریان های لحظه ای خیلی بزرگ که ازمنبع تغذیه به سمت زمین می کشدناشی می شود.

سلف سیمک اتصال تغذیه  LB1،اگربا LDقابل مقایسه باشدمی تواندعملکرد نوسانیوامپدانسی شبکه

  خروجی راتغییردهد.LB1باعث می شودکمی ازسیگنال طبقه خروجی ازطریق خطVDDبه طبقات ماقبل نشت کرده وباعث ایجادتموج درپاسخ فرکانس یاناپایداری شود،به طور مشابه سیمک اتصال زمین،LB2،

باعث ایجادپسخوروتضعیف عملکردخروجی می شود.