Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực siêu cao tần sử dụng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần và công nghệ gia công mạch dải chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu các sản phẩm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (456.77 KB, 36 trang )
Bộ KH & CN Bộ quốc phòng
Trung tâm KhKt - CnQs
Viện Rađa
Đề tài độc lập cấp Nhà nớc:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích
cực siêu cao tần sử dụng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần
và công nghệ gia công mạch dải.
CHỉ TIÊU Kỹ THUậT và yêu cầu
các sản phẩm
M số: ĐTĐL- 2005/28G
Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Ngọc Minh
6715-10
11/01/2007
Hà Nội - 2007
Bản quyền 2007 thuộc Viện Rađa
Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trởng
Viện Rađa trừ trờng hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu.
2
Mục lục
Trang
I. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ chuyển mạch điốt pin dải sóng mét 3
ii. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng mét 6
iiI. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ hạn chế điốt pin dải sóng cm 11
Iv. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng cm 14
V. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ dao động siêu cao tần dải sóng cm 19
Vi. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ trộn tần cân bằng dải sóng cm 23
vii. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ cộng/chia công suất dải sóng cm..27
Viii. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ lọc dải dải sóng cm 30
iX. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ tiền khuếch đại trung tần máy thu...32
X. Chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ tự động bám tần số 34
Phụ lục: Qui trình công nghệ lắp ráp kiểm tra các sản phẩm 36
3
I. chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ chuyển mạch điốt pin dải sóng mét
Bộ chuyển mạch điốt PIN dải sóng mét cần đạt các chỉ tiêu kỹ thuật và các
yêu cầu chính sau:
- Dải tần làm việc, [MHz]: 160- 250
- Tổn hao đi qua, [dB]: < 3
- Mức hạn chế, [dB]: 40
- Điện áp nguồn nuôi, [V]: +5, -12
- Trở kháng vào - ra, []: 50.
Trong rađa 556 công suất lọt trung bình sau đèn cặp nhả điện là tơng
đối lớn, phụ thuộc vào chất lợng đèn cặp nhả điện. Để đa đợc bộ khuếch đại
tạp thấp vào thay thế khối , vấn đề đợc đặt ra là phải bảo vệ đợc bộ
khuếch đại tạp thấp không bị đánh thủng bởi công suất lọt, cần đa thêm vào bộ
hạn chế công suất làm việc nh một bộ chuyển mạch cao tần.
Trong tuyến thu cao tần cải tiến này chúng tôi sử dụng bộ chuyển mạch
điốt PIN dải sóng mét/bộ ghép định hớng 20 dB ở đầu vào để bảo vệ bộ khuếch
đại không bị đánh thủng bởi công suất lọt với các đặc trng kỹ thuật nh trên.
1. Tiêu chuẩn lựa chọn linh kiện:
- Bán dẫn đợc nhập theo lô đợc chuẩn hóa các tham số do hãng cung cấp.
- Nếu sử dụng bán dẫn có đặc trng tơng đơng cần xây dựng mạch test để so
sánh.
- Các điện trở có công suất 1/10W, các giá trị cho phép sai số 5 %.
- Các tụ điện cho phép sai số 5 %
STT Ký hiệu Giá trị Ghi chú Sai số
01 Đ1, Đ2 2A510A Điốt Nga
02 Đ3, Đ4, Đ5, Đ6 2A517A Điốt Nga
03 C1, C2, C3, C5 4700 pF Tụ chíp 5 %
04 C4 100 pF Tụ chíp 5 %
05 C6, C8 1,08 pF Làm trên mạch dải
06 C7 3,16 pF Làm trên mạch dải
07 R1, R2
25
Trở chíp 5 %
08 R3, R4
50
Trở chíp 5 %
09 L1, L2, L3 84,6 nH Làm trên mạch dải
4
2. Tiêu chuẩn lắp ráp mảng mạch:
Tiến hành lắp ráp theo sơ đồ nguyên lý (hình 1).
- Mảng mạch in cần đợc nối đất trên nhiều điểm dọc theo đờng tín hiệu từ đầu
vào đến đầu ra.
- Dùng ôm kế đo điện trở đến đất của mạch in đến vỏ hộp 0,1 .
III3
III2
III1
SO DO NGUYEN LY MACH HAN CHE CONG SUAT
2
1
4
3
Y2 5 435 036Y 1 5 435 043
Xung dieu khien 2
Xung dieu khien 1
INPUT
OUT PUT
Vo may
Vo may
Tin hieu tao gia
E6E4
E5E3
7
3,6
5
2
1
E2
E1
Po r t
P1
Po r t
P2
R
R4
R=50 Ohm
C
C6
C=1.08 pF
C
C7
C=3.16 pF
C
C8
C=1.08 pF
R
R2
R=25 Ohm
R
R3
R=50 Ohm
C
C4
C=100 pF
C
C5
C=4700 pF
PIN
D6
PIN
D4
PIN
D5
PIN
D3
C
C1
C=4700 pF
R
R1
R=25 Ohm
C
C3
C=4700 pF
C
C2
C=4700 pF
L
L3
L=84.6 nH
L
L2
L=84.6 nH
L
L1
L=84.6 nH
PIN
D2
PIN
D1
Hình 1: Sơ đồ nguyên lý bộ chuyển mạch điốt PIN dải sóng m.
3. Tiêu chuẩn cần đạt khi kiểm tra chế độ làm việc tĩnh:
Sau khi lắp ráp hoàn thiện, ta tiến hành kiểm tra chế độ làm việc tĩnh của bộ
chuyển mạch điốt PIN dải sóng mét/bộ ghép định hớng 20 dB, chuẩn bị đa vào
làm việc với các máy đo.
a. Thiết lập chế độ cho máy phân tích mạng:
- Đặt tần số START: 160 MHz
- Đặt tần số STOP: 250 MHz
- Đặt công suất phát SOURCE POWER: - 40 dB
- Đặt phép đo S21 tại kênh 2
- Chọn CAL KIT: 50 .
b. Kiểm tra bộ ghép định hớng 20 dB:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích mạng nh phần a.
- Nối cổng 1 của máy phân tích mạng với đầu vào tạo giả của bộ chuyển
mạch điốt PIN.
5
- Nối đầu ra của bộ chuyển mạch điốt PIN với cổng 2 của máy phân tích
mạng.
- Bật nguồn phát RF của máy phân tích mạng.
- Quan sát giá trị hệ số ghép định hớng hiển thị trên máy phân tích mạng.
4. Tiêu chuẩn đánh giá tổn hao đi qua và mức hạn chế của bộ hạn chế:
- Thiết lập chế độ làm việc cho máy phân tích mạng nh mục 3 phần a.
- Nối cổng 1 của máy phân tích mạng với đầu vào của bộ chuyển mạch điốt
PIN.
- Nối đầu ra của bộ chuyển mạch điốt PIN với cổng 2 của máy phân tích
mạng.
- Bật nguồn phát RF của máy phân tích mạng.
- Nối đầu tạo xung điều khiển 1 với đầu vào Đk1 của bộ chuyển mạch điốt
Pin, đầu tạo xung điều khiển 2 với đầu vào Đk2 của bộ chuyển mạch điốt
Pin. Quan sát giá trị tổn hao đi qua trên máy phân tích mạng.
- Nối đầu tạo xung điều khiển 2 với đầu vào Đk1 của bộ chuyển mạch điốt
Pin, đầu tạo xung điều khiển 1 với đầu vào Đk2 của bộ chuyển mạch điốt
Pin. Quan sát giá trị mức hạn chế trên máy phân tích mạng. Giá trị thu
đợc 40 dB 0,5 dB.
- Tiến hành điều chỉnh các giá trị linh kiện sao cho mức hạn chế đạt đợc
40 dB 0,5 dB.
Quá trình đo hiệu chỉnh bộ chuyển mạch điốt PIN dải sóng mét chỉ đợc thực
hiện trong PTN với các phơng tiện đo tơng đơng.
6
ii. chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng mét
Bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng mét cần đạt các chỉ tiêu kỹ thuật và các
yêu cầu chính sau:
- Dải tần làm việc, [MHz ]
- Hệ số tạp, [dB]
- Hệ số khuếch đại, [dB]
- Độ không đồng đều hệ số khuếch đại trong toàn dải tần, [dB]
- Điểm nén hệ số khuếch đại 1 dB (min), [dBm]
- Điện áp nguồn nuôi, [V]
- Hệ số sóng đứng vào/ra (max)
- Trở kháng vào - ra, []
160- 250
3
> 25
< 1dB
10
+12
1,5:1
50
Khối khuếch đại cao tần tạp thấp dải sóng mét cần đạt chỉ tiêu có thể thay
thế 1/1 khối của đài rađa 556. Kết cấu đảm bảo phối hợp với trở kháng
vào của anten đờng truyền trên đài 556 và phối hợp với máy thu. Các đầu
giắc vào/ra hoàn toàn tơng thích, có nguồn nuôi độc lập hoặc sử dụng dễ dàng
nguồn trên đài.
Khối khuếch đại tạp thấp đợc thiết kế trên quan điểm để thay thế khối
.
1. Tiêu chuẩn lựa chọn linh kiện:
- Bán dẫn đợc nhập theo lô đợc chuẩn hóa các tham số do hãng cung cấp.
- Nếu sử dụng bán dẫn có đặc trng tơng đơng cần xây dựng mạch test để so
sánh.
- Các điện trở có công suất 1/10W, các giá trị cho phép sai số 5 %.
- Các tụ điện cho phép sai số 5 %/.
STT Ký hiệu Giá trị Ghi chú Sai số
01 T1 MAR-8SM Modul khuếch đại
02 T2 NBB-300 Modul khuếch đại
03 C1 15 pF Tụ chíp 5 %
04 C2, C3, C10 4700 pF Tụ chíp 5 %
05 C4, C5 100 pF Tụ chíp 5 %
7
06 C6, C7 2,2 nF Tụ chíp 5 %
07 R1, R2
170
Trở chíp 5 %
08 C8 18 pF Tụ chíp 5 %
09 C9 20 pF Tụ chíp 5 %
10 R3
100
Trở chíp 5 %
11 L1, L2 84,6 nH Làm trên mạch dải
12 L3 5 nH Cuộn cảm (tự cuốn)
13 L4 45 nH Cuộn cảm (tự cuốn)
14 L5 15 nH Cuộn cảm (tự cuốn)
15 L6, L7 72 nH Cuộn cảm (tự cuốn)
2. Tiêu chuẩn lắp ráp bản mạch:
Tiến hành lắp ráp theo sơ đồ nguyên lý (hình 2).
- Mảng mạch in cần đợc nối đất trên nhiều điểm dọc theo đờng tín hiệu từ
tầng 1 đến tầng 2.
- Dùng ôm kế đo điện trở đến đất của mạch in đến vỏ hộp 0,1 .
+12V
E2
E1
1
2
3
Y2 5 407 002
1
51
3
2
Y1 5 030 012
3
4
2
2
SO DO NGUYEN LY MACH KHUECH DAI TAP T HAP
C
C9
C=27 pF {t}
L
L3
L=2.5 nH {t}
C
C8
C=21.06 pF {t}
L
L7
L=36 nH {t}
L
L5
L=14.4 nH {t}
L
L4
L=54.45 nH {t}
L
L6
L=48.24 nH {t}
S2P
SN P2
File="C:\ADS2005A\DUCHANH\Tao_LIB_prj\data\ne34018_20mA.txt"
2
1
Re f
S2P
SN P1
File="C:\ADS2005A\DUCHANH\Tao_LIB_prj\data\NBB-300.txt"
2
1
Re f
R
R3
R=100 Ohm
Term
Term2
Z=50 Ohm
Num=2
Term
Term3
Z=50 Ohm
Num=3
Term
Term1
Z=50 Ohm
Num=1
C
C1
C=15 pF
C
C10
C=4700 pF
L
L1
C
C4
C=100 pF
C
C6
C=2.2 nF
C
C2
C=4700 pF
R
R1
R=170 Ohm
R
R2
R=170 Ohm
C
C3
C=4700 pF
C
C5
C=100 pF
C
C7
C=2.2 nF
L
L2
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng mét
3. Tiêu chuẩn cần đạt của chế độ làm việc tĩnh:
Sau khi lắp ráp hoàn thiện, tiến hành kiểm tra chế độ làm việc khi cha có
tín hiệu cao tần (chế độ tĩnh).
Chế độ tĩnh đợc kiểm tra thông qua việc đo các giá trị điện áp tại các
điểm test.
- Dùng Vôn kế một chiều có trở kháng vào 10 K/V.
- Trong sơ đồ, các giá trị test nh sau:
8
U
B1
= 1,40 V; U
C1
= 7,69 V
U
B2
= 2,82 V; U
C2
= 3,31 V
Các tầng khuếch đại sử dụng Transistor công nghệ GaAs có tham số kỹ
thuật đặc trng nh sau:
- Dải tần làm việc: 160- 250 MHz
- Hệ số khuếch đại: 15 dB
- Đặc trng tạp điển hình: < 3,0 dB
4. Tiêu chuẩn đánh giá hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tạp thấp:
Sau khi hoàn thành bớc kiểm tra chế độ làm việc khi cha có tín hiệu cao
tần, ta tiếp tục tiến hành kiểm tra điều chỉnh hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại
cao tần tạp thấp, chuẩn bị đa vào làm việc với các máy đo.
- Máy phân tích mạng véc tơ HP 8720D
- Máy phân tích phổ HP 8593E
- Máy phát sóng quét HP 83752B.
a. Thiết lập chế độ cho máy phân tích mạng:
- Đặt tần số START: 160 MHz
- Đặt tần số STOP: 250 MHZ
- Đặt công suất phát SOURCE POWER: - 40 dB
- Đặt phép đo S21 tại kênh 2
- Chọn CAL KIT: 50 .
b. Đặt chế độ làm việc cho máy phân tích phổ:
- Đặt tần số trung tâm: 200 MHz
- Chế độ quét SPAN: 50 MHz
- Đặt mức suy giảm REF LEVEL: 10 dB
- Đặt thang đo: 10 dB/vạch.
c. Thiết lập chế độ cho máy phát sóng quét:
- Đặt tần số làm việc CW: 200 MHz
- Đặt công suất phát POWER LEVEL: - 80 dB
- Đặt chế độ điều chế PULSE MODE: Internal.
d. Kiểm tra hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng mét:
9
Cách 1: Dùng máy phân tích mạng véc tơ:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích mạng nh phần a.
- Nối cổng 1 của máy phân tích mạng với đầu vào của bộ khuếch đại
- Nối đầu ra 1 của bộ khuếch đại với cổng 2 của máy phân tích mạng.
- Nối đầu ra 2 của bộ khuếch đại với tải 50.
- Bật nguồn nuôi cho bộ khuếch đại.
- Bật nguồn phát RF của máy phân tích mạng.
- Quan sát giá trị hệ số khuếch đại hiển thị trên máy phân tích mạng.
Cách 2: Dùng máy phát sóng quét và máy phân tích phổ:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phát sóng quét và máy phân tích phổ
nh phần b và c.
- Nối đầu ra máy phát sóng quét với đầu vào bộ khuếch đại
- Nối đầu ra 1 của bộ khuếch đại với đầu vào máy phân tích phổ
- Nối đầu ra 2 của bộ khuếch đại với tải 50.
- Bật nguồn nuôi cho bộ khuếch đại.
- Bật nguồn phát RF cho máy phát sóng quét và quan sát kết quả trên máy
phân tích phổ.
5. Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tạp của bộ khuếch đại tạp thấp:
Sau khi hoàn thành bớc kiểm tra hệ số khuếch đại, ta tiếp tục tiến hành kiểm
tra hệ số tạp của bộ khuếch đại cao tần âm thấp, chuẩn bị đa vào làm việc với
các máy đo.
- Máy phân tích hệ số tạp N8975A
- Nguồn phát tạp 346A
a. Thiết lập chế độ cho máy phân tích hệ số tạp N8975A:
- Đặt tần số START: 160 MHz
- Đặt tần số STOP: 250 MHZ
b. Kiểm tra hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng cm:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích hệ số tạp nh phần a.
- Nối đầu ra của nguồn phát tạp 346A với đầu vào của bộ khuếch đại
10
- Nối đầu ra 1 của bộ khuếch đại với đầu vào INPUT 50 của máy phân
tích hệ số tạp.
- Nối đầu ra 2 của bộ khuếch đại với tải 50.
- Bật nguồn nuôi cho bộ khuếch đại.
- Quan sát giá trị hệ số tạp hiển thị trên máy phân tích hệ số tạp trong dải đo
từ 2,7 GHz 3,1 GHz. Giá trị thu đợc < 3 dB.
- Tiến hành điều chỉnh các giá trị linh kiện sao cho hệ số tạp đạt đợc < 3
dB.
Quá trình đo hiệu chỉnh bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng mét chỉ đợc thực
hiện trong PTN với các phơng tiện đo tơng đơng.
11
iiI. chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ hạn chế điốt pin dải sóng cm
Bộ hạn chế điốt PIN dải sóng cm cần đạt các chỉ tiêu kỹ thuật và các yêu
cầu chính sau:
- Dải tần làm việc, [GHz]: 2,7- 3,1
- Tổn hao đi qua, [dB]: < 3
- Mức hạn chế, [dB]: 40
- Điện áp nguồn nuôi, [V]: +5, -12
- Trở kháng vào - ra, []: 50.
Trong rađa -37 công suất lọt trung bình sau đèn cặp nhả điện là tơng
đối lớn, khoảng P =80mW ữ300mW (liên tục), phụ thuộc vào chất lợng đèn cặp
nhả điện. Để đa đợc bộ khuếch đại tạp thấp vào thay đèn YB-99 vấn đề đợc
đặt ra là phải bảo vệ đợc bộ khuếch đại tạp thấp không bị đánh thủng bởi công
suất lọt, cần đa thêm vào bộ hạn chế công suất làm việc nh một bộ chuyển
mạch cao tần.
Trong tuyến thu cao tần cải tiến này chúng tôi sử dụng bộ chuyển mạch/
hạn chế điốt PIN dải sóng cm ở đầu vào để bảo vệ bộ khuếch đại không bị đánh
thủng bởi công suất lọt với các đặc trng kỹ thuật nh trên.
1. Tiêu chuẩn lựa chọn linh kiện:
- Các tụ điện cho phép sai số 5 %.
STT Ký hiệu Giá trị Ghi chú Sai số
01 Đ1, Đ2 MA4L401 Điốt Mỹ
02 Đ3, Đ4 MLP7100 Điốt Mỹ
03 Đ5 2A510A Điốt Nga
04 Đ6 5082-3040 Điốt Mỹ
05 C2, C5, C8, C11, C12 10 pF Tụ chíp 5 %
2. Tiêu chuẩn lắp ráp mảng mạch:
Tiến hành lắp ráp theo sơ đồ nguyên lý (hình 3).
- Mảng mạch in cần đợc nối đất trên nhiều điểm dọc theo đờng tín hiệu từ
tầng 1 đến tầng 3.
- Dùng ôm kế đo điện trở đến đất của mạch in đến vỏ hộp 0,1 .
12
MLIN
TL3 0
L=4 m m
W =0. 3 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL28
L=35 mm
W=0.3 mm
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL26
L=10.5 m m
W=0.3 mm
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL27
L=10.5 m m
W=0.3 mm
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL1 0
L=30 m m
W =0. 3 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL9
L=30 m m
W=0. 3 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MLIN
TL2 4
L=9. 45 mm
W =4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL2 5
L=9. 45 mm
W=4. 852 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MLIN
TL32
L=4 mm
W =4. 85 2 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL29
L=11 mm
W =4. 8 52 m m
Sub s t =" M Sub1 "
S_Par am
SP1
St ep=0. 01 G Hz
St op=3 . 2 G Hz
St ar t=2 . 6 G Hz
S-P ARAM ETERS
VI A2
V12
W=100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 m m
D=0. 5 mm
VI A2
V13
W=10 0 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1.57 m m
D=0.5 m m
MLIN
TL33
L=9. 45 mm
W =4. 85 2 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL34
L=9. 45 mm
W =4. 85 2 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL3 5
L=9. 45 mm
W=4. 852 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MLIN
TL3 1
L=9. 45 mm
W=4. 852 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MLIN
TL3 6
L=9. 45 mm
W =4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL3 7
L=9. 45 mm
W=4. 852 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
C
C12
C=10 pF
C
C1 0
C=0.35 pF
R
R9
R=1 5 M O hm
C
C1 1
C=10 pF
C
C9
C=1. 2 pF
R
R8
R=3.5 M Ohm
C
C8
C=10 pF
Ter m
Ter m 2
Z=50 O hm
Num =2
VI A2
V11
W=10 0 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1.57 m m
D=0.5 m m
M LSUBSTRATE2
Su b s t 1
Layer Type[ 2] =gr ound
Layer Type[ 1] =signal
Cond[ 2] =1. 0E+50
T[ 2] =36e- 3 m m
Cond[ 1] =1. 0E+50
T[ 1] =36e- 3 m m
TanD=9e- 4
H= 1 . 5 7 m m
Er =2. 2
Dielectric-i : ER[i], H[i], TAND[i]
M etal-i : T[i], CO ND[i], TYPE[i]
Metal-2
Metal-1
Dielec t ric- 1
VI A2
V1 0
W =100 m m
Rh o = 1 . 0
T=0. 2 m m
H= 1 . 5 7 m m
D= 0 . 5 m m
VI A2
V9
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 mm
D=0. 5 mm
VI A2
V3
W=100 m m
Rh o =1 . 0
T=0. 2 m m
H=1 . 57 m m
D=0 . 5 m m
VI A2
V4
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 mm
D=0. 5 mm
VI A2
V6
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 mm
D=0. 5 mm
C
C7
C=0.35 pF
R
R1
R=1 5 M O hm
R
R2
R=15 M O hm
C
C6
C=0.35 pF
VI A2
V7
W=100 m m
Rh o =1 . 0
T=0. 2 m m
H=1 . 57 m m
D=0 . 5 m m
VI A2
V8
W =100 m m
Rh o = 1 . 0
T=0. 2 m m
H= 1 . 5 7 m m
D= 0 . 5 m m
MSUB
MSub2
Rough=0 m m
TanD=9e- 4
T=36e- 3 m m
Hu= 1 0 m m
Cond=1. 0E+50
Mur=1
Er =2. 2
H=1. 57 mm
MSub
ML4CTL_V
CLin 1
ReuseRLG C=no
RL G C_ F ile =
Layer [4] =1
Layer [3] =1
Layer [2] =1
Layer [1] =1
W[ 4]=3. 148 m m
S[ 3] =0. 0667 m m
W[ 3]=4. 231 m m
S[ 2] =0. 396 m m
W[ 2]=4. 131 m m
S[ 1] =0. 0666 m m
W[ 1]=3. 145 m m
Lengt h=16. 017 m m
Subst =" Subst 1"
MLIN
TL8
L=18.9 mm
W=4. 852 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MLIN
TL2 0
L=18. 9 mm
W =4. 85 2 m m
Subst =" M Sub1"
VI A2
V1
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 mm
D=0. 5 mm
VI A2
V2
W =100 m m
Rho=1. 0
T=0. 2 m m
H=1. 57 mm
D=0. 5 mm
MSUB
MSub1
Rough=0 m m
Tan D=9e- 4
T=36e- 3 m m
Hu = 1 0 m m
Cond=1. 0E+50
Mur=1
Er =2. 2
H= 1 . 5 7 m m
MSub
MLIN
TL22
L=9. 45 mm
W =4. 85 2 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL2 1
L=9. 45 mm
W=4. 852 mm
Sub s t = " M Su b 1 "
MLIN
TL1 9
L=9.45 m m
W=4. 852 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MLIN
TL18
L=9. 45 m m
W=4. 852 m m
Subst =" M Sub1"
C
C5
C=10 pF
MTEE
Tee 6
W3=4.852 mm
W2=2.775 mm
W1=2.775 mm
Su b s t =" M Sub1 "
MLIN
TL1 6
L=6. 426 mm
W=2. 775 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
M CURVE
Cu r v e4
Radius=3. 643 m m
Angle=180
W=2. 775 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MTEE
Tee 5
W3 =4. 852 m m
W2 =2. 775 m m
W1 =2. 775 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MLIN
TL1 5
L=6. 426 mm
W=2. 775 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MCURVE
Cu r v e3
Radius=3. 643 m m
Angle=180
W=2. 775 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MTEE
Tee 4
W3 =4. 852 m m
W2 =2. 775 m m
W1 =2. 775 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MTEE
Tee3
W 3=4. 8 52 m m
W 2=2. 7 75 m m
W 1=2. 7 75 m m
Subst =" M Sub1"
M CURVE
Cur v e 2
Radius=3. 6 43 m m
Angle=180
W =2. 7 75 m m
Subst ="M Sub1"
MLIN
TL2
L=6. 426 mm
W=2. 775 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MTEE
Tee2
W 3=4. 8 52 m m
W 2=2. 7 75 m m
W 1=2. 7 75 m m
Subst =" M Sub1"
M CURVE
Cu r v e 1
Radius=3. 643 m m
Angle=180
W =2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
MLIN
TL1
L=6. 426 mm
W=2. 775 m m
Sub s t = " M Su b 1 "
MTEE
Tee1
W 3=4. 852 m m
W 2=2. 775 m m
W 1=2. 775 m m
Subst =" M Sub1"
R
R4
R=1 5 M O hm
C
C3
C=0. 3 5 pF
C
C1
C=0.35 pF
R
R3
R=1 5 M O hm
C
C2
C=10 pF
Ter m
Ter m 1
Z=50 O hm
Nu m = 1
Hỡnh 3
: S nguyờn lý b chuyn mch/ hạn chế it PIN di súng cm
3. Tiêu chuẩn cần đạt khi kiểm tra chế độ làm việc tĩnh:
Sau khi lắp ráp hoàn thiện, ta tiến hành kiểm tra chế độ làm việc tĩnh của bộ
hạn chế, chuẩn bị đa vào làm việc với các máy đo.
- Máy phân tích mạng véc tơ HP 8720D
a. Thiết lập chế độ cho máy phân tích mạng:
- Đặt tần số START: 2,7 GHz
- Đặt tần số STOP: 3,1 GHZ
- Đặt công suất phát SOURCE POWER: - 40 dB
- Đặt phép đo S21 tại kênh 2
- Chọn CAL KIT: 50 .
b. Kiểm tra mức tổn hao đi qua của bộ chuyển mạch điốt PIN:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích mạng nh phần a.
- Nối cổng 1 của máy phân tích mạng với đầu vào của bộ chuyển mạch điốt
PIN.
- Nối đầu ra của bộ chuyển mạch điốt PIN với cổng 2 của máy phân tích
mạng.
- Bật nguồn phát RF của máy phân tích mạng.
- Quan sát giá trị tổn hao đi qua đợc hiển thị trên máy phân tích mạng
13
4. Tiêu chuẩn đánh giá mức hạn chế của bộ chuyển mạch điốt PIN:
- Thiết lập chế độ làm việc cho máy phân tích mạng nh mục 3 phần a.
- Nối cổng 1 của máy phân tích mạng với đầu vào của bộ chuyển mạch điốt
PIN.
- Nối đầu ra của bộ chuyển mạch điốt PIN với cổng 2 của máy phân tích
mạng.
- Bật nguồn phát RF của máy phân tích mạng.
- Nối xung điều khiển cho bộ chuyển mạch điốt PIN.
- Quan sát đáp ứng tần số hiển thị trên máy phân tích mạng trong dải đo từ
2,7 GHz 3,1 GHz. Giá trị thu đợc 40 dB 0,5 dB.
- Tiến hành điều chỉnh các giá trị linh kiện sao cho mức hạn chế đạt đợc
40 dB 0,5 dB.
Quá trình đo hiệu chỉnh bộ hạn chế điốt PIN dải sóng cm chỉ đợc thực hiện
trong PTN với các phơng tiện đo tơng đơng.
14
Iv. chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng Cm
Bộ khuếch đại cao tần tạp thấp dải sóng cm cần đạt các chỉ tiêu kỹ thuật và
các yêu cầu chính sau:
- Dải tần làm việc: (2,7- 3,1 ) GHz
- Hệ số tạp: < 3 dB
- Hệ số khuếch đại: > 25 dB
- Độ không đồng đều hệ số khuếch đại trong toàn dải tần: < 1 dB
- Điểm nén hệ số khuếch đại 1 dB (min): 10 dBm
- Hệ số sóng đứng vào/ra (max): 1,5:1
- Trở kháng vào, ra: 50.
- Nguồn nuôi cung cấp cho bộ KĐTT là nguồn nuôi + 12V.
Khối khuếch đại cao tần tạp âm thấp dải sóng cm cần đạt chỉ tiêu có thể
thay thế 1/1 đèn sóng chạy YB - 99 của đài rađa -37. Kết cấu đảm bảo phối
hợp với trở kháng vào của anten đờng truyền trên đài rađa -37 dải sóng cm và
phối hợp với máy thu. Các đầu giắc vào/ra hoàn toàn tơng thích, có nguồn
nuôi độc lập hoặc sử dụng dễ dàng nguồn trên đài. Khối khuếch đại tạp thấp
đợc thiết kế trên quan điểm để thay thế 1/1 đèn YB - 99.
Tham số kỹ thuật của đèn YB - 99 nh sau:
- Dải tần làm việc: (2,7 3,1) GHz
- Hệ số tạp: < 3 dB
- Hệ số khuếch đại: > 17 dB
- Điện áp nguồn nuôi: + 12 V
- Hệ số sóng đứng vào ra: 1,5 : 1
- Trở kháng vào ra: 50 .
- Điện áp sợi đốt: 2,8V.
- Điện áp cực điều khiển: 16V.
- Điện áp anod: 700V.
- Điện áp Collector: 1200V.
- Dòng sợi đốt: 0,73A (1A).
15
- Dòng mạch sóng chậm: -2àA (20à).
- Dòng collector: 200 ữ 600àA (480à).
Tham số kỹ thuật của khối khuếch đại tạp thấp theo đăng ký tham số của
đề tài nh sau:
- Dải tần làm việc: (2,7 3,1) GHz
- Hệ số tạp: < 3 dB
- Hệ số khuếch đại: > 25 dB
- Độ không đồng đều hệ số khuếch đại: < 1 dB
- Điểm nén hệ số khuếch đại 1 dB: 10
- Điện áp nguồn nuôi: + 12 V
- Hệ số sóng đứng vào ra: 1,5 : 1
- Trở kháng vào ra: 50 .
- Khối khuếch đại cao tần đợc bảo vệ khỏi xung dò từ máy phát lọt vào
máy thu trong thời gian xung kích phát của đài nhờ khối bảo vệ thụ
động dòng điốt PIN có tốc độ chuyển mạch cao.
1. Tiêu chuẩn lựa chọn linh kiện:
- Bán dẫn đợc nhập theo lô đợc chuẩn hóa các tham số do hãng cung cấp.
- Nếu sử dụng bán dẫn có đặc trng tơng đơng cần xây dựng mạch test để so
sánh.
- Các điện trở có công suất 1/10W, các giá trị cho phép sai số 5 %.
- Các tụ điện cho phép sai số 5 %
STT Ký hiệu Giá trị Ghi chú Sai số
01 T1 ATF -13336 Modul khuếch đại
02 T2 MGA- 86576 Modul khuếch đại
03 C5, C6, C7 10 pF Tụ chíp 5 %
04 C2, C3, C9 2.2 nF Tụ chíp 5 %
05 C1, C4, C8 100 pF Tụ chíp 5 %
06 R1
47
Trở chíp 5 %
07 R2
10 K
Trở chíp 5 %
08 R3, R5, R7
15 K
Trở chíp 5 %
09 R4, R6
680
Trở chíp 5 %
10 L2, L3, L5 ADCH-80 (RF choke)
16
2. Tiêu chuẩn lắp ráp mảng mạch:
Tiến hành lắp ráp theo sơ đồ nguyên lý (hình 4).
- Mảng mạch in cần đợc nối đất trên nhiều điểm dọc theo đờng tín hiệu từ
tầng 1 đến tầng 2.
- Dùng ôm kế đo điện trở đến đất của mạch in đến vỏ hộp 0,1 .
Vb
Vc
Term
Term4
Z=50 Ohm
Num=2
MLIN
TL13
L=2.5 mm
W=1.4 mm
Su bs t= "MSu b1 "
C
C7
C=10 pF
L
L5
R=
L=400 nH
C
C8
C=100 pF
C
C9
C=2.2 nF
MLIN
TL7
L=2.5 mm
W=0.3 mm
Subst="MSub1"
MLIN
TL9
L=2.5 mm
W=1.4 mm
Subst="MSub1"
R
R6
R=680 Ohm
R
R7
R=15 k Ohm
V_ DC
SR C 3
Vd c =5 V
MLIN
TL8
L=2.5 mm
W=1.4 mm
Subst="MSub1"
sp_hp_MGA-86576_1_19921201
SN P2
Noise Frequency="{1.00 - 8.00} GHz"
Frequency="{0.50 - 10.00} GHz"
Bias ="Amplifier: Vd=5V"
L
L4
R=
L=3 nH {t}
MLIN
TL11
L=2.5 mm
W=1.4 mm
Su bs t= "MSu b1 "
L
L1
R=
L=3.2 nH {t}
MLIN
TL5
L=2.325 mm {t}
W=0.3 mm
Sub st=" MSub1 "
C
C6
C=10 pF {t}
C
C5
C=10 pF {t}
MLIN
TL1
L=2.5 mm
W=1.4 mm
Sub st=" MSub1 "
V_D C
SRC1
Vdc =- 5 V
C
C2
C=2.2 nF
V_ DC
SRC2
Vd c= 5 V
S_ Par am
SP1
Step=0.01 GHz
Sto p= 4 G Hz
Sta rt=2 GH z
S-PARAMET ERS
L
L3
R=
L=400 nH
L
L2
R=
L=400 nH
MLIN
TL6
L=2.5 mm
W=0.3 mm
Sub st=" MSub 1"
MLIN
TL2
L=2.5 mm
W=1.4 mm
Subst="MSub1"
C
C1
C=100 pF
C
C4
C=100 pF
C
C3
C=2.2 nF
R
R1
R=4 Ohm
R
R5
R=15 kOhm
Term
Term1
Z=50 Ohm
Num=1
MLIN
TL4
L=2.5 mm
W=1.4 mm
Sub st=" MSub1 "
MLIN
TL3
L=2.5 mm
W=1.4 mm
Sub st=" MSub 1"
R
R4
R=680 Ohm
R
R3
R=15 kOhm
MSUB
MSub 1
Rough=0 mm
TanD=1.42e-3
T=36e-3 mm
Hu=10 mm
Cond=1.0E+50
Mur =1
Er =4.7
H=0.8 mm
MSub
sp_hp_ATF-13336_19921201
SN P1
Noise Frequency="{2.00 - 14.00} GHz"
Frequency="{2.00 - 16.00} GHz"
Bias="Fet: Vds=2.5V Id=20mA"
Hình 4: Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại tạp thấp
3. Tiêu chuẩn cần đạt của chế độ làm việc tĩnh:
Sau khi lắp ráp hoàn thiện, tiến hành kiểm tra chế độ làm việc khi cha có
tín hiệu cao tần (chế độ tĩnh).
Chế độ tĩnh đợc kiểm tra thông qua việc đo các giá trị điện áp tại các
điểm test.
- Dùng Vôn kế một chiều có trở kháng vào 10 K/V.
- Trong sơ đồ, các giá trị test nh sau:
U
B1
= -2,50 V; U
C1
= 3,76 V
U
B2
= 2,82 V; U
C2
= 3,31 V
Các tầng khuếch đại sử dụng Transistor công nghệ GaAs có tham số kỹ
thuật đặc trng nh sau:
- Dải tần làm việc: 2,7 3,1 GHz
- Hệ số khuếch đại: 15 dB
- Đặc trng tạp điển hình: < 3,0 dB
17
4. Tiêu chuẩn đánh giá hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tạp thấp:
Sau khi hoàn thành bớc kiểm tra chế độ làm việc khi cha có tín hiệu cao
tần, ta tiếp tục tiến hành kiểm tra điều chỉnh hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại
cao tần âm thấp, chuẩn bị đa vào làm việc với các máy đo.
- Máy phân tích mạng véc tơ HP 8720D
- Máy phân tích phổ HP 8593E
- Máy phát sóng quét HP 83752B.
a. Thiết lập chế độ cho máy phân tích mạng:
- Đặt tần số START: 2,7 GHz
- Đặt tần số STOP: 3,1 GHZ
- Đặt công suất phát SOURCE POWER: - 40 dB
- Đặt phép đo S21 tại kênh 2
- Chọn CAL KIT: 50 .
b. Đặt chế độ làm việc cho máy phân tích phổ:
- Đặt tần số trung tâm: 2,98 GHz
- Chế độ quét SPAN: 100 MHz
- Đặt mức suy giảm REF LEVEL: 10 dB
- Đặt thang đo: 10 dB/vạch.
c. Thiết lập chế độ cho máy phát sóng quét:
- Đặt tần số làm việc CW: 2.98 GHz
- Đặt công suất phát POWER LEVEL: - 80 dB
- Đặt chế độ điều chế PULSE MODE: Internal.
d. Kiểm tra hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng cm:
Cách 1: Dùng máy phân tích mạng véc tơ:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích mạng nh phần a.
- Nối cổng 1 của máy phân tích mạng với đầu vào của bộ khuếch đại
- Nối đầu ra của bộ khuếch đại với cổng 2 của máy phân tích mạng.
- Bật nguồn nuôi cho bộ khuếch đại.
- Bật nguồn phát RF của máy phân tích mạng.
- Quan sát giá trị hệ số khuếch đại hiển thị trên máy phân tích mạng.
18
Cách 2: Dùng máy phát sóng quét và máy phân tích phổ:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phát sóng quét và máy phân tích phổ
nh phần b và c.
- Nối đầu ra máy phát sóng quét với đầu vào bộ khuếch đại
- Nối đầu ra bộ khuếch đại với đầu vào máy phân tích phổ
- Bật nguồn nuôi cho bộ khuếch đại.
- Bật nguồn phát RF cho máy phát sóng quét và quan sát kết quả trên máy
phân tích phổ.
5. Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tạp của bộ khuếch đại tạp thấp:
Sau khi hoàn thành bớc kiểm tra hệ số khuếch đại, ta tiếp tục tiến hành kiểm
tra hệ số tạp của bộ khuếch đại cao tần âm thấp, chuẩn bị đa vào làm việc với
các máy đo.
- Máy phân tích hệ số tạp N8975A
- Nguồn phát tạp 346A
a. Thiết lập chế độ cho máy phân tích hệ số tạp N8975A:
- Đặt tần số START: 2,7 GHz
- Đặt tần số STOP: 3,1 GHZ
b. Kiểm tra hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng cm:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích hệ số tạp nh phần a.
- Nối đầu ra của nguồn phát tạp 346A với đầu vào của bộ khuếch đại
- Nối đầu ra của bộ khuếch đại với đầu vào INPUT 50 của máy phân tích
hệ số tạp.
- Bật nguồn nuôi cho bộ khuếch đại.
- Quan sát giá trị hệ số tạp hiển thị trên máy phân tích hệ số tạp trong dải đo
từ 2,7 GHz 3,1 GHz. Giá trị thu đợc < 3 dB.
- Tiến hành điều chỉnh các giá trị linh kiện sao cho hệ số tạp đạt đợc < 3
dB.
Quá trình đo hiệu chỉnh bộ khuếch đại tạp thấp dải sóng cm chỉ đợc thực
hiện trong PTN với các phơng tiện đo tơng đơng.
19
V. chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ dao động siêu cao tần dải sóng cm
Bộ dao động siêu cao tần dải sóng cm cần đạt các chỉ tiêu kỹ thuật và các
yêu cầu chính sau:
- Dải tần làm việc [GHz]:
- Công suất ra [dBm]:
- Độ ổn định công suất ra [dB]:
- Độ ổn định tần số:
- Dải điều chỉnh bằng điện [MHz]:
- Các hài [dBc]:
- Nguồn cung cấp [V]:
- Hệ số sóng đứng:
2,7 ữ3,1
10
2
10.10
-6
700
<-18
+12, 0ữ15
1,2
1. Tiêu chuẩn lựa chọn linh kiện:
- Bán dẫn đợc nhập theo lô đợc chuẩn hóa các tham số do hãng cung cấp.
- Nếu sử dụng bán dẫn có đặc trng tơng đơng cần xây dựng mạch test để so
sánh.
- Các điện trở có công suất 1/10W, các giá trị cho phép sai số 5 %.
- Các tụ điện cho phép sai số 5 %
STT Ký hiệu Giá trị Ghi chú Sai số
01 T1 MFR -2369 Modul dao động
02 T2 MGA- 86576 Modul khuếch đại
03 T3 NBB-300 Modul khuếch đại
04 C1, C7, C12 100 pF Tụ chíp 5 %
05 C2, C8, C11 2.2 nF Tụ chíp 5 %
06 C3, C5, C6, C9 10 pF Tụ chíp 5 %
07 R1
56
Trở chíp 5 %
08 R2
560
Trở chíp 5 %
09 R3
1,8 K
Trở chíp 5 %
10 R4
10 K
Trở chíp 5 %
11 R5
100
Trở chíp 5 %
12 R6, R7
68
Trở chíp 5 %
13 R8
36
Trở chíp 5 %
14 R9
10
Trở chíp 5 %
15 R10
110
Trở chíp 5 %
16 L1 85 nH Cuộn cảm
17 L2 50 nH Cuộn cảm
20
18 L3 10 nH Cuộn cảm
19 L4, L5 ADCH-80 (RF choke)
2. Tiêu chuẩn lắp ráp mảng mạch:
Tiến hành lắp ráp theo sơ đồ nguyên lý (hình 5).
- Mảng mạch in cần đợc nối đất trên nhiều điểm dọc theo đờng tín hiệu từ
tầng 1 đến tầng 3.
- Dùng ôm kế đo điện trở đến đất của mạch in đến vỏ hộp 0,1 .
+5V
N BB-3 0 0
-12V
U_Varactor
+12V
1
3
4
2
R
R9
R=10 Ohm
L
L1
L=85.0 nH
L
L2
L=50.0 nH
L
L3
L=10.0 nH
C
C4
C=47.0 pF
C
C5
C=10 pF
L
L5
C
C2
C=10 nF
C
C1
C=100 pF
C
C3
C=10 pF
C
C9
C=10 pF
C
C6
C=10 pF
C
C8
C=2.2 nF
C
C7
C=100 pF
sp_mot_MRF2369_8_19920301
SN P3
Frequency="{0.10 - 2.00} GHz"
Bias="Bjt: Vce=10V Ic =50mA"
R
R4
R=10 kOhm
Amplifier 2
D1
Por t
RF_OUT
C
C11
C=2.2 nF
C
C12
C=100 pF
L
L4
R
R10
R=110 Ohm
Amplifier2
T1
R
R6
R=68 Ohm
R
R8
R=36 Ohm
R
R7
R=68 Ohm
R
R5
R=100 Ohm
R
R3
R=1.8 kOhm
R
R2
R=560 Ohm
R
R1
R=56 Ohm
sp_hp_MGA-86576_1_19921201
SN P1
Noise Frequency="{1.00 - 8.00} GHz"
Frequency="{0.50 - 10.00} GHz"
Bia s = "Amp lifie r : Vd= 5 V"
Hình 5: Sơ đồ nguyên lý bộ dao động siêu cao tần dải sóng cm
3. Tiêu chuẩn cần đạt của chế độ làm việc tĩnh:
Sau khi lắp ráp hoàn thiện, tiến hành kiểm tra chế độ làm việc tĩnh.
Chế độ tĩnh đợc kiểm tra thông qua việc đo các giá trị điện áp tại các
điểm test.
- Dùng Vôn kế một chiều có trở kháng vào 10 K/V.
- Trong sơ đồ, các giá trị test nh sau: U
C1
= -10,16 V; U
E1
= -10,00 V
U
B2
= 0,01 mV; U
C2
= 4,76 V
U
B3
= 2,82 V; U
C3
= 3,31 V
Các tầng khuếch đại sử dụng Transistor công nghệ GaAs có tham số kỹ
thuật đặc trng nh sau:
- Dải tần làm việc: 2,7 3,1 GHz
- Hệ số khuếch đại: 15 dB
- Đặc trng tạp điển hình: < 3,0 dB.
21
4. Tiêu chuẩn đánh giá chế độ dao động:
Sau khi hoàn thành bớc kiểm tra chế độ làm tĩnh, ta tiếp tục tiến hành kiểm
tra điều chỉnh sự dao động của bộ dao động, chuẩn bị đa vào làm việc với các
máy đo.
- Máy phân tích phổ HP 8593E
- Máy đếm tần HP5361B
- Máy đo tổng hợp siêu cao tần Marconi 6200B.
a. Đặt chế độ làm việc cho máy phân tích phổ:
- Đặt tần số trung tâm: 2,98 GHz
- Chế độ quét SPAN: 300 MHz
- Đặt mức suy giảm REF LEVEL: 10 dB
- Đặt thang đo: 10 dB/vạch.
b. Thiết lập chế độ cho máy đếm tần HP5361B: Đầu vào đo 1.
c. Thiết lập chế độ cho máy đo tổng hợp siêu cao tần 6200B:
Dải tần đo: 1 GHz - 4 GHz
d. Kiểm tra các tham số kỹ thuật của bộ dao động siêu cao tần::
Cách 1: Dùng máy phân tích phổ HP8593E:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích phổ nh phần a.
- Nối đầu ra của bộ VCO với cổng vào INPUT của máy phân tích phổ;
- Nối nguồn điện áp cung cấp cho bộ VCO.
- Quan sát giá trị hiển thị trên máy phân tích phổ, nếu các giá trị đo đợc (bao
gồm tần số và công suất ra) nằm trong giá trị đề ra thì bộ VCO đạt yêu cầu.
Cách 2: Dùng máy đếm tần HP5361B:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy đếm tần nh phần b.
- Nối đầu ra của bộ VCO với cổng vào INPUT1 của máy đếm tần,
- Nối nguồn điện áp cung cấp cho bộ VCO.
- Quan sát giá trị hiển thị trên máy đếm tần, nếu giá trị tần số đo đợc nằm
trong giá trị đề ra thì bộ VCO đạt yêu cầu.
Cách 3: Dùng máy đo tổng hợp siêu cao tần 6200B:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy đếm tần nh phần c.
22
- Nối đầu ra của bộ VCO với đầu vào bộ chia đôi công suất;
- Đầu ra 1 của bộ chia đôi công suất nối với đầu vào A của máy đo tổng hợp
siêu cao tần 6200B;
- Đầu ra 2 của bộ chia đôi công suất nối với đầu vào COUNTER của máy đo
tổng hợp siêu cao tần 6200B;
- Nối đầu ra Voltage / current output của máy đo tổng hợp siêu cao tần 6200B
với giắc cấp nguồn Varactor của bộ VCO;
- Nối nguồn điện áp cung cấp cho bộ VCO.
- Tiến hành đo tần số và công suất của bộ VCO: Đọc giá trị tần số và công
suất tại điểm dấu trên màn hình máy đo tổng hợp siêu cao tần, nếu các giá trị đo
đợc nằm trong giá trị đề ra thì bộ VCO đạt yêu cầu.
Quá trình đo hiệu chỉnh bộ dao động dải sóng cm chỉ đợc thực hiện trong
PTN với các phơng tiện đo tơng đơng.
23
Vi. chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu sản phẩm đối với
bộ trộn tần cân bằng dải sóng cm
Bộ trộn tần cân bằng dải sóng cm cần đạt các chỉ tiêu kỹ thuật và các yêu
cầu chính sau:
- Dải tần làm việc, GHz
- Tần số IF, MHz
- Tổn hao cực đại trên toàn bộ dải tần, dB
- Độ phân cách LO-RF, dB
- Độ phân cách LO-IF, dB
2,7 3,1
DC- 200
7,0
40
40
Ra đa 37 có 5 kênh thu phát riêng biệt làm việc ở 5 tần số độc lập
trong dải tần số từ khoảng 2,7 GHz đến 3,1 GHz. Mỗi kênh thu có 1 bộ trộn tần
trên ống sóng. Để đảm bảo cho bộ trộn tần khi thiết kế mới có thể thay thế đợc
tất cả các bộ trộn tần hiện có trong ra đa 37, bộ trộn tần đợc thiết kế mới
phải là bộ trộn tần dải rộng và phải đạt đợc các chỉ tiêu kỹ thuật nh trên.
1. Tiêu chuẩn lựa chọn linh kiện:
- Các tụ điện cho phép sai số 5 %.
STT Ký hiệu Giá trị Ghi chú Sai số
01 Đ1, Đ2 HMPS-
2820
Điốt Mỹ
02 C1, C2, C3 15 pF Tụ chíp 5 %
03 C4 68 pF Tụ chíp 5 %
04 C5, C6 150 pF Tụ chíp 5 %
05 L1 410 nH Làm trên mạch dải
06 L3, L4 180 nH Làm trên mạch dải
2. Tiêu chuẩn lắp ráp mảng mạch:
Tiến hành lắp ráp theo sơ đồ nguyên lý (hình 6).
- Mảng mạch in cần đợc nối đất trên nhiều điểm dọc theo đờng tín hiệu từ đầu
vào đến đầu ra.
- Dùng ôm kế đo điện trở đến đất của mạch in đến vỏ hộp 0,1 .
24
RF_OUTPUT
MCU RV E
Curve1
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
Term
Term2
Z=50 Ohm
Num=2
C
C2
C=150 pF
L
L3
L=180 nH
C
C3
C=68 pF
L
L1
L=410 nH
L
L4
L=180 nH
C
C1
C=150 pF
MT EE
Tee3
W3=0.935 mm
W2=0.463 mm
W1=0.463 mm
Subst="MSub1"
Port
P4
Num=4
Port
P3
Num=3
Port
P2
Num=2
Port
P1
Num=1
MCU RV E
Curve6
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
ML IN
TL2
L=0.935 mm
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MCURVE
Curve5
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
ML IN
TL1
L=0.935 mm
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MC UR V E
Curve4
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MT E E
Tee4
W3=0.935 mm
W2=0.463 mm
W1=0.463 mm
Subst="MSub1"
MC UR V E
Curve3
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MCU RV E
Curve2
Radius=11.153 mm
Angle=60
W=0.463 mm
Subst="MSub1"
MT EE
Tee2
W3=0.935 mm
W2=0.463 mm
W1=0.463 mm
Subst="MSub1"
MT EE
Tee1
W3=0.935 mm
W2=0.463 mm
W1=0.463 mm
Subst="MSub1"
Hình 6: Sơ đồ nguyên lý bộ trộn tần cân bằng dải sóng cm
3. Tiêu chuẩn cần đạt khi kiểm tra các tham số của bộ trộn:
Sau khi lắp ráp hoàn thiện, ta tiến hành kiểm tra điều chỉnh hệ số trộn của bộ
trộn, chuẩn bị đa vào làm việc với các máy đo.
- Máy phân tích mạng véc tơ HP 8720D
- Máy phân tích phổ HP 8593E
- Máy phát sóng quét HP 83752B.
a. Đặt chế độ làm việc cho máy phân tích phổ:
- Đặt tần số trung tâm: 30 MHz
- Chế độ quét SPAN: 10 MHz
- Đặt mức suy giảm REF LEVEL: 10 dB
- Đặt thang đo: 10 dB/vạch.
b. Thiết lập chế độ cho máy phân tích mạng:
- Đặt tần số START: 2,5 GHz
- Đặt tần số STOP: 3,5 GHZ
- Đặt công suất phát SOURCE POWER: - 10 dB
- Chọn CAL KIT: 50 .
- Nhấn cal receiver cal.
- Nhấn take rCVR CAL SWEEP.
25
Khi hiệu chuẩn xong có thể quan sát đợc mức công suất 0 dBm.
- Để lựa chọn dạng trộn tần (trộn lên hay trộn xuống), nhấn các phím sau
đây:
- DOWN CONVERTER.
- RF > LO.
c. Thiết lập chế độ cho máy phát sóng quét:
- Đặt tần số làm việc CW: 2,98 GHz
- Đặt công suất phát POWER LEVEL: - 25 dB
- Đặt chế độ điều chế PULSE MODE: Internal
- Đặt độ rộng xung: 1 às.
d. Kiểm tra các tham số của bộ trộn:
Cách 1: Dùng máy phân tích mạng véc tơ:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích mạng nh phần b.
- Nối cổng 1 của máy phân tích mạng với đầu vào RF của bộ trộn
- Nối đầu ra IF của bộ trộn với cổng 2 của máy phân tích mạng.
- Nối nguồn cho LO của bộ trộn
- Bật nguồn phát RF của máy phân tích mạng
- Quan sát giá trị hiển thị trên máy phân tích mạng.
Cách 2: Dùng máy phát sóng quét và máy phân tích phổ:
- Thiết lập chế độ làm việc của máy phát sóng quét và máy phân tích phổ
nh phần a và c.
- Nối đầu ra máy phát sóng quét với đầu vào bộ trộn
- Nối đầu ra IF bộ trộn với đầu vào bộ lọc thông thấp
- Nối đầu ra bộ lọc thông thấp với máy phân tích phổ
- Nối đầu LO của bộ trộn với bộ dao động ngoại sai
- Bật nguồn nuôi cho bộ dao động ngoại sai
- Bật nguồn cho máy phát sóng quét và quan sát kết quả trên máy phân tích
phổ.
4. Tiêu chuẩn đánh giá tổn hao của bộ trộn tần cân bằng:
- Thiết lập chế độ làm việc cho máy phân tích mạng nh mục 3 phần b.
