BÀI TẬP ĐIỆN TỬ CAO TẦN

BÀI TẬP
ĐIỆN TỬ CAO TẦN


Thực hiện: Nhóm VT


Problem 9.25
In Section 9.7.3 we have listed equation (9.112) for the IP definition of a two-stage
amplifier
a) Derive a generalized formula for the IP computation of an N-stage amplifier
b) Compute the total IP and the noise figure of the N-stage amplifier assuming that all
stages are identical and have IPout = 35dBm, F = 2dB, and G = 8dB

a) Theo công thức 9.112 ta có:

1
1

IPtot 1 / IP2  1 / G2 IP1

Công thức này có thể được viết lại thành 1  1  1
IPtot IP2 G2 IP1
Với ba tầng (N=3), ta có:
Mở rộng với N tầng:
Noise:

Ftot  F1 

1
1

1
1



IPtot IP3 G3 IP2 G3G2 IP1

1
1
1
1
1



 ... 
IPtot IPN GN IPN 1 GN GN 1 IPN  2
GN GN 1...G2 IP1

FN  1
F2  1 F3  1

 ... 
G1
G1G2
G1G2 ...GN 1


Problem 9.25
In Section 9.7.3 we have listed equation (9.112) for the IP definition of a two-stage

amplifier
a) Derive a generalized formula for the IP computation of an N-stage amplifier
b) Compute the total IP and the noise figure of the N-stage amplifier assuming that all
stages are identical and have IPout = 35dBm, F = 2dB, and G = 8dB
35 / 10
 3162 mW
b) Với IPout  10

F  102 /10  1.585

G  108 /10  6.3096

1
1
1


 IPout ( N  2)  2729 mW  34 .36 dBm
N=2, tính được
IPtot 3162 3162  6.3096
Tương tự với N=3: IPout ( N  3)  34 .2675 dBm
Với N  

ta thấy chuỗi IPout

tiến về giá trị

IPout ( N  )  IPout (1  G 1 )  3162 (1  6.3096 1 )  2660 .86 mW  34 .2502 dBm
Xét về noise:

1.5849  1
 1.6776  2.2469dB
6.3096
1.5849  1 1.5849  1
Ftot ( N  3)  1.5849 

 1.6923  2.2847dB
2
6.3096
6.3096
Ftot ( N  2)  1.5849 


Problem 9.26
Design a 15-dB broadband amplifier using a BJT with feedback loop. Calculate the
value of the feedback resistor and find the minimum collector current of the
transistor. Assume that the amplifier is operated at T=300K

Mạch đã được nêu
trong hình 9.24-a như
dưới đây

Ta có S 21  15 dB  5.62
Điện trở hồi tiếp R1 được tính bởi công thức:

R1  Z 0 (1  S 21 )  331 
R1 1  S 21
g

g



m
mm in
Vì
nên giá trị nhỏ nhất của
2
Z0
Z0
gm:
I
R
g mm in  C  12  0.132 S
VT Z 0
Từ đó giá trị dòng thu nhỏ nhất của transistor là

IC 

VT R1
 3.4mA
2
Z0

Giá trị điện trở R2 tính bằng công thức

Z 02 1
R2 

R1 g m

Problem 9.27
A transistor has the following S-parameters:
S11  0.61152 0 , S12  0.179 0 , S 21  1.89 55 0 , and S 22  0.47   30 0
Design an amplifier for minimum noise figure if

Fmin  3dB, opt  0.52 1530 , and Rn  9

Trước tiên cần phải xem xét transistor có ổn định hay không. Bằng việc
tính toán thông số ổn định Rollett và xác định ma trận thông số S, ta được
k=1.11 > 1 và ||=0.11 < 1. Do đó transistor này ổn định không điều kiện.
0
Yêu cầu “minimum noise figure”  S  opt  0.52 153

Từ đó tínhout  S 22 

S12 S 21S
 0.54   410
1  S11S

Để đạt hệ số khuếch đại cao nhất ta dùng một tải sao cho hệ số phản xạ
*
0
tại tải bằng với liên hợp phức hệ số phản xạ tại ngõ ra:
L  out  0.54 41

Từ giá trị này ta tính được

(1  L ) S 21 (1  S )
2

GT 

2

2

(1  S11S )(1  S 22L )  S12 S 21L S

2

 6.95 dB


9.29 An amplifier has a transducer gain of GT = 25 dB and
a 200 MHz bandwidth. The noise figure is given as F=2.5 dB
and the 1 dB gain compression point is measured as
Pout ,1dB =20 dBm.Calculate the dynamic range and the
spurious- free dynamic range of the amplifier if IPout = 40
dBm. Assume that the amplifier is operated at room
temperature.
Giải: Sử dụng công thức 9.106, ở nhiệt độ phòng T = 300K,
ta được: Pn,out  10 log( kT )  10 log B  GT  F   63 .3 dB
Giả sử minimum detectable signal power là 3 dB trên
mức nhiễu, ta có: Pout ,mds  Pn ,out  3dB   60 .3 dB

=> the dynamic range: d R  pout ,1dB  pout ,mds  80 .3 dB

Sử dụng công thức 9.108, ta tìm được spurious-free
dynamic range:

2
2
d f  ( IPout  GT  Pin ,mds  ( IPout  IPout ,mds )  66.9 dB