THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI NHIỄU THẤP HOẠT ĐỘNG Ở TẦN SỐ 5.8GHz CÓ ĐỘ LỢI LỚN HƠN 15dB CỰC TIỂU HỆ SỐ NHIỄU

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN VIỄN THÔNG
---------------

BÁO CÁO TIỂU LUẬN
MÔN MẠCH TÍCH HỢP SIÊU CAO TẦN

Đề tài: THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI NHIỄU
THẤP HOẠT ĐỘNG Ở TẦN SỐ 5.8GHz CÓ ĐỘ LỢI
LỚN HƠN 15dB & CỰC TIỂU HỆ SỐ NHIỄU

GVHD:
NHÓM 1:

TS. HUỲNH PHÚ MINH CƯỜNG
HỒ QUỐC TÍN
NGUYỄN TRẦN THANH LÂM

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 6 NĂM 2016

1570849
1570635


LỜI CẢM ƠN
Nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy – TS Huỳnh Phú Minh Cường về
những bài học đầy tính thực tiễn về mạch tích hợp siêu cao tần.
Thầy đã truyền đạt rất nhiều kiến thức bổ ích cũng như kinh nghiệm quý báu đúc kết
được qua quá trình nghiên cứu và làm việc thực tế của Thầy mà không giáo trình nào có được.

Những kiến thức đó, góp phần giúp chúng em có một cái nhìn tổng quan sâu sắc về ngành học và
sự phát triển của ngành học trong tương lại, nhờ đó có thể định hướng con đường nghiên cứu
đúng đắn hơn.
Vì thời gian và kiến thức nghiên cứu tiểu luận có hạn nên không tránh được thiếu sót,
nhóm rất mong nhận được sự góp ý và chỉnh sửa từ Thầy để bài tiểu luận thêm hoàn chỉnh.
Kính chúc Thầy nhiều sức khỏe, niềm vui và thành công hơn nữa trong cuộc sống.
Trân trọng
TP.HCM, ngày 14 tháng 6 năm 2016
Nhóm thực hiện
Nguyễn Trần Thanh Lâm - Hồ Quốc Tín


Mục lục

1 YÊU CẦU THIẾT KẾ
Thiết kế mạch khuếch đại tại tần số 5.8GHz có độ lợi lớn hơn 15dB và cực tiểu hệ số nhiễu

2 TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN
1.1 Chọn linh kiện phù hợp
Từ yêu cầu đề bài, nhóm đã thực hiện tìm kiếm Transistor có thông số kỹ thuật phù hợp với yêu
cầu của mạch khuếch đại.
Transistor sử dụng trong báo cáo này là BFU730F (NPN wideband silicon germanium RF
trasistor)


Thông số kỹ thuật của Transistor như sau:
-

Low noise high gain microwave transistor
Noise figure (NF) = 0.8 dB at 5.8 GHz

High maximum power gain 18.5 dB at 5.8GHz
110 GHz fT silicon germanium technology

Ma trân tán xạ [S] và các thông số cần thiết để thiết kế tại tần số 5.8GHz như sau:
Thông số
S11
S12
S21
S22
Fmin
opt

RN
1.2

Giá trị
0.427∟159.24o
0.062∟43.4o
6.652∟51.51o
0.183∟-69.14o
1.0107
0.118∟200o
0.1069

Kiểm tra độ ổn định của Transistor
- Tính :
= S11 S22 - S12 S21 = (0.427∟159.24o)( 0.183∟-69.14o) – (0.062∟43.4o)( 6.652∟51.51o)
= 0.333∟-83.96o
= 0.333 < 1
- Tính

= = 1.11 > 1

Vậy transistor ổn định không điều kiện
1.3 Tính toán các độ lợi GS và GL
Do đề bài thiết kế mạch cực tiểu hệ số nhiễu nên ta chọn
s

= opt = 0.118∟200o

Bài toán đưa về thiết kế mạch khuếch đại có độ lợi lớn hơn 15dB. Ở đây nhóm chọn thiết kế
mạch có độ lợi 16.5dB để cân bằng giữa độ lợi cao nhất và hệ số nhiễu thấp nhất
Áp dụng công thức ta có:
GS = = 1.0935 0.388dB
GL(max) = = 1.035 0.149dB
Go = = 44.249 16.459dB
GL = G – Go – GS = 16.5 – 16.459 – 0.388 = - 0.347dB 0.923 < GL(max)
Vậy chọn s = opt = 0.118∟200o là khả thi


1.4 Tính L
gL =
CL = = 0.16∟69.14o
RL = = 0.32
Vẽ đường tròn đẳng độ lợi ngõ ra với tâm CL và bán kính RL, L là giao điểm (gần tâm độ thị
Smitch nhất) của đường thẳng nối tâm Smith Chart và CL
Vậy

L

= 0.16∟-110.86o

3 Mô phỏng kết quả
1.5 Mạch PHTK phía nguồn
o
s = opt = 0.118∟200
ZS = 39.9 – 3.3j
Dùng open stub và transmission line


3.1.1

Thông số cho Open stub

Dùng Line Calc tính toán chiều dài đường dây sử dụng FR substrate


3.1.2

Transmission line

Dùng Line Calc tính toán chiều dài đường dây sử dụng FR substrate

1.6 Mạch PHTK phía tải:
o
L = 0.16∟-110.86


ZS = 42.8 – 13.1j
Tương tự
3.1.3

Open stub

Dùng Line Calc tính toán chiều dài đường dây sử dụng FR substrate


3.1.4

Transmission line

Dùng Line Calc tính toán chiều dài đường dây sử dụng FR substrate


4 Kết luận
5 Tài liệu tham khảo
[1] David M. Pozar, “Microwave Engineering”, John Wiley & Sons, Inc, 4th ed., 2012
[2] TS. Huỳnh Phú Minh Cường, chapter 3, Microwave Amplifier