Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Тип работы: Курсовик.
Предмет: Электроника.
Добавлен: 02.03.2017.
Год: 2008.
Страниц: 13 + чертежи.
Уникальность по antiplagiat.ru: 48%. *
Описание (план):
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Новгородский Государственный университет имени Я. Мудрого Кафедра: “Проектирование и технология РЭС”
РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ СВЧ
Курсовой проект по дисциплине «Основы радиоэлектроники и связи: общий курс» по специальности 210201.62 – «Проектирование и технология радиоаппаратуры» Пояснительная записка НУРК.468714.010 ПЗ
Содержание
Введение……….3 1 Задание на курсовой проект………..4 2 Расчет устройства………...5 2.1 Выбор транзистора………..5 2.2 Расчет согласующих цепей……….5 2.3 Выбор подложки………..7 2.4 Выбор проводников и защитного слоя………..8 2.5 Расчёт направленного ответвителя………9 2.6 Реализация цепей питания………10 3 Назначение предельных отклонений………..…11 Заключение………...………...12 Список литературы………..…13
Введение
Целью курсового проекта является закрепление общих теоретических сведений, выработка практических навыков расчета и конструирования узлов передающих устройств СВЧ. Курсовой проект включает в себя электрический расчет и разработку топологии, и разработку топологии каскадов передатчиков в соответствии с заданием.
1 Задание на курсовой проект
Рабочая частота fраб.=2,8±5% ГГц. Усиление G=15 дБ Выходная мощность Р=3 Вт Потери К=2 дБ Rвх, Rвых=50 Ом Тип делителя и сумматора – двухшлейфный направленный ответвитель.
2 Расчёт устройства
2.1 Выбор транзистора Исходя из задания на курсовой проект выберем транзистор КТ937Б-2 который обладает следующими параметрами:
Диапазон рабочих частот ………. 0,9 – 5 ГГц Выходная мощность на частоте 5 ГГц при Uкб=21В Iэ=0.45А , Pвх=2 Вт………. 3,8 Вт Полное входное сопротивление ………(0.5+j15) Ом Полное сопротивление нагрузки ………..(3+j1) Ом
2.2 Расчет согласующих цепей В общем случае входное и выходное сопротивление транзистора имеют как индуктивную, так и емкостную составляющие. Однако в большинстве случаев можно считать, что во входном сопротивлении преобладает индуктивная составляющая, а в выходном – емкостная (см. рис. 1)
Рисунок 1.
2.2.1 Расчет входной согласующей цепи
Обычно сигнал к усилителю подводят от возбудителя с помощью фидерного тракта, имеющего волновое сопротивление R1=50 Ом. В этом случае входную цепь удобно строить по схеме, изображенной на рисунке 2. При этом предполагается, что входная индуктивность транзистора включена в L2. X1 и X3 получаются отрицательными, что приводит к их реализации в виде емкостей.
По формуле C= -1/wХ вычислим емкости конденсаторов :
C1= 11,4 пФ C2=5,7 пФ C3=11,1 пФ
2.2.2 Расчет выходной согласующей цепи
Для согласования выходного каскада с нагрузкой R2 обычно используют цепь в виде П – образного фильтра нижних частот (рис.3). Выходная емкость транзистора считается включенной в состав С1.
По формулам C= -1/wХ и L= Х/w вычислим параметры элементов :
C1=4,6 пФ C2=4,6 пФ L3= 0,7 нГ
Емкости реализуем в виде навесных элементов типоразмера 0805, индуктивность – в виде отрезка микрополосковой линии. Габаритные размеры конденсаторов 2,1х1,3х0,5 мм
Средняя длина волны в полосковом волноводе :
lэфф=l/ve
lэфф=107,14/v9,85 =34,14 мм
Рассчитаем параметры индуктивности исходя из формулы :
W=0,1 мм
2.3 Выбор подложки
В качестве материалов для подложек СВЧ устройств используют как органические, так и неорганические материалы. Органическими диэлектриками, используемыми для полосковых схем, являются полимеры – высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев, образованными исходными мономерами. Большинство полимеров (полистирол, сополимеры) имеют аморфную структуру, а некоторые (полиэтилен, политетрафторэтилен) – кристаллическую, чередующуюся с аморфной. Из неорганических материалов используют керамику (глиноземную и конденсаторную), ситаллы, кварц, ферриты, полупроводниковые материалы. Керамика отличается высокой механической прочностью, твердостью, стабильностью размеров во времени и при воздействии технологических процессов изготовления полосковых схем (воздействие кислот, щелочей, растворителей). Механическая обработка керамики проводится алмазным инструментом или с помощью ультразвуковых и лазерных методов. Керамические материалы допускают воздействие высокой температуры 1300° С при технологи-ческих процессах, диапазон рабочих температур - 60 ...+7000 С. Водопоглощение весьма мало и зависит от пористости керамики (0 для керамики «Поликор», 0,02% для 22ХС). Коэффициент теплопроводности керамики существенно превышает аналогичный параметр органических диэлектриков. Ситаллы – продукт кристаллизации стекол особых составов, обладающих способностью при обработке превращаться в микрокристаллический материал, по объему которого равномерно распределены мельчайшие кристаллы, находящиеся в непосредственном контакте между собой или соединенные через тонкую пленку остаточного стекла. Размеры кристаллов в основном не превышают 1 мкм, что обеспечивает высокую плотность и однородность материала во всем объеме, придает ситаллам ряд свойств, превосходящих аналогичные свойства стекол и многих керамических материалов. Удельное объемное сопротивление ситаллов 1010 ... 1012 Ом•м. Отличительные характеристики ситаллов: малая пористость, очень низкое водопоглощение (менее 0,02%) и газопроницаемость, высокая термостойкость, малая теплопроводность, возможность получения подложек с высоким классом обработки поверхности (до 14-го класса). По твердости ситаллы превосходят стекло, обычную керамику и металлы. Наиболее твердые ситаллы близки к закаленным сталям. Стабильные диэлектрические свойства на СВЧ и совместимость ситаллов с технологией интегральных микросхем обусловили их широкое применение и перспективность использования в качестве подложек интегральных микросхем СВЧ. Плавленный кварц (кварцевое стекло) с ?r = 3,78 ... 3,90 обладает высокой повторяемостью диэлектрических характеристик от партии к партии. Подложки из кварца хорошо обрабатываются механически (ультразвуковое и алмазное сверление), выдерживают воздействие технологического процесса изготовления полосковых схем, позволяют проводить пайку при температурах 250° С в течение до 10 с. У плавленного кварца весьма низкое влагопоглощение, диапазон рабочих температур — 50 ... + 150° С. Кварц хорошо металлизируется обычными методами, принятыми для неорганических диэлектриков. Основной недостаток: сравнительно низкая теплопроводность (по сравнению с глиноземистой керамикой). Ферриты полируются до высокого класса чистоты поверхности, обрабатываются механически так же, как керамика, выдерживают воздействие технологических процессов изготовления полосковых схем, металлизируются вакуумным осаждением и по толстопленочной технологии. Основной недостаток ферритов: меньшая механическая прочность по сравнению с керамикой. Из вышесказанного следует, что наилучшими параметрами обладает керамика и ситаллы. Однако, изготовление керамических подложек намного сложнее, что вызвано необходимостью обжига и последующей обработкой. Таким образом, в качестве подложки выбираем ситалл марки СТ-32-1, который имеет следующие параметры: ?r = 9.85±0.15 (I гр.) tg? ? •104 = 4…6 Пробивное напряжение, МВ/м = 40 Плотность, г/см3 = 3,17 Микротвердость, Н?10-3, Мпа Предел прочности (при статическом изгибе), МПа, не менее = 150 Теплостойкость, ?С = 1200
2.4 Выбор проводников и защитного слоя
В конструкции платы используется трехслойная структура проводников. Первый слой – слой палладия, обладающий хорошими адгезионными свойствами. Его толщина составляет 0,1 мкм. Второй слой – слой меди, обладающий хорошей проводимостью. Его толщина 10 мкм. Третий слой – слой серебра, который предназначен для предотвращения окисления меди, что улучшает качество проводников.
Определим проводимости подводящих линий направленного ответвителя:
Проводимости шлейфов высчитываются по следующим формулам:
где m – коэффициент деления мощности, m=1
Y1=0,02•v1=0,02 сим Y1=0,02•v2=0,028 сим
Характеристические сопротивления шлейфов и отрезков между ними соответственно равны:
Х1=1/0,02=50 Ом Х2=1/0,028=35,36 Ом
Длина шлейфов равна
l=lэфф/4
l=34,14/4=8,54 мм
Ширина шлейфов и отрезков между шлейфами по заданным значениям Х1=50 Ом, Х2=35,36 Ом и при толщине диэлектрика 1 мм :
W1=0,35 мм W2=0,8 мм
Ширина плеч (подводящих полосковых волноводов) равна :
W=0,35 мм
2.6 Реализация цепей питания
При конструировании цепи питания необходимо принять меры по предотвращению в этой цепи паразитных колебаний. Обычно цепь питания представляет собой комбинацию из фильтра нижних частот (ФНЧ) и полосно – заграждающего фильтра (ПЗФ), не пропускающего в источник питания мощности СВЧ. В качестве ФНЧ может быть использована блокировочная емкость, шунтирующая источник питания. ПЗФ может быть выполнен в виде четвертьволнового отрезка МПЛ с волновым сопротивлением 90 Ом. При этом сопротивление емкости на частоте 2,8 ГГц должно быть намного меньше 90 Ом.
Отсюда определим емкость:
Выберем значение емкости в цепи питания 1 пФ. Определим размеры ПЗФ:
l=lэфф/4
l=34,14/4=8,54 мм
W=0,2 мм
3 Назначение предельных отклонений размеров
Предельные отклонения пленочных элементов назначаются исходя и применяемой технологии. Технология изготовления ГИС обеспечивает возможность изготовления элементов с точностью ±50 мкм, что обеспечивает точность при изготовлении МПЛ ±10%. Предельные отклонения на размер подложки назначаются по квалитету h12.
Заключение В курсовом проекте представлен расчет транзисторного усилителя мощности СВЧ на транзисторе КТ937Б-2, рассчитанного на центральную частоту 2,8 ГГц. В итоге конструкция полностью удовлетворяет требованиям, предъявленным в задании на курсовой проект.
Список литературы
1 Констpуиpование экранов и СВЧ устройств/ Под ред. А.М.Чеpнушенко.-М.: Радио и связь. 1990.-353 с. 2 Малоpацкий Л.Г.,Явич Л.Р. Пpоектиpование и pасчет СВЧ-элементов на полосковых линиях.-М.:Сов.pадио 1972,-232 с. 3 Микроэлектронные устройства СВЧ / Под ред. Г.И.Веселова.-М. Высш.шк.,1988.-280 с. 4 Передающие устройства СВЧ/под ред. М.В.Вамберского.-М.: Высш.шк..,1984.-448с. 5 Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/ В.Л. Аронов, А.В Баюков, А.А. Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н. Горюнова М.: Энергоатомиздат, 1983.-904с 6 Спpавочник по pасчету и констpуиpованию полосковых устpойств/Под pед. В.И. Вольмана.-М.: Радио и связь ,1982.-328 с.
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
