اطلاعیه

Collapse
No announcement yet.

آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

Collapse
X
 
  • فیلتر
  • زمان
  • Show
Clear All
new posts

    آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

    مقدمه:
    این تاپیک برای خیلی از بچه ها میتونه جالب باشه.کسانی که علاقمند به طراحی مدارهای فرکانس بالا هستند .
    یکی از ادوات جالب برای طراحی مدار می تونه اسیلاتور باشه،تو این تاپیک تصمیم گرفتم،آموزش قدم به قدم طراحی یه اسیلاتور فرکانس بالا رو قرار بدم .
    این تاپیک می تونه خیلی ها رو علاقمند کنه تا تصمیم بگیرن و شروع کنن و برن یاد بگیرن.
    منابع زیادی در این زمینه وجود داره که به تدریج اونا رو واستون می ذارم.
    پایه ای ترین وسیله ی محاسبات مدارهای فرکانس بالا ،نموداری به نام اسمیت چارته.
    البته نمودار اسمیت در دوره کارشناسی برق،گرایش مخابرات درس میدانها و امواج و مایکرویو بحث میشه،در دوره ارشد هم تو درس طراحی مدارهای فرکانس بالا در قالب یه درس 3 واحدی ارائه میشه.
    این درس واسه کسانی که دوست دارن مدارهای الکترونیکی فرکانس بالا طراحی کنن واقعا لذت بخشه.
    اصول طراحی فرکانس بالا کاملا با اون چیزی که به صورت نرمال و کلاسیک وجود داره(منظورم طراحی آمپلی فایر و ...) فرق داره.
    واسه دمبال کردن این بحث آشنایی کامل با نمودار اسمیت لازمه.

    روش طراحی هم بر مبنای small signal هست.
    شبیه سازی هم با نرم افزار ADSکه آخرین ورژنشو از فروشگاه eca گرفتم ، انجام شده .
    ***

    انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
    انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
    *****

    #2
    طراحی مدار بایاس دی سی

    طراحی اسیلاتور در فرکانس 2.4 گیگا هرتز با ترانزیستور دلخواه شما:
    تمامی اصول مطرح شده رو خودم استنتاج کردم،بنابراین ممکنه که اشتباه هم داشته باشه توش.
    ترانزیستوری که شما می خواید باهاش طراحی انجام بردین ،قطعا ترانزیستور معمولی نیست :rolleyes:
    باید ترانزیستور فرکانس بالا داشته باشید.
    یکی از این نوع ترانزیسور ها high frequency رو می تونین از library نرم افزار ads2009 انتخاب کنید.

    خوب دو مدل آرایش طراحی اسیلاتور تو کتاب رفرنس بحث شده:
    آرایش بیس مشترک و آرایش امیتر مشترک.
    معولا واسه افزایش نا پایداری در آرایش بیس مشترک،یه سلف به بیس ترانزیستور ودر آرایش امیتر مشترک یه خازن بین کلکتور و بیس قرار میدن.
    ما از آرایش بیس مشترک واسه طراحی استفاده می کنیم.

    سیستم طراحی رو من با یه مثال واستون شرح میدم.
    ابتدا به این آرایش بیس مشترک دقت کنید:

    در مدار بیس مشترک ورودی به امیتر و خروجی از کلکتور گرفته میشه.
    گاماinی و گامای out رو واسه همین منظور گذاشتم.
    اون سلف هم واسه افزایش ناپایداری ترانزیستور قرار گرفته اونجا.
    اولین مساله بایاس کردن ترانزیستوره.
    ترانزیستور رو واسه نقطه کار زیر بایاس کردم و مدار بایاس رو طراحی کردم.
    Vce=6,Ic=7.5 mA
    عکس مدار بایاس رو در شکل زیر میبینید:



    انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
    انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
    *****

    دیدگاه


      #3
      بدست آوردن پارامترهای S ترانزیستور(Scattering)

      اولین حرکت در طراحی بعد از طراحی نقطه کار،بدست آوردن پارامتر های S است.
      چون به بیس ترانزیستور یه سلف اضافه کردیم بنابراین پارامترهای S رو با توجه به این سلف و در فرکانس طراحی یعنی 2.4 گیگا هرتز نیاز داریم.
      روش بدست آوردن پارامتر های s رو طی چند عکس می ذارم.


      خوب این هم از پارامتر های s
      از اینجا به بعد باید بریم سراغ اسمیت چارت
      یه کم توضیح بدم
      به فکتور پایداری دقت کنین
      شده مقدارش منفی 8 دهم،یعنی چی؟
      یعنی با اون سلفه یه کاری کردیم که ترازیستور خودش استعداد نا پایدار شدن و نوسان رو داشته باشه
      این همون تاثیر اضافه کردن سلفه :NO:
      دوستانی که میخان شیر فهم شن،میتونن سلف رو نذارن و بازای نبود سلف دوباره ضریب پایداری رو بدست بیارن تا بفهمن
      می بینین که ضریب پایداری میره سمته یک و مثبت میشه
      شاید هم بره بالا تر از یک
      که انجوری ترانزیستور پایدار میشه.



      انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
      انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
      *****

      دیدگاه


        #4
        رسم دوایر ناپایداری در ورودی و خروجی


        به عکس یک نگاه کنید
        من ابتدا می خوام نا پایداری رو در سمت یک ایجاد کنم و در سمت دو ناپایداری رو توسعه بدم.
        خوب سمت یک میشه ورودی من و چون از سمت دو نگاه می کنم،می بایستی دایره ناپایداری ورودی رو بکشم
        با دادن پارامترهای s به ads خودش دایره ناپایداری ورودیو واسم میکشه.

        خوب با توجه به اینکه اندازه پارامترs22 بزرگتر از یک هستش،همه نقاط داخل این دایره نا پایدار اند.
        من نقطه ی -5j رو به عنوان نقطه ای که سمت یک رو ناپایدار می کنه در نظر می گیرم.
        این نقطه با یه خازن 0.265 پیکو فارادی در سمت یک محقق میشه.
        حالا باید از سمت دو به سمت یک نگاه کنم و ببینیم چه امپدانسی می بینم.
        یعنی گامای out رو حساب کنم.
        گامای out برابر با 1.14 با زاویه -32.59 میشه.
        مقدار این امپدانس برابربا -0.8-j0.32 میشه.

        انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
        انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
        *****

        دیدگاه


          #5
          توسعه ی نا پایداری به سمت دوم

          خوب حالا می خوایم در سمت دوم هم ناپایداری رو توسعه بدیم.
          به این صورت عمل می کنیم(طبق گفته ی رفرنس)
          امپدانسی که باید در سمت دوم قرار بگیرد،قسمت حقیقیش یک سوم امپدانس OUT و قسمت موهومی اش منفی امپدانس out باید باشه.
          همین محاسبات رو انجام میدیم و مقدار سلف و مقاومت طبق همین رابطه بدست می آد.
          نوبت به شبیه سازی کل مدار میرسه.
          از ابزار OSc port و Harmonic balance کمک میگیریم.
          OSc پورت رو همیشه باید به سمت امپدانی منفی در مدار قرار بدیم.




          انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
          انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
          *****

          دیدگاه


            #6
            چرا شکل موج نوسان سینسوسی کامل نیست؟

            چرا شکل موج نوسان سینسوسی کامل نیست؟
            اگه هارمونیک بالانس شکل موج آخر رو مشاهده کنید می بینین که هارمونیک دوم مولفه اصلی نوسان دارای دامنه ی زیادی است(فرکانس 4.8)و این باعث میشه شکل موج تمیز در نیاد
            در آخر پیشنهادم برای صاف کردن شکل موج استفه از فیلتره.
            فیلتری که فرکانس 2.4 رو عبور بده و بقیه فرکانس ها رو عبور نده.

            پایان.

            انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
            انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
            *****

            دیدگاه


              #7
              پاسخ : آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

              سلام
              اموزش را ادامه نمیدی؟من مشتاقم بقیشو یاد بگیرم

              دیدگاه


                #8
                پاسخ : آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

                نوشته اصلی توسط helenars
                سلام
                اموزش را ادامه نمیدی؟من مشتاقم بقیشو یاد بگیرم
                سلام دوست عزیز
                واقعا خوشحال شدم بالاخره یه نفر پیدا شد که یه کامنت اینجا بزاره
                واقعا جای یه بخش مخابراتی تو eca خالیه
                یه بخشی که از میدان و امواج ،آنتن،مایکرویو و طراحی مدارهای فرکانس بالا(rf) تشکیل شده باشه.
                بیشتر هدفم از این تاپیک این بود که ببینم چه تعدادی از بچه ها از این موضوع استقبال می کنن
                8 نفر تو نظر سنجی شرکت کردن
                یه نفر هم(که شما باشی)یه کامنت اینجا گذاشت
                فک می کنم که این موضوع اینجا طرفدار خاصی نداره
                ببینید کلا اگه بخاییم این بحث رو جلو بریم،
                باید از این مباحث شروع کنیم:
                1-اصول اسمیت چارت
                2-طراحی مدار های تطبیق امپدانس
                3-اصول طراحی LNA( رسم دوایر پایداری،دوایر توان ورودی خروجی،دوایر نویز،دوایر VSWR در اسمیت چارت)
                4-اصول طراحی اسیلاتور : که یه نمونه اش اینجا اومد.
                5-اصول طراحی تقویت کنده توانrf
                6-مدارات دلخواه فرکانس بالا نظیر میکسر ها و ....

                که من قسمت 4 اش رو اینجا آوردم.
                ***
                ما احتمالا برای قسمت بعدی LNA رو پیش بریم ولی باید وقت کنم که طراحی انجام بدم و از اون مهم تر تایپش کنم اینجا و انگیزه ای که آدم بدونه این همه وقت گذاشتن هدر نمی ره.
                ***
                بقیه دوستان هم می تونن نظراتشون و تجربیاتشونو بگن تا شاید بشه تقسیم کار کنیم.

                انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
                انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
                *****

                دیدگاه


                  #9
                  پاسخ : آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

                  واقعا خوشحال شدم بالاخره یه نفر پیدا شد که یه کامنت اینجا بزاره
                  سلام خواهش میکنم من علاقه دارم که مخابرات را از ریشه یاد بگیرم ودقیقا میدونم که باید تمام این سرفصلهایی که گفتید را بلد باشم من فقط سه تا از سر فصلها را میدانم و باید بگم که زحمتی که شما میکشید واقعا باید ازش تشکر کرد چون من دنبال منابع فارسی زیادی بودم تا این مطالب را گفته باشه ولی همه این سرفصلها فقط به زبان اصلی موجود هستند
                  ما احتمالا برای قسمت بعدی LNA رو پیش بریم ولی باید وقت کنم که طراحی انجام بدم و از اون مهم تر تایپش کنم اینجا و انگیزه ای که آدم بدونه این همه وقت گذاشتن هدر نمی ره.
                  من این بخش را تا دوایر ناپایداری میدونم واز بقیش تاحالا چیز زیادی نفهمیدم خیلی خیلی ممنون وخوشحال میشم که این بخش را ادامه بدهید من برای فهمیدن خطوط ماکرو استریپ و استریپ لاین ها باید این چیزها را خوب بفهمم .

                  دیدگاه


                    #10
                    پاسخ : آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

                    دوستان عزیز مشتاق بحث های فرکانس بالا در آدرس ذیل می تونید طراحی تقویت کننده فرکانس بالا رو دنبال کنید:
                    http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=41563.0

                    http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=41583.0
                    انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
                    انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
                    *****

                    دیدگاه


                      #11
                      پاسخ : آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

                      سلام.من یه سوالی دارم.برای رسم نموداری که متغیر عمودیش (s(2,2)+s(1,1 چکار باید بکنم؟کجا متغیرشو معرفی کنم؟

                      دیدگاه


                        #12
                        پاسخ : آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

                        باید توسط کلید var ابن عبارت رو با یک متغیر رو در صفحه شماتیک اصلی تعریف کنید سپس بخواین براتون رسم کنه.
                        انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=283.0)
                        انجمن شبکه های عصبی(http://www.eca.ir/forum2/index.php?board=207.0)
                        *****

                        دیدگاه


                          #13
                          پاسخ : چرا شکل موج نوسان سینسوسی کامل نیست؟

                          نوشته اصلی توسط امیرح
                          چرا شکل موج نوسان سینسوسی کامل نیست؟
                          اگه هارمونیک بالانس شکل موج آخر رو مشاهده کنید می بینین که هارمونیک دوم مولفه اصلی نوسان دارای دامنه ی زیادی است(فرکانس 4.8)و این باعث میشه شکل موج تمیز در نیاد
                          در آخر پیشنهادم برای صاف کردن شکل موج استفه از فیلتره.
                          فیلتری که فرکانس 2.4 رو عبور بده و بقیه فرکانس ها رو عبور نده.

                          پایان.
                          سلام خسته نباشید. دستتون درد نکنه زحمت کشیدید. فقط یه سوال: این که میگین هارامونیک های بالاتر ایجاد میشن مال زمانیه که ترانزیستور غیر خطی کار کنه درسته؟ آبا نباید برای این کار یه ترانزیستوری که مدل غیر خطیش رو داریم استفاده کنیم؟ آخه فکر کنم ترانزیستورهای معمول ADS خطی باشن. مثلا یه ترانزیستوری بذاریم با مدل ابرزمول یا مثلا مدل کورتیس و....؟ من فکر میکنم که تحلیل haramonic balance نیاز به مدل غیر خطی ترانزیستور داشته باشه . نمیدونم مطمئن نیستم.

                          دیدگاه


                            #14
                            پاسخ : آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

                            نوشته اصلی توسط علی شاهی
                            سلام خسته نباشید. دستتون درد نکنه زحمت کشیدید. فقط یه سوال: این که میگین هارامونیک های بالاتر ایجاد میشن مال زمانیه که ترانزیستور غیر خطی کار کنه درسته؟ آبا نباید برای این کار یه ترانزیستوری که مدل غیر خطیش رو داریم استفاده کنیم؟ آخه فکر کنم ترانزیستورهای معمول ADS خطی باشن. مثلا یه ترانزیستوری بذاریم با مدل ابرزمول یا مثلا مدل کورتیس و....؟ من فکر میکنم که تحلیل haramonic balance نیاز به مدل غیر خطی ترانزیستور داشته باشه . نمیدونم مطمئن نیستم.
                            بله علی جون ولی
                            تو ورژن 2009 . بعضی از ترانزیستور های واقعی توسط کمپانی مدل شده اند غیر خطی و در اختیار همه قرار داده شده اند ولی تو 2011نه
                            به بعضی ها این مدل ها داده می شن - فقط شرکت های معتبر

                            حالا ما ایرانی ها که به این مدل ها تو 2011 دسترسی نداریم مدل های ابرزمول و ... میذاریم
                            البته برای هر ترانزیستور تو دیتاشیت یه مدل هست که طبق تجربه من تو بعضی فرکانس ها فقط جواب میده .وباید با پارامترهای پراکندگی ش چک کرد صحتش رو
                            بر محمد و آل محمد صلوات
                            "اللهم صل علی محمد و آل محمد"
                            آموزش نرم افزار ADS و HFSS
                            طراحی اسیلاتور / طراحیPower Amp / تقویت کننده2طبقه/ طراحیLNA آموزش تصویری HFSS

                            دیدگاه


                              #15
                              پاسخ : آموزش قدم به قدم طراحی یک اسیلاتور فرکانس بالا و شبیه سازی آن با نرم افزار ADS

                              قابل توجه دوستان مشتاق بحث های فرکانس بالا :

                              آموزش طراحی با نرم افزار ADS

                              www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66477.0 (طراحی اسیلاتور)
                              www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66476.0 (طراحیPower Amp)
                              www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66536.0 (تقویت کننده2طبقه)
                              www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66473.0 (طراحی LNA)
                              بر محمد و آل محمد صلوات
                              "اللهم صل علی محمد و آل محمد"
                              آموزش نرم افزار ADS و HFSS
                              طراحی اسیلاتور / طراحیPower Amp / تقویت کننده2طبقه/ طراحیLNA آموزش تصویری HFSS

                              دیدگاه

                              لطفا صبر کنید...
                              X