Embed Size (px)
Citation preview
Curs 52015/2016
2C/1L, DCMR (CDM) Minim 7 prezente (curs+laborator) Curs - sl. Radu Damian Marti 18-20, P2
E – 60% din nota
probleme + (2p prez. curs)▪ 3p=+0.5p
toate materialele permise Laborator – sl. Radu Damian Miercuri 8-14 impar (14.10.2015 – prez. obligatorie)
L – 25% din nota
P – 15% din nota
0 dBm = 1 mW
3 dBm = 2 mW5 dBm = 3 mW10 dBm = 10 mW20 dBm = 100 mW
-3 dBm = 0.5 mW-10 dBm = 100 W-30 dBm = 1 W-60 dBm = 1 nW
0 dB = 1
+ 0.1 dB = 1.023 (+2.3%)+ 3 dB = 2+ 5 dB = 3+ 10 dB = 10
-3 dB = 0.5-10 dB = 0.1-20 dB = 0.01-30 dB = 0.001
dB = 10 • log10 (P2 / P1) dBm = 10 • log10 (P / 1 mW)
[dBm] + [dB] = [dBm]
[dBm/Hz] + [dB] = [dBm/Hz]
[x] + [dB] = [x]
numere complexe in planul complex
*iL ZZ
*iL
Re Γ
Im ΓΓi
ΓL
Daca se alege un Z0 real
0
0
ZZ
ZZ
Generatorul are posibilitatea de a oferi o anumita puteremaxima de semnal Pa
Pentru o sarcina oarecare, acesteia i se ofera o putere de semnal mai mica PL < Pa
Se intampla “ca si cum” (model) o parte din putere se reflectaPr = Pa – PL
Puterea este o marime scalara!
Ei
ZiPa
aL
iL
PP
ZZ
*
Ei
Zi ZL
PL
Ei
Zi
ZL
Pa PL
Pr
+
impedanta la intrarea liniei de impedantacaracteristica Z0 , de lungime l , terminata cu impedanta ZL
lZjZ
lZjZZZ
L
Lin
tan
tan
0
00
ΓL
Z0 ZL
-l 0
Zin
reactanța pură
+/- in funcție de l
lZjZin tan0
lZjZin cot0
reactanța pură
+/- in funcție de l
24
2
l
0
0
ZZ
ZZ
in
inin
0inLRZZ 01
cu cat dezadaptarea este mai mica cu atat banda se obtine mai larga
Presupunem ca toate impedantele cresc saudescresc uniform
Realizez transformatorul simetric22110 ,, NNN
jNN
jj eee 242
210
NxAxf 1 NjeA 21
xe j 2
NN xaxaxaaxf 2
210
polinom binom
Cebîşev
22110 ,, NNN
NxAxf 1 NjeA 21
nTn coscos cossec mNjN TeA
Transformator de adaptare pentru a adapta o sarcina de 30Ω la o linie de 100 Ω la frecventaf0=3GHz, Γm=0.1
sfert de lungime de unda, Δf = 0.60 GHz
binomial N = 3, Δf = 2.22 GHz
Cebîşev N = 3, Δf = 3.15 GHz
Pentru a obtine banda mai larga accept
mai multe linii
riplu in banda
are ca scop separarea unui circuit complex in blocuri individuale
acestea se analizeaza separat (decuplate de restul circuitului) si se caracterizeaza doar prinintermediul porturilor (cutie neagra)
analiza la nivel de retea permite cuplarearezultatelor individuale si obtinerea unui rezultattotal pentru circuit
[Z] [ABCD] [S] [Z]
Z11 – impedanta de intrare cu iesirea in gol
2
1
2221
1211
2
1
I
I
ZZ
ZZ
V
V
2221212
2121111
IZIZV
IZIZV
011112
I
IZV
01
111
2
II
VZ
02
112
1
II
VZ
01
221
2
II
VZ
02
222
1
II
VZ
01
111
2
II
VZ
I1
V1 [Z]
I2
V2
Y11 – admitanta de intrarecu iesirea in scurtcircuit
2
1
2221
1211
2
1
V
V
YY
YY
I
I
2221212
2121111
VYVYI
VYVYI
011112
V
VYI
01
111
2
VV
IY
02
112
1
VV
IY
01
221
2
VV
IY
02
222
1
VV
IY
01
111
2
VV
IY
I1
V1 [Y]
I2
V2
h21E utilizat la TB, conexiune Emitor comun(β, h22 este foarte mare)
I1
V1 [H]
I2
V2
I1
V1 [G]
I2
V2
2
1
2221
1211
2
1
V
I
HH
HH
I
V
2
1
2221
1211
2
1
I
V
GG
GG
V
I
222 01
221
HsauVI
IH
fiecare matrice este potrivita pentru un anumit mod de excitare a porturilor (V,I) matricea H in conexiune emitor comun pentru TB: IB, VCE
matricile ofera marimile asociate in functie de marimile de "atac"
traditional parametrii Z,Y,G,H sunt notati cu literamica (z,y,g,h)
In microunde se prefera notatia cu litera mare pentrua nu exista confuzie cu parametrii raportati la o valoare de referinta
0
1111
Z
Zz
0Z
Zz YZ
Z
Z
Z
Z
Y
Yy 0
0
00 1
1
110
0
1111 YZ
Y
Yy
2
2
1
1
I
V
DC
BA
I
V
221
221
IDVCI
IBVAV
02
1
2
VI
VB
02
1
2
IV
IC
02
1
2
VI
ID
I1
V1
I2
V2
DC
BA
02
1
2
IV
VA
1
1
2
2 1
I
V
AC
BD
CBDAI
V
introduce o legatura intre "intrare" si "iesire" permite inlatuirea usoara intre mai multe blocuri
I1
V1
I2
V2
11
11
DC
BA
I3
V3
22
22
DC
BA
3
3
22
22
11
11
2
2
11
11
1
1
I
V
DC
BA
DC
BA
I
V
DC
BA
I
V
I1
V1
I2
V2
11
11
DC
BA
I3
V3
22
22
DC
BA
22
22
11
11
DC
BA
DC
BA
DC
BA
I1
V1
I3
V3
DC
BA
potrivita numai pentru diporti (Z,Y pot fi usorextinse pentru multiporti/n-porturi)
permite cuplarea facila a mai multorelemente
permite calculul unor circuite complexe cu o intrare si o iesire prin spargerea in blocuriindividuale componente
se pot crea "biblioteci" de matrici pentrublocuri mai des utilizate
Impedanta serie
1A ZB
0C 1D
1
02
1
2
IV
VA Z
ZV
V
I
VB
V
1
1
02
1
2
0
02
1
2
IV
IC 1
1
1
02
1
2
I
I
I
ID
V
Admitanta paralel
1A 0B
YC 1D
Verificare - tema!
Sectiune de linie de transmisie
lA cos
Verificare - tema!
lYjC sin0
lZjB sin0
lD cos
lZjZ
lZjZZZ
L
Lin
tan
tan
0
00
Transformator
NA 0B
0CN
D1
Verificare - tema!
diport π
3
21Y
YA
Verificare - tema!
3
1
YB
3
2121
Y
YYYYC
3
11Y
YD
diport T
3
11Z
ZA
Verificare - tema!
3
1
ZC
3
2121
Z
ZZZZB
3
21Z
ZD
Scattering parameters
2
1
2221
1211
2
1
V
V
SS
SS
V
V
01
111
2
VV
VS
[S]
01
221
2
VV
VS
V1+
V1-
V2+
V2-
are semnificatia: la portul 2 esteconectata impedanta care realizeazaconditia de adaptare (complex conjugat)
02 V
Γ2
00 22 V
S11 este coeficientul de reflexie la portul 1 candportul 2 este terminat pe impedanta care realizeazaadaptarea
S21 este coeficientul de transmisie de la portul 1 la portul 2 cand portul 2 este terminat pe impedantacare realizeaza adaptarea
2
1
2221
1211
2
1
V
V
SS
SS
V
V
01
01
111
2
2
V
V
VS[S]
V1+
V1-
V2+
V2-
Γ2Γ1
021
01
221
2
2
TV
VS
V
Matricea S poate fi extinsa (generalizata) pentru multiporti (n-porturi)
ikVi
iii
k
V
VS
,0jkVj
iij
k
V
VS
,0
Sii este coeficientul de reflexie la portul i candtoate celelalte porturi sunt conectate la impedanta care realizeaza adaptarea
Sij este coeficientul de transmisie de la portul j la portul i cand se depune semnal la portul j sitoate celelalte porturi sunt conectate la impedanta care realizeaza adaptarea
Daca portul i este conectat la o linie cu impedanta caracteristica Zoi
Curs 2
Legatura cu matricea Z
zjzj eVeVzV 00 zjzj e
Z
Ve
Z
VzI
0
0
0
0
iii VVVi
i
i
ii
Z
V
Z
VI
00
VZZVZZIZ
1
0
1
0
VZZVZZ 00
100
ZZZZS
nZ
Z
Z
0
01
0
0
0
VIZ
VVVZZVZZ
1
0
1
0
VVV
VSV
Circuite reciproce (fara circuite active, ferite)
Circuite fara pierderi
ijZZ jiij ,
ijYY jiij ,
ijSS jiij , tSS
jiZij ,,0Re
jiYij ,,0Re
jiSS ij
N
k
kjki ,,1
*
11
*
N
k
kiki SS
jiSSN
k
kjki
,01
*
]1[*
t
SS
Definim undele de putere
Tensiuni si curenti
R
R
R
IZVa
2
R
R
R
IZVb
2
*
RRR XjRZ O impedanta de referintaoarecare, complexa
R
RR
R
bZaZV
*
RR
baI
unda incidenta de putere
unda reflectata de putere
Ei
Zi
ZLPa
PL
Pr
i
ia
R
EP
4
2
22
2
LiLi
iLL
XXRR
ERP
coeficient de reflexie in putere
2
22
222
4
a
LiLi
LiLi
i
ir P
XXRR
XXRR
R
EP
0
*0
ZZ
ZZ
L
LL
V0
Zg
ZL
I
V
*Re2
1IVPL
**
Re2
1
RR
RRL
R
ba
R
bZaZP
2***2*Re2
1bZbaZbaZaZ
RP RRRR
R
L
22
2
1
2
1baPL
a
b
RL
RL
R
R
ZZ
ZZ
IZV
IZV
a
b
**
Daca aleg
Lg ZZ
VI
0
Lg
L
ZZ
ZVV
0
2
20
2Lg
LL
ZZ
RVP
Lg
L
L
Lg
L
Lg
L
R
R
ZZ
RV
R
ZZ
Z
ZZ
Z
VR
IZVa
0
*
022
*LR ZZ
022
0
*
L
Lg
L
Lg
L
R
R
R
ZZ
Z
ZZ
Z
VR
IZVb
2
202
22
1
Lg
LL
ZZ
RVaP
Daca in plus generatorul este adaptatconjugat cu sarcina
Reflexie in putere C3
Reflexie in putere C5
*Lg ZZ
L
LR
VaP
82
1 2
02
max
221 aaaraL PPPPPP
*iL ZZ aL PP max
2 ar PP
0
*0
ZZ
ZZ
*
iL ZZ
2
max2
1aPP aL
22
2
1
2
1baPL
RL
RL
R
R
ZZ
ZZ
IZV
IZV
a
b
**
222
2
1
2
1 aaPL
21 aL PP
22
2
1bPP ar
Definitii de unde pentru n-porti
IZVFa R
IZVFb R *
Rn
R
R
Z
Z
Z
0
01
Rn
R
R
R
F
210
021 1
VIZ
tipic
aFZZZZFb RR 11*
11* FZZZZFS RRp
100
ZZZZS
iRZZ Rii ,00
500R SS p
aSb p
S11 si S22 sunt coeficienti de reflexie la intraresi iesire cand celalalt port este adaptat
2
1
2221
1211
2
1
a
a
SS
SS
b
b
01
111
2
aa
bS
[S]
a1 a2
b1 b2
02
222
1
aa
bS
S21 si S12 sunt amplificari de semnal candcelalalt port este adaptat
2
1
2221
1211
2
1
a
a
SS
SS
b
b
01
221
2
aa
bS
[S]
a1 a2
b1 b2
02
112
1
aa
bS
a,b informatia despre putere SI faza
Sij influenta circuitului asupra puterii semnalului
incluzand informatiile relativ la faza
2
1
2221
1211
2
1
a
a
SS
SS
b
b
0
02
21ZsursaPutere
ZsarcinaPutereS
[S]
a1 a2
b1 b2
Vector Network Analyzer
21
2211
02
01
2
1
S
SSS
Z
ZA
21
22110201
2
1
S
SSSZZB
01020102
0102010211
DZZCZBAZ
DZZCZBAZS
21
2211
02012
11
S
SSS
ZZC
21122211 SSSSS
21
2211
01
02
2
1
S
SSS
Z
ZD
01020102
0201
12
)(2
DZZCZBAZ
ZZBCADS
01020102
0201
21
2
DZZCZBAZ
ZZS
01020102
0102010222
DZZCZBAZ
DZZCZBAZS
Laboratorul de microunde si optoelectronica http://rf-opto.etti.tuiasi.ro [email protected]
