Kolokvijum_MPK_2008.doc

Транскрипт

1 Колоквијум из Микроталасних пасивних кола..8.. Један реални SMD кондензатор (у колу израђеном у микротракастој техници на супстрату параметара ε r =,6, tgδ =,, H =,5mm, T = 8µ m и σ = 5MS/m ), уземљен на једном свом крају, може се еквивалентно представити као каскадна веза редног идеалног кондензатора капацитивности C = pf, микротракастог вода ширине w =,5mm и дужине l = mm и цилиндричне вије параметара D =,mm, T = 8µ m и σ = 5MS/m. (а) Начинити модел овог кондензатора у програму MO, (б) симулацијом у MO одредити резонантну учестаност, f, овог реалног кондензатора и (в) приказати Смитов дијаграм у опсегу - f. ( поена). У програму MO, користећи се програмом TXline, пројектовати спрежњак у виду два спрегнута симетрична тракаста вода (Coupled Stripline) на подлози параметара ε r =,6, tgδ =,, B = mm, T = 8µ m и σ = 5MS/m, на учестаности f = GHz, тако да спрега износи C = db. (а) За дату спрегу одредити карактеристичне импедансе модова. (б) У TXline-у приближно пројектовати спрегнуте тракасте водове потребних карактеристика, заокружујући димензије водова на десети део милиметра. (в) У MO начинити модел таквог спрежњака користећи се супстратом SSUB и елементом SCLIN. (г) Нацртати дијаграме s, s, s и s (нумерација приступа одговара нумерацији приступа елемента SCLIN) у опсегу f, 8 db и одредити усмереност овог спрежњака на учестаности f. (д) Затим, на новом Schematic-у, оптимизовати дужину и ширину водова и ширину процепа (ограничити опсег o промене ових параметара на око ± % ) тако да се постигне C = db, arg( s ) = 9 и s < 5dB. (ђ) За овако оптимизовани спрежњак приказати исте резултате као под тачком (г). ( поена). Потрошач у облику редне везе отпорника отпорности R = Ω и кондензатора капацитивности C =,5pF треба прилагодити на 5-омски вод на учестаности f = GHz. (а) Колико различитих L-мрежа за прилагођење са концентрисаним реактивним елементима (идеалним калемовима и кондензаторима) је могуће применити за ову сврху? Скицирати све ове мреже. (б) У програму MO, путем подешавања (tuning) и оптимизације, синтетизовати све мреже из тачке (а), користећи у паралелним гранама идеалне отворене огранке карактеристичне импедансе Zco = 5 Ω и минималних дужина, а у редним гранама идеалне концентрисане калемове и кондензаторе. (в) За сваку од мрежа под тачком (б) нацртати скицу кретања у Смитовом дијаграму. (г) За све мреже из тачке (б) приказати на MO графику зависност коефицијента стојећих таласа од учестаности у опсегу,5f,5 f (Meas. Type Linear, VSR). (д) Одредити која од ових мрежа има најшири фреквенцијски опсег за σ max =, и одредити колико он износи. ( поена) Колоквијум траје h.

2 Техничко упутство за колоквијум и испит из Микроталасних пасивних кола: На сопственом простору на диску направити радни фолдер MPKIDstudenta и све MO и IPL- D Microwave фајлове смештати у њега. Називе MO и IPL-D пројекат фајлова формирати на следећи начин MPKIDstudenta_BrojZadatka_BrojFajla (BrojZadatka=,,,..., BrojFajla=,,...). Писати искључиво у вежбанци. Све предвиђене прорачуне дати у вежбанци или у Design Notes MO или у једначинама MO или у симболима IPL-D. По завршетку колоквијума предаје се комплетан радни фолдер Imestudenta са свим припадајућим фајловима и евентуалним под-фолдерима (преношењем на флеш меморију) и вежбанка. Дозвољена је неограничена употреба литературе коју кандидат донесе са собом на колоквијум (укључујући електронске документе и MO/IPL пројекат-фајлове). Није дозвољена размена литературе ни других помагала између кандидата. Није дозвољена комуникација између кандидата, укључујући и електронску комуникациију. Није дозвољено покретање ни коришћење било каквих програма за комуникацију ( -era, Internet Explorer-a,... ), као ни приступ другим фолдерима, осим радном фолдеру и фолдерима на донетим електронским медијумима (CD, flash,...). Трајање колоквијума и испита је h.

3 Решење задатака са колоквијума из Микроталасних пасивних кола. f =,5GHz MSUB Er=.6 H=.5 mm Rho= Tand=. ErNom=.6 Name=SUB CAP ID=C C= pf MLIN =.5 mm L= mm VIA ID=V D=. mm H=.5 mm RHO= GHz Precizno odredjivanje f Im(Z(,)) Realan kondenzator Smith.. Realan kondenzator..5 GHz r.865 x 5.7e GHz GHz. C= Z=5 k=lin(-c) k:. Ze=Z*Sqrt((+k)/(-k)) Zo=Z^/Ze Ze: 55.8 Zo: 5.

4 : SSUB Er=.6 B= mm Rho= Tand=. Name=SSUB SCLIN ID= =. mm S=. mm L=5 mm P= P= P= - GHz db - GHz -5.8 db -6-8 DB( ) DB( S(,) ) DB( S(,) ) DB( S(,) ).5.5 D =,5dB, ali se, u zavisnosti od izbora dimenzija voda u TXline-u, mogu dobiti i drugi rezultati. : SSUB Er=.6 B= mm Rho= Tand=. Name=SSUB SCLIN ID= =.56 mm S=.9 mm L=.9 mm P= P= P=

5 DB( ) DB( S(,) ) DB( S(,) ) DB( S(,) ) - - GHz - db -6-8 GHz -9.6 db D = 7,6dB, ali se, u zavisnosti od izbora optimizacionog metoda i tačnosti, mogu dobiti i drugi rezultati Graph Potrosac -... GHz -.. GHz Potrošač je van oba karakteristična kruga, pa su moguće četiri LC mreže: ID=S P= ID=S P= ID=S P= ID=S Odgovarajuće mreže sa ograncima su: IND ID=L L=.589 nh ID=S IND ID=L L=.8 nh ID=S Z=5 Ohm EL=8.5 Deg F= GHz Z=5 Ohm EL=.8 Deg F= GHz

6 IND ID=L L=.557 nh ID=S CAP ID=C C=.557 pf ID=S Z=5 Ohm EL=6. Deg F= GHz Z=5 Ohm EL=.9 Deg F= GHz Kretanje u Smitovom dijagramu: Potrosac Graph GHz GHz Potrosac... Graph GHz -.. GHz mreže i mreže i.8 Opseg VSR() VSR() VSR() VSR() GHz..7 GHz..5.5 Najširi frekvencijski opseg ima mreža br., f = 8MHz. * * * * *