nhoxconconchayxe_bonbon
New Member
Tải Nghiên cứu và xây dựng phương pháp tính toán, thiết kế bộ khuếch đại siêu cao tần công suất lớn dùng đèn bán dẫn
Trong thời đại ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật đã mở ra cho con người những khả năng to lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt, trong lĩnh vực điện-điện tử đã có những bước phát triển vô cùng mạnh mẽ, rộng khắp và ngày càng hiện đại hơn. Việc tăng nhanh chóng khối lượng thông tin cần xử lý đặt ra yêu cầu cấp thiết ngày càng phải hoàn thiện các trang thiết bị, nhằm đảm bảo độ tin cậy hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng và chi phí sản xuất. Một trong những khâu quan trọng nhất của lĩnh vực này là các bộ khuếch đại công suất lớn. Cần modul hoá khâu chức năng cơ bản này, ứng dụng rộng rãi các linh kiện bán dẫn để nâng cao chất lượng, đơn giản trong kết cấu, dễ dàng sản xuất hàng loạt trên các dây chuyền công nghiệp. Linh kiện bán dẫn có tuổi thọ cao, điện áp nguồn nuôi thấp, hiệu suất cao, kích thước nhỏ, dễ lắp ráp, độ tin cậy cao. Chính vì thế mà tuy ra đời sau linh kiện điện tử, linh kiện bán dẫn đã nhanh chóng chiếm được vị trí phổ biến, ứng dụng trong các thiết bị điện và điện tử ở nhiều lĩnh vực khác nhau
của khoa học kỹ thuật và đời sống. Việc sử dụng các linh kiện bán dẫn thế hệ mới thay thế cho các đèn điện
tử đã được thực hiện hầu bộ trong các mạch khuếch đại công suất vừa và nhỏ với tần số trung bình và tương đối cao. Tuy vậy, một số loại hình thông tin như Viba, Di động, Vệ tinh, Thông tin quang cùng một số lĩnh vực khác như Rada, Điều khiển v.v lại chỉ có khả năng lμm việc ở dải siêu cao tần, khi đó, việc thay thế đèn điện tử bằng linh kiện bán dẫn, đặc biệt ở các bộ khuếch đại công suất lớn, đã gặp phải không ít những khó khăn về mặt kỹ thuật; Cụ thể: Nếu muốn tăng được công suất thì phải giảm tần số công tác và
ngược lại nếu muốn tăng tần số công tác thì phải giảm công suất, vì hai chỉ tiêu này khó thực hiện được
cùng một lúc. Mặc dù trong thực tế hiện nay sự tiến bộ về công nghệ chế tạo và khả năng sản xuất các linh kiện bán dẫn đã đạt được những thành công nhất định nhưng chưa hoàn toàn đáp ứng được cả hai yêu cầu cơ bản về công suất lớn, tần số cao. Vì vậy việc nghiên cứu và xây dựng phương pháp tính toán, thiết kế bộ
khuếch đại siêu cao tần công suất lớn dùng đèn bán dẫn có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
Luận văn này có nhiệm vụ nghiên cứu đồng thời cả hai yêu cầu nêu trên, khi tính toán, thiết kế bộ khuếch đại, bao gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về các bộ khuếch đại siêu cao tần công suất lớn.
Chương này trình bày những vấn đề chung nhất về nguyên tắc điều khiển trong đèn điện tử, transistor và việc ứng dụng chúng trong các mạch khuếch đại siêu cao tần.
Chương 2: Phương án xây dựng các bộ khuếch đại công suất lớn,tần số cao.
Nội dung chính của chương hai nhằm giới thiệu một số giải pháp nâng cao công suất và tần số làm việc của các bộ khuếch đại công suất siêu cao tần, đồng thời xác định tính lμm việc ổn định của các bộ khuếch đại-Một vấn đề hết sức quan trọng cần đặc biệt quan tâm trong dải siêu cao tần.
Chương 3: Xây dựng phương pháp tính toán và thiết kế mạch khuếch đại công suất lớn, tần số cao.
Mục đích chính của chương này là xây dựng các bộ khuếch đại công suất lớn, tần số cao dùng nhiều modul khuếch đại. Ngoài ra cũng trong chương này, tác giả sẽ đa ra thuật toán và xây dựng mô hình thiết kế tối u
modul khuếch đại công suất. Do điều kiện về thời gian cũng như hạn chế về trình độ của bản thân, thêm vào
đó vấn đề nghiên cứu và thực hiện đề tài còn mới mẻ nên cuốn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Më ®Çu
Trong thêi ®¹i ngµy nay, sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña khoa häc kü thuËt
®· më ra cho con ngêi nh÷ng kh¶ n¨ng to lín trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c
nhau. §Æc biÖt, trong lÜnh vùc ®iÖn-®iÖn tö ®· cã nh÷ng bíc ph¸t triÓn v«
cïng m¹nh mÏ, réng kh¾p vµ ngµy cµng hiÖn ®¹i h¬n. ViÖc t¨ng nhanh chãng
khèi lîng th«ng tin cÇn xö lý ®Æt ra yªu cÇu cÊp thiÕt ngµy cµng ph¶i hoµn
thiÖn c¸c trang thiÕt bÞ, nh»m ®¶m b¶o ®é tin cËy hiÖu suÊt cao, tiÕt kiÖm n¨ng
lîng vµ chi phÝ s¶n xuÊt. Mét trong nh÷ng kh©u quan träng nhÊt cña lÜnh vùc
nµy lµ c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín. CÇn modul ho¸ kh©u chøc n¨ng c¬
b¶n nµy, øng dông réng r·i c¸c linh kiÖn b¸n dÉn ®Ó n©ng cao chÊt lîng, ®¬n
gi¶n trong kÕt cÊu, dÔ dµng s¶n xuÊt hµng lo¹t trªn c¸c d©y chuyÒn c«ng
nghiÖp. Linh kiÖn b¸n dÉn cã tuæi thä cao, ®iÖn ¸p nguån nu«i thÊp, hiÖu suÊt
cao, kÝch thíc nhá, dÔ l¾p r¸p, ®é tin cËy cao. ChÝnh v× thÕ mµ tuy ra ®êi sau
linh kiÖn ®iÖn tö, linh kiÖn b¸n dÉn ®· nhanh chãng chiÕm ®îc vÞ trÝ phæ
biÕn, øng dông trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ ®iÖn tö ë nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau
cña khoa häc kü thuËt vµ ®êi sèng.
ViÖc sö dông c¸c linh kiÖn b¸n dÉn thÕ hÖ míi thay thÕ cho c¸c ®Ìn ®iÖn
tö ®· ®îc thùc hiÖn hÇu nh toµn bé trong c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt
võa vµ nhá víi tÇn sè trung b×nh vµ t¬ng ®èi cao. Tuy vËy, mét sè lo¹i h×nh
th«ng tin nh Vi ba, Di ®éng, VÖ tinh, Th«ng tin quang cïng mét sè lÜnh vùc
kh¸c nh Rada, §iÒu khiÓn v.v… l¹i chØ cã kh¶ n¨ng lµm viÖc ë d¶i siªu cao
tÇn, khi ®ã, viÖc thay thÕ ®Ìn ®iÖn tö b»ng linh kiÖn b¸n dÉn, ®Æc biÖt ë c¸c bé
khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín, ®· gÆp ph¶i kh«ng Ýt nh÷ng khã kh¨n vÒ mÆt kü
thuËt; Cô thÓ: NÕu muèn t¨ng ®îc c«ng suÊt th× ph¶i gi¶m tÇn sè c«ng t¸c vµ
ngîc l¹i nÕu muèn t¨ng tÇn sè c«ng t¸c th× ph¶i gi¶m c«ng suÊt, v× hai chØ
tiªu nµy khã thùc hiÖn ®îc cïng mét lóc.
MÆc dï trong thùc tÕ hiÖn nay sù tiÕn bé vÒ c«ng nghÖ chÕ t¹o vµ kh¶ n¨ng
s¶n xuÊt c¸c linh kiÖn b¸n dÉn ®· ®¹t ®îc nh÷ng thµnh c«ng nhÊt ®Þnh nhng
cha hoµn toµn ®¸p øng ®îc c¶ hai yªu cÇu c¬ b¶n vÒ c«ng suÊt lín, tÇn sè
cao. V× vËy viÖc nghiªn cøu vµ x©y dùng ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n, thiÕt kÕ bé
khuÕch ®¹i siªu cao tÇn c«ng suÊt lín dïng ®Ìn b¸n dÉn cã ý nghÜa khoa häc
vµ thùc tiÔn cao.
2
LuËn v¨n nµy cã nhiÖm vô nghiªn cøu ®ång thêi c¶ hai yªu cÇu nªu trªn,
khi tÝnh to¸n, thiÕt kÕ bé khuÕch ®¹i, bao gåm 3 ch¬ng:
Ch¬ng 1: Tæng quan vÒ c¸c bé khuÕch ®¹i siªu cao tÇn c«ng suÊt lín.
Ch¬ng nµy tr×nh bµy nh÷ng vÊn ®Ò chung nhÊt vÒ nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn
trong ®Ìn ®iÖn tö, transistor vµ viÖc øng dông chóng trong c¸c m¹ch khuÕch
®¹i siªu cao tÇn.
Ch¬ng 2: Ph¬ng ¸n x©y dùng c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín,
tÇn sè cao.
Néi dung chÝnh cña ch¬ng hai nh»m giíi thiÖu mét sè gi¶i ph¸p n©ng cao
c«ng suÊt vµ tÇn sè lµm viÖc cña c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt siªu cao tÇn,
®ång thêi x¸c ®Þnh tÝnh lµm viÖc æn ®Þnh cña c¸c bé khuÕch ®¹i-Mét vÊn ®Ò
hÕt søc quan träng cÇn ®Æc biÖt quan t©m trong d¶i siªu cao tÇn.
Ch¬ng 3: X©y dùng ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n
vµ thiÕt kÕ m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín, tÇn sè cao.
Môc ®Ých chÝnh cña ch¬ng nµy lµ x©y dùng c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt
lín, tÇn sè cao dïng nhiÒu modul khuÕch ®¹i. Ngoµi ra còng trong ch¬ng
nµy, t¸c gi¶ sÏ ®a ra thuËt to¸n vµ x©y dùng m« h×nh thiÕt kÕ tèi u modul
khuÕch ®¹i c«ng suÊt.
Xin c¶m ¬n toµn thÓ b¹n bÌ, ®ång nghiÖp vµ gia ®×nh ®· quan t©m, ®éng
viªn gióp ®ì t¸c gi¶, ®Æc biÖt t¸c gi¶ xin ch©n thµnh c¶m ¬n ThÇy gi¸o:
§¹i t¸- PGS.TS Tr¬ng V¨n CËp, ngêi trùc tiÕp híng dÉn, ®· giµnh nhiÒu
thêi gian, c«ng søc, trÝ tuÖ ®Ó chØ dÉn, gióp ®ì hoµn thµnh luËn v¨n tèt nghiÖp.
Do ®iÒu kiÖn vÒ thêi gian còng nh h¹n chÕ vÒ tr×nh ®é cña b¶n th©n, thªm vµo
®ã vÊn ®Ò nghiªn cøu vµ thùc hiÖn ®Ò tµi cßn míi mÎ nªn cuèn luËn v¨n kh«ng
tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt.
T¸c gi¶ rÊt mong nhËn ®îc sù ®ãng gãp, bæ sung cña héi ®ång chÊm luËn
v¨n tèt nghiÖp ®Ó ®Ò tµi ®îc hoµn thiÖn h¬n.
Hµ néi, n¨m 2006.
T¸c gi¶.
3
Ch¬ng 1:
Tæng quan vÒ c¸c bé khuÕch ®¹i
siªu cao tÇn, c«ng suÊt lín
ViÖc t¨ng c«ng suÊt vµ n©ng cao gi¶i tÇn sè c«ng t¸c lµ mét trong nh÷ng
nhiÖm vô rÊt cÊp b¸ch, v× hÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö vèn ®· ®îc sö dông mét
c¸ch triÖt ®Ó ë gi¶i tÇn sè thÊp vµ trung b×nh, víi mËt ®é khai th¸c trong d¶i
tÇn v« tuyÕn dÇy ®Æc. Do vËy, mét sè lo¹i h×nh th«ng tin nh Vi ba, Di ®éng,
VÖ tinh, Th«ng tin quang cïng mét sè lÜnh vùc kh¸c nh Radas, §iÒu khiÓn
v.v… l¹i chØ lµm viÖc ë gi¶i sãng siªu cao tÇn, lu«n ®ßi hái ®é tin cËy cao vµ
®¹t ®îc tÇm cao míi, ®ã chÝnh lµ nh÷ng vÊn ®Ò cã ý nghÜa khoa häc vµ thùc
tiÔn. ViÖc nghiªn cøu nh»m hoµn thiÖn trong c«ng nghÖ chÕ t¹o linh kiÖn thÕ
hÖ míi; Nh÷ng lý luËn c¬ b¶n vÒ thiÕt kÕ m¹ch khuÕch ®¹i vµ c¸c gi¶i ph¸p kü
thuËt sÏ lÇn lît ®îc ®Ò cËp trong ch¬ng nµy.
1.1. Nh÷ng yªu cÇu vÒ kü thuËt cÇn gi¶i quyÕt ®èi víi bé khuÕch ®¹i.
C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö truyÒn thèng tríc ®©y lµm viÖc ë ph¹m vi tÇn sè thÊp,
c«ng suÊt t¬ng ®èi trung b×nh vµ nhá gÇn nh ®· hoµn thiÖn vÒ mÆt c«ng
nghÖ vµ kü thuËt. Trong giai ®o¹n hiÖn nay, hÇu hÕt c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng
suÊt lín, tÇn sè thÊp ®· vµ ®ang sö dông linh kiÖn b¸n dÉn thay thÕ cho ®Ìn
®iÖn tö. Tuy nhiªn, ë mét giíi h¹n c«ng suÊt, tÇn sè c«ng t¸c nµo ®ã th× viÖc
sö dông c¸c transistor thay thÕ cho ®Ìn ®iÖn tö cÇn ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu
vÒ dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p lín, vît qu¸ kh¶ n¨ng chÞu ®ùng vµ kh«ng thÓ ®¸p øng
®îc mét c¸ch trän vÑn c¸c yªu cÇu vÒ chØ tiªu kü thuËt khi sö dông trong c¸c
®µi rada, ®µi ®iÒu khiÓn, th«ng tin cù ly xa v.v…. VÊn ®Ò lµ ë d¶i siªu cao tÇn
ta gÆp ph¶i kh«ng Ýt nh÷ng khã kh¨n vÒ mÆt kü thuËt, ®ã lµ:
- C¸c linh kiÖn ®iÖn tö (®Ìn ®iÖn tö, transistor kiÓu cò) thêng cã hiÖn tîng
qu¸n tÝnh ®iÖn tö do sù chuyÓn ®éng cña c¸c h¹t mang ®iÖn. ë tÇn sè siªu cao
thêi gian chuyÓn ®éng nµy cã thÓ so s¸nh ®îc víi chu kú cña dao ®éng, g©y
ra rÊt nhiÒu nh÷ng h¹n chÕ do sù thay ®æi vÒ pha, lµm gi¶m c«ng suÊt cã Ých,
t¨ng sãng hµi, dÉn ®Õn sù lµm viÖc víi hiÖu qu¶ thÊp.
4
- Khi t¨ng tÇn sè c«ng t¸c, ¶nh hëng cña c¸c tham sè ký sinh do c¸c ®iÖn
dung gi÷a c¸c cùc còng nh ®iÖn c¶m d©y dÉn g©y ra lµ rÊt nghiªm träng
kh«ng thÓ bá qua ®îc, lµm gi¶m tÇn sè giíi h¹n trong qu¸ tr×nh sö dông.
Nh vËy ®Ó x©y dùng c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín dïng transistor
lµm viÖc ë d¶i tÇn sè siªu cao, cÇn ph¶i sö dông nhiÒu transistor c«ng suÊt vµ
dïng nhiÒu modul khuÕch ®¹i ghÐp l¹i víi nhau. §ã chÝnh lµ ph¬ng ph¸p
céng c«ng suÊt sÏ ®îc nghiªn cøu ë nh÷ng ch¬ng tiÕp theo.
1.2. Kh¸i qu¸t chung vÒ nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn trong linh kiÖn ®iÖn tö
siªu cao tÇn.
Do ®Æc thï cña d¶i tÇn c«ng t¸c, mµ c¸c linh kiÖn ®iÖn tö siªu cao cã rÊt
nhiÒu ®Æc tÝnh kh¸c so víi linh kiÖn ®iÖn tö ë d¶i tÇn sè thÊp h¬n (c¸c ®Ìn ®iÖn
tö vµ transistor th«ng thêng). Tuy nhiªn dï chóng cã cÊu tróc rÊt ®a d¹ng vµ
nguyªn t¾c c«ng t¸c cô thÓ lµ kh¸c nhau, th× c¸c linh kiÖn ®iÖn tö siªu cao tÇn
®Òu cã nh÷ng ®Æc tÝnh chung.
1. Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn trong ®Ìn ®iÖn tö.
§Ó thÊy râ ®Æc tÝnh chung cña linh kiÖn ®iÖn tö siªu cao tÇn, chóng ta quan
t©m ®Õn nh÷ng nh©n tè cã tÝnh quyÕt ®Þnh, lµm cho ®Ìn ®iÖn tö th«ng thêng
kh«ng thÓ lµm viÖc ®îc ë d¶i siªu cao tÇn. Trong c¸c ®Ìn ®iÖn tö th«ng
thêng,...
Download miễn phí Nghiên cứu và xây dựng phương pháp tính toán, thiết kế bộ khuếch đại siêu cao tần công suất lớn dùng đèn bán dẫn
Trong thời đại ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật đã mở ra cho con người những khả năng to lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt, trong lĩnh vực điện-điện tử đã có những bước phát triển vô cùng mạnh mẽ, rộng khắp và ngày càng hiện đại hơn. Việc tăng nhanh chóng khối lượng thông tin cần xử lý đặt ra yêu cầu cấp thiết ngày càng phải hoàn thiện các trang thiết bị, nhằm đảm bảo độ tin cậy hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng và chi phí sản xuất. Một trong những khâu quan trọng nhất của lĩnh vực này là các bộ khuếch đại công suất lớn. Cần modul hoá khâu chức năng cơ bản này, ứng dụng rộng rãi các linh kiện bán dẫn để nâng cao chất lượng, đơn giản trong kết cấu, dễ dàng sản xuất hàng loạt trên các dây chuyền công nghiệp. Linh kiện bán dẫn có tuổi thọ cao, điện áp nguồn nuôi thấp, hiệu suất cao, kích thước nhỏ, dễ lắp ráp, độ tin cậy cao. Chính vì thế mà tuy ra đời sau linh kiện điện tử, linh kiện bán dẫn đã nhanh chóng chiếm được vị trí phổ biến, ứng dụng trong các thiết bị điện và điện tử ở nhiều lĩnh vực khác nhau
của khoa học kỹ thuật và đời sống. Việc sử dụng các linh kiện bán dẫn thế hệ mới thay thế cho các đèn điện
tử đã được thực hiện hầu bộ trong các mạch khuếch đại công suất vừa và nhỏ với tần số trung bình và tương đối cao. Tuy vậy, một số loại hình thông tin như Viba, Di động, Vệ tinh, Thông tin quang cùng một số lĩnh vực khác như Rada, Điều khiển v.v lại chỉ có khả năng lμm việc ở dải siêu cao tần, khi đó, việc thay thế đèn điện tử bằng linh kiện bán dẫn, đặc biệt ở các bộ khuếch đại công suất lớn, đã gặp phải không ít những khó khăn về mặt kỹ thuật; Cụ thể: Nếu muốn tăng được công suất thì phải giảm tần số công tác và
ngược lại nếu muốn tăng tần số công tác thì phải giảm công suất, vì hai chỉ tiêu này khó thực hiện được
cùng một lúc. Mặc dù trong thực tế hiện nay sự tiến bộ về công nghệ chế tạo và khả năng sản xuất các linh kiện bán dẫn đã đạt được những thành công nhất định nhưng chưa hoàn toàn đáp ứng được cả hai yêu cầu cơ bản về công suất lớn, tần số cao. Vì vậy việc nghiên cứu và xây dựng phương pháp tính toán, thiết kế bộ
khuếch đại siêu cao tần công suất lớn dùng đèn bán dẫn có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
Luận văn này có nhiệm vụ nghiên cứu đồng thời cả hai yêu cầu nêu trên, khi tính toán, thiết kế bộ khuếch đại, bao gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về các bộ khuếch đại siêu cao tần công suất lớn.
Chương này trình bày những vấn đề chung nhất về nguyên tắc điều khiển trong đèn điện tử, transistor và việc ứng dụng chúng trong các mạch khuếch đại siêu cao tần.
Chương 2: Phương án xây dựng các bộ khuếch đại công suất lớn,tần số cao.
Nội dung chính của chương hai nhằm giới thiệu một số giải pháp nâng cao công suất và tần số làm việc của các bộ khuếch đại công suất siêu cao tần, đồng thời xác định tính lμm việc ổn định của các bộ khuếch đại-Một vấn đề hết sức quan trọng cần đặc biệt quan tâm trong dải siêu cao tần.
Chương 3: Xây dựng phương pháp tính toán và thiết kế mạch khuếch đại công suất lớn, tần số cao.
Mục đích chính của chương này là xây dựng các bộ khuếch đại công suất lớn, tần số cao dùng nhiều modul khuếch đại. Ngoài ra cũng trong chương này, tác giả sẽ đa ra thuật toán và xây dựng mô hình thiết kế tối u
modul khuếch đại công suất. Do điều kiện về thời gian cũng như hạn chế về trình độ của bản thân, thêm vào
đó vấn đề nghiên cứu và thực hiện đề tài còn mới mẻ nên cuốn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
1Më ®Çu
Trong thêi ®¹i ngµy nay, sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña khoa häc kü thuËt
®· më ra cho con ngêi nh÷ng kh¶ n¨ng to lín trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c
nhau. §Æc biÖt, trong lÜnh vùc ®iÖn-®iÖn tö ®· cã nh÷ng bíc ph¸t triÓn v«
cïng m¹nh mÏ, réng kh¾p vµ ngµy cµng hiÖn ®¹i h¬n. ViÖc t¨ng nhanh chãng
khèi lîng th«ng tin cÇn xö lý ®Æt ra yªu cÇu cÊp thiÕt ngµy cµng ph¶i hoµn
thiÖn c¸c trang thiÕt bÞ, nh»m ®¶m b¶o ®é tin cËy hiÖu suÊt cao, tiÕt kiÖm n¨ng
lîng vµ chi phÝ s¶n xuÊt. Mét trong nh÷ng kh©u quan träng nhÊt cña lÜnh vùc
nµy lµ c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín. CÇn modul ho¸ kh©u chøc n¨ng c¬
b¶n nµy, øng dông réng r·i c¸c linh kiÖn b¸n dÉn ®Ó n©ng cao chÊt lîng, ®¬n
gi¶n trong kÕt cÊu, dÔ dµng s¶n xuÊt hµng lo¹t trªn c¸c d©y chuyÒn c«ng
nghiÖp. Linh kiÖn b¸n dÉn cã tuæi thä cao, ®iÖn ¸p nguån nu«i thÊp, hiÖu suÊt
cao, kÝch thíc nhá, dÔ l¾p r¸p, ®é tin cËy cao. ChÝnh v× thÕ mµ tuy ra ®êi sau
linh kiÖn ®iÖn tö, linh kiÖn b¸n dÉn ®· nhanh chãng chiÕm ®îc vÞ trÝ phæ
biÕn, øng dông trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ ®iÖn tö ë nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau
cña khoa häc kü thuËt vµ ®êi sèng.
ViÖc sö dông c¸c linh kiÖn b¸n dÉn thÕ hÖ míi thay thÕ cho c¸c ®Ìn ®iÖn
tö ®· ®îc thùc hiÖn hÇu nh toµn bé trong c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt
võa vµ nhá víi tÇn sè trung b×nh vµ t¬ng ®èi cao. Tuy vËy, mét sè lo¹i h×nh
th«ng tin nh Vi ba, Di ®éng, VÖ tinh, Th«ng tin quang cïng mét sè lÜnh vùc
kh¸c nh Rada, §iÒu khiÓn v.v… l¹i chØ cã kh¶ n¨ng lµm viÖc ë d¶i siªu cao
tÇn, khi ®ã, viÖc thay thÕ ®Ìn ®iÖn tö b»ng linh kiÖn b¸n dÉn, ®Æc biÖt ë c¸c bé
khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín, ®· gÆp ph¶i kh«ng Ýt nh÷ng khã kh¨n vÒ mÆt kü
thuËt; Cô thÓ: NÕu muèn t¨ng ®îc c«ng suÊt th× ph¶i gi¶m tÇn sè c«ng t¸c vµ
ngîc l¹i nÕu muèn t¨ng tÇn sè c«ng t¸c th× ph¶i gi¶m c«ng suÊt, v× hai chØ
tiªu nµy khã thùc hiÖn ®îc cïng mét lóc.
MÆc dï trong thùc tÕ hiÖn nay sù tiÕn bé vÒ c«ng nghÖ chÕ t¹o vµ kh¶ n¨ng
s¶n xuÊt c¸c linh kiÖn b¸n dÉn ®· ®¹t ®îc nh÷ng thµnh c«ng nhÊt ®Þnh nhng
cha hoµn toµn ®¸p øng ®îc c¶ hai yªu cÇu c¬ b¶n vÒ c«ng suÊt lín, tÇn sè
cao. V× vËy viÖc nghiªn cøu vµ x©y dùng ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n, thiÕt kÕ bé
khuÕch ®¹i siªu cao tÇn c«ng suÊt lín dïng ®Ìn b¸n dÉn cã ý nghÜa khoa häc
vµ thùc tiÔn cao.
2
LuËn v¨n nµy cã nhiÖm vô nghiªn cøu ®ång thêi c¶ hai yªu cÇu nªu trªn,
khi tÝnh to¸n, thiÕt kÕ bé khuÕch ®¹i, bao gåm 3 ch¬ng:
Ch¬ng 1: Tæng quan vÒ c¸c bé khuÕch ®¹i siªu cao tÇn c«ng suÊt lín.
Ch¬ng nµy tr×nh bµy nh÷ng vÊn ®Ò chung nhÊt vÒ nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn
trong ®Ìn ®iÖn tö, transistor vµ viÖc øng dông chóng trong c¸c m¹ch khuÕch
®¹i siªu cao tÇn.
Ch¬ng 2: Ph¬ng ¸n x©y dùng c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín,
tÇn sè cao.
Néi dung chÝnh cña ch¬ng hai nh»m giíi thiÖu mét sè gi¶i ph¸p n©ng cao
c«ng suÊt vµ tÇn sè lµm viÖc cña c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt siªu cao tÇn,
®ång thêi x¸c ®Þnh tÝnh lµm viÖc æn ®Þnh cña c¸c bé khuÕch ®¹i-Mét vÊn ®Ò
hÕt søc quan träng cÇn ®Æc biÖt quan t©m trong d¶i siªu cao tÇn.
Ch¬ng 3: X©y dùng ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n
vµ thiÕt kÕ m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín, tÇn sè cao.
Môc ®Ých chÝnh cña ch¬ng nµy lµ x©y dùng c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt
lín, tÇn sè cao dïng nhiÒu modul khuÕch ®¹i. Ngoµi ra còng trong ch¬ng
nµy, t¸c gi¶ sÏ ®a ra thuËt to¸n vµ x©y dùng m« h×nh thiÕt kÕ tèi u modul
khuÕch ®¹i c«ng suÊt.
Xin c¶m ¬n toµn thÓ b¹n bÌ, ®ång nghiÖp vµ gia ®×nh ®· quan t©m, ®éng
viªn gióp ®ì t¸c gi¶, ®Æc biÖt t¸c gi¶ xin ch©n thµnh c¶m ¬n ThÇy gi¸o:
§¹i t¸- PGS.TS Tr¬ng V¨n CËp, ngêi trùc tiÕp híng dÉn, ®· giµnh nhiÒu
thêi gian, c«ng søc, trÝ tuÖ ®Ó chØ dÉn, gióp ®ì hoµn thµnh luËn v¨n tèt nghiÖp.
Do ®iÒu kiÖn vÒ thêi gian còng nh h¹n chÕ vÒ tr×nh ®é cña b¶n th©n, thªm vµo
®ã vÊn ®Ò nghiªn cøu vµ thùc hiÖn ®Ò tµi cßn míi mÎ nªn cuèn luËn v¨n kh«ng
tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt.
T¸c gi¶ rÊt mong nhËn ®îc sù ®ãng gãp, bæ sung cña héi ®ång chÊm luËn
v¨n tèt nghiÖp ®Ó ®Ò tµi ®îc hoµn thiÖn h¬n.
Hµ néi, n¨m 2006.
T¸c gi¶.
3
Ch¬ng 1:
Tæng quan vÒ c¸c bé khuÕch ®¹i
siªu cao tÇn, c«ng suÊt lín
ViÖc t¨ng c«ng suÊt vµ n©ng cao gi¶i tÇn sè c«ng t¸c lµ mét trong nh÷ng
nhiÖm vô rÊt cÊp b¸ch, v× hÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö vèn ®· ®îc sö dông mét
c¸ch triÖt ®Ó ë gi¶i tÇn sè thÊp vµ trung b×nh, víi mËt ®é khai th¸c trong d¶i
tÇn v« tuyÕn dÇy ®Æc. Do vËy, mét sè lo¹i h×nh th«ng tin nh Vi ba, Di ®éng,
VÖ tinh, Th«ng tin quang cïng mét sè lÜnh vùc kh¸c nh Radas, §iÒu khiÓn
v.v… l¹i chØ lµm viÖc ë gi¶i sãng siªu cao tÇn, lu«n ®ßi hái ®é tin cËy cao vµ
®¹t ®îc tÇm cao míi, ®ã chÝnh lµ nh÷ng vÊn ®Ò cã ý nghÜa khoa häc vµ thùc
tiÔn. ViÖc nghiªn cøu nh»m hoµn thiÖn trong c«ng nghÖ chÕ t¹o linh kiÖn thÕ
hÖ míi; Nh÷ng lý luËn c¬ b¶n vÒ thiÕt kÕ m¹ch khuÕch ®¹i vµ c¸c gi¶i ph¸p kü
thuËt sÏ lÇn lît ®îc ®Ò cËp trong ch¬ng nµy.
1.1. Nh÷ng yªu cÇu vÒ kü thuËt cÇn gi¶i quyÕt ®èi víi bé khuÕch ®¹i.
C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö truyÒn thèng tríc ®©y lµm viÖc ë ph¹m vi tÇn sè thÊp,
c«ng suÊt t¬ng ®èi trung b×nh vµ nhá gÇn nh ®· hoµn thiÖn vÒ mÆt c«ng
nghÖ vµ kü thuËt. Trong giai ®o¹n hiÖn nay, hÇu hÕt c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng
suÊt lín, tÇn sè thÊp ®· vµ ®ang sö dông linh kiÖn b¸n dÉn thay thÕ cho ®Ìn
®iÖn tö. Tuy nhiªn, ë mét giíi h¹n c«ng suÊt, tÇn sè c«ng t¸c nµo ®ã th× viÖc
sö dông c¸c transistor thay thÕ cho ®Ìn ®iÖn tö cÇn ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu
vÒ dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p lín, vît qu¸ kh¶ n¨ng chÞu ®ùng vµ kh«ng thÓ ®¸p øng
®îc mét c¸ch trän vÑn c¸c yªu cÇu vÒ chØ tiªu kü thuËt khi sö dông trong c¸c
®µi rada, ®µi ®iÒu khiÓn, th«ng tin cù ly xa v.v…. VÊn ®Ò lµ ë d¶i siªu cao tÇn
ta gÆp ph¶i kh«ng Ýt nh÷ng khã kh¨n vÒ mÆt kü thuËt, ®ã lµ:
- C¸c linh kiÖn ®iÖn tö (®Ìn ®iÖn tö, transistor kiÓu cò) thêng cã hiÖn tîng
qu¸n tÝnh ®iÖn tö do sù chuyÓn ®éng cña c¸c h¹t mang ®iÖn. ë tÇn sè siªu cao
thêi gian chuyÓn ®éng nµy cã thÓ so s¸nh ®îc víi chu kú cña dao ®éng, g©y
ra rÊt nhiÒu nh÷ng h¹n chÕ do sù thay ®æi vÒ pha, lµm gi¶m c«ng suÊt cã Ých,
t¨ng sãng hµi, dÉn ®Õn sù lµm viÖc víi hiÖu qu¶ thÊp.
4
- Khi t¨ng tÇn sè c«ng t¸c, ¶nh hëng cña c¸c tham sè ký sinh do c¸c ®iÖn
dung gi÷a c¸c cùc còng nh ®iÖn c¶m d©y dÉn g©y ra lµ rÊt nghiªm träng
kh«ng thÓ bá qua ®îc, lµm gi¶m tÇn sè giíi h¹n trong qu¸ tr×nh sö dông.
Nh vËy ®Ó x©y dùng c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín dïng transistor
lµm viÖc ë d¶i tÇn sè siªu cao, cÇn ph¶i sö dông nhiÒu transistor c«ng suÊt vµ
dïng nhiÒu modul khuÕch ®¹i ghÐp l¹i víi nhau. §ã chÝnh lµ ph¬ng ph¸p
céng c«ng suÊt sÏ ®îc nghiªn cøu ë nh÷ng ch¬ng tiÕp theo.
1.2. Kh¸i qu¸t chung vÒ nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn trong linh kiÖn ®iÖn tö
siªu cao tÇn.
Do ®Æc thï cña d¶i tÇn c«ng t¸c, mµ c¸c linh kiÖn ®iÖn tö siªu cao cã rÊt
nhiÒu ®Æc tÝnh kh¸c so víi linh kiÖn ®iÖn tö ë d¶i tÇn sè thÊp h¬n (c¸c ®Ìn ®iÖn
tö vµ transistor th«ng thêng). Tuy nhiªn dï chóng cã cÊu tróc rÊt ®a d¹ng vµ
nguyªn t¾c c«ng t¸c cô thÓ lµ kh¸c nhau, th× c¸c linh kiÖn ®iÖn tö siªu cao tÇn
®Òu cã nh÷ng ®Æc tÝnh chung.
1. Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn trong ®Ìn ®iÖn tö.
§Ó thÊy râ ®Æc tÝnh chung cña linh kiÖn ®iÖn tö siªu cao tÇn, chóng ta quan
t©m ®Õn nh÷ng nh©n tè cã tÝnh quyÕt ®Þnh, lµm cho ®Ìn ®iÖn tö th«ng thêng
kh«ng thÓ lµm viÖc ®îc ë d¶i siªu cao tÇn. Trong c¸c ®Ìn ®iÖn tö th«ng
thêng,...