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Tesi di Laurea in Elettronica per le Telecomunicazioni STUDIO PER LA PROGETTAZIONE DELLAMPLIFICATORE RF DI POTENZA PER IL TRASMETTITORE DEL SATELLITE ATMOCUBE.

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Presentazione sul tema: "Tesi di Laurea in Elettronica per le Telecomunicazioni STUDIO PER LA PROGETTAZIONE DELLAMPLIFICATORE RF DI POTENZA PER IL TRASMETTITORE DEL SATELLITE ATMOCUBE."— Transcript della presentazione:

1 Tesi di Laurea in Elettronica per le Telecomunicazioni STUDIO PER LA PROGETTAZIONE DELLAMPLIFICATORE RF DI POTENZA PER IL TRASMETTITORE DEL SATELLITE ATMOCUBE MEDIANTE LUTILIZZO DEL SOFTWARE DI SIMULAZIONE AWR Università degli Studi di Trieste Facoltà di Ingegneria Dipartimento di Elettrotecnica Elettronica Informatica Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica Laureando Mauro Popesso Relatore Prof. Mario Fragiacomo Correlatore Prof. Sergio Carrato Anno Accademico 2005-2006

2 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso2 Il Satellite AtmoCube Misure Spettro radiazione solare Intensità campo magnetico terrestre Frequenza TX in UHF (437.49 MHz) Potenza irradiata > 1 W Aumentata a 2 W in via cautelativa

3 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso3 Obiettivi Generali Progettare un amplificatore RF di potenza Segnale amplificato deve essere ricevuto correttamente sulla terra Utilizzo nel progetto del software AWR

4 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso4 Specifiche di Progetto P in = 5-10 mW (7-10 dBm) P out > 2 W (33 dBm) Alimentazione a 5 V Rendimento η > 60 % Amplificazione variabile (stab. P out )

5 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso5 Scelte di Progetto Amplificatore G = 33 dBm – 7 dBm = 26 dB Driver & Stadio Finale 2 stadi

6 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso6 Schema a Blocchi

7 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso7 AWR Analog Office Microwave Office Tuning Ottimizzazione Visual System Studio Simulazioni lineari e non lineari Harmonic Balance Volterra-Series Simulator

8 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso8 Scelta dei Componenti

9 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso9 Scelta dei Componenti – 1 Stadio finale Freescale MRF1517NT1 LDMOS Silicon Gate N-Channel Enhancement 520 MHz V DD = 7.5 V P out = 8 W P d(max) = 62.5 W Modello NON inserito in libreria AWR

10 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso10 Scelta dei Componenti – 2 Stadio Finale Polyfet L2711 LDMOS N-channel Enhancement 500 MHz V DD = 7.5 V P out = 7 W P d(max) = 80 W

11 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso11 Scelta dei Componenti – 3 Driver Infineon BFP450 NPN Silicon RF Transistor V CC = 5 V I C(max) = 100 mA h fe(typ) = 95 P d(max) = 450 mW

12 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso12 Scelta dei Componenti – 4 Driver Infineon BFP196 NPN Silicon RF Transistor V CC = 5 V I C(max) = 150 mA h fe(typ) = 100 P d(max) = 700 mW

13 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso13 Stadio Finale

14 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso14 Stadio Finale – 1 Classe di Amplificazione Alto rendimento Classe C o E NON LINEARITÁ Classe C Facilità di polarizzazione Rendimento minore rispetto a Classe E Classe E Rendimento maggiore rispetto a Classe C Difficoltà di messa a punto

15 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso15 Adattamento in ingresso Adattamento in uscita verso (Z out )* verso R opt e C out ottimizzato Stadio Finale – 2 Adattamento

16 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso16 Stadio Finale – 3 Adattamento in Uscita R opt e C out

17 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso17 Simulazione con AWR – 1 Stadio Finale

18 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso18 Simulazione con AWR – 2 Stadio Finale Adatt. (Z out )* G = 4.3 dB P out = 27.3 dBm P DD = 29.6 dBm η = 59 % Adatt. R opt e C out G = 4.8 dB P out = 27.8 dBm P DD = 30.8 dBm η = 50 % per P in = 23 dBm

19 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso19 Simulazione con AWR – 3 Stadio Finale Circuito ottimizzato dal software

20 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso20 Simulazione con AWR – 4 Stadio Finale Adatt. (Z out )* G = 4.3 dB P out = 27.3 dBm P DD = 29.6 dBm η = 59 % Adatt. R opt e C out G = 4.8 dB P out = 27.8 dBm P DD = 30.8 dBm η = 50 % Adatt. ottimizzato G = 10.1 dB P out = 33.1 dBm P DD = 35.0 dBm η = 65 % per P in = 23 dBm

21 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso21 Ottimizzazione Calcolo delle impedenze delle reti di adattamento Rete di ingressoRete di uscita Z Adatt_in = 0.39 + j 4.94 Ω Z Adatt_out = 3.095 + j 0.35 Ω dal datasheet Z in = 0.4 – j 4.4 Ω Normalizzato

22 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso22 Problemi nella Simulazione V gate e I s

23 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso23 Driver

24 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso24 Driver Active Bias Possibilità di deriva termica del BJT Stabilizzazione in T Active Bias

25 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso25 Simulazione con AWR – 5 Driver con BFP450 I MAX = 100 mA BFP196 I MAX = 150 mA

26 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso26 Simulazione con AWR – 6 Driver con BFP196 Adattamento ottimizzato G = 9.4 dB P out = 19.4 dBm P DD = 24.0 dBm η = 35 % BFP450 G = 6.2 dB P out = 16.2 dBm P DD = 22.4 dBm η = 24 % Corrente entro i limiti massimi per P in = 10 dBm

27 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso27 Simulazione con AWR – 7 Driver con BFP196 Var. della tensione di alimentazione Controllo del guadagno

28 Trieste, 11.12.2006Mauro Popesso28 …nel Futuro Test dellamplificatore finale Eventuale sviluppo classe E Test I stadio del driver Progetto II stadio del driver Progetto del circuito AGC

29 Tesi di Laurea in Elettronica per le Telecomunicazioni Università degli Studi di Trieste Facoltà di Ingegneria Dipartimento di Elettrotecnica Elettronica Informatica Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica Anno Accademico 2005-2006 STUDIO PER LA PROGETTAZIONE DELLAMPLIFICATORE RF DI POTENZA PER IL TRASMETTITORE DEL SATELLITE ATMOCUBE MEDIANTE LUTILIZZO DEL SOFTWARE DI SIMULAZIONE AWR FINE


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