sem.1 MGR (specjalność SM, IKB), v01a

Zintegrowane Układy Aktywne w Komunikacji Bezprzewodowej –
sem.1 MGR (specjalność SM, IKB), v01a
Zakres zagadnień obowiązujących na zaliczenie w semestrze letnim 2015/16, prowadzący K. Nyka
1.
Wzmacniacze małosygnałowe wąskopasmowe
 ogólny schemat jednostopniowego wzmacniacza liniowego (obwody dopasowujące + macierz S tranzystora)
 obustronne dopasowanie energetyczne (SCM) –
- Sformułować warunek dopasowania na zaciskach tranzystora?
- Warunek dopasowania na krańcach kaskady bloków wzmacniacza (dopasowanie falowe na wejściu/ wyjściu, czyli na
zaciskach Zo)
- Jaki jest związek Gamma i WFS z dopasowaniem energetycznym?
- Co robią obwody dopasowujące z punku widzenia warunków dopasowania na zaciskach tranzystora (  realizacja
impedancji obciążeń wymaganych wymaganych przez tranzystor na wejściu i wyjściu)
 dopasowanie szumowe – współczynnik szumów i parametry szumowe 2-wrotnika liniowego (minimalny wsp. szumów,
optymalna admitancja źródła,...),
- Warunek dopasowania szumowego
- Czy możliwe jest jednoczesne dopasowanie szumowe i energetyczne (dopasowanie na wej. czy wyj.)?
- Jakie dopasowanie energetyczne jest możliwe przy idealnym dopasowaniu szumowym?
 definicje wzmocnienia mocy (wzm. skuteczne, dysponowane, mocy – bez wzorów) –; zastosowanie różnych definicji
wzmocnienia mocy zależnie od rodzaju projektu (wzmacniacz niskoszumny, dużej mocy, inny)
- Jakie dopasowanie zakłada się dla różnych definicji wzmocnienia (porównanie pod względem założenia o dopasowaniu
na wej./wyj. i zależności od obciążenia na wej./wyj. (ZS, ZL))?
- Do czego te definicje się wykorzystuje (projekt dopasowania szumowego lub mocowego)?
- Kiedy dostajemy MAG?
 stabilność wzmacniacza – ogólny warunek stabilności ( |we/wy < 1), współczynnik stabilności i okręgi stabilności tranzystora
(interpretacja), tranzystor bezwzględnie stabilny lub potencjalnie niestabilny (warunki na wsp. stabilności i położenie
okręgów stabilności), określanie dopuszczalnych impedancji obciążenia ZS, ZL (wnętrze, czy zewnętrze okręgów)
- Jak położone są okręgi stabilności względem krawędzi w. Smitha? >>> naszkicować to i rozpoznać te przypadki
- Jak określić, czy stabilność jest wewnątrz, czy na zewnątrz okręgu
- Czy okręgi stabilności jednoznacznie wskazują, ze k>1 lub k<1 (lub Mu)? Czy ma znaczenie, z której strony tranzystora
badamy te okręgi?
 stabilizacja tranzystora za pomocą rezystorów – wady i zalety rożnych konfiguracji; stabilizacja szerokopasmowa lub poza
pasmem pracy (wady i zalety; rezystory wplecione w obwody zasilające lub dopasowujące);
- należy umieć zaproponować właściwą konfigurację rezystorów zależnie od układu okręgów stabilności
- stabilizacja selektywna, czyli realizacja stabilizacji szerokopasmowej z wyłączeniem pasma pracy (tylko dla pasma
pracy w zakresie stabilności bezwzględnej) >>> zaproponować odpowiedni obwód rezonansowy neutralizujący
działanie rezystorów stabilizujących
 ogólna procedura projektowania wzmacniacza – projektowanie impedancji widzianych przez wejście i wyjście tranzystora 
projektowanie obwodów dopasowujących (zasada transformacji impedancji przez obw. dopas – realizacja impedancji ZS i ZL
z Z0 lub dopasowanie Z0 do ZL* i ZS*)
 projekt wzmacniacza przy jednostronnym dopasowaniu energetycznym – okręgi stałego wzmocnienia; wybór impedancji na
ustalonym okręgu wzmocnienia (co to zmienia, kryteria wyboru  szerokopasmowość, szumy)
- Kiedy należy, albo warto stosować dopasowanie jednostronne?
- Z której strony (wejście/wyjście) rezygnuje się z dopasowania energetycznego i w jakim celu?
- Jakich definicji wzmocnienia dotyczą wtedy te okręgi stałego wzmocnienia
 projektowanie z tranzystorem bezwzględnie stabilnym i potencjalnie niestabilnym –
- porównanie osiągalnych parametrów (MSG zamiast MAG >> co z dopasowaniem falowym?),
- porównać układ okręgów stabilności i okręgów stałego wzmocnienia w zależności od stanu stabilności tranzystora
- czy przy potencjalnej niestabilności istnieje tylko jedna optymalna wartość impedancji gwarantująca MSG?
- czy przy potencjalnej niestabilności możliwe jest jednostronne dopasowanie energetyczne?
 projektowanie pod kątem wzmocnienia i wsp. szumów
- Dlaczego potrzebny jest kompromis między wsp. szumów i wzmocnieniem (poprawa współczynnika szumów w
kaskadzie)
- Jak można wykorzystać do oceny tego kompromisu miarę szumów?
 zasilanie tranzystora – ogólna zasada separacji obwodów sygnałowych AC i stałoprądowych DC doprowadzających zasilanie
do tranzystora (idealne dławiki, pojemności sprzęgające i bocznikujące),
- przykłady wplatania obwodów separacji DC w układy dopasowujące (z elem. skupionymi i odc. linii),
- Jak realizuje się zwarcie elektrycznego na zaciskach zasilających,
- Jak można zastąpić dławik odcinkiem ćwierćfalowym? Jaka są wymagania na imped. charakterystyczną?,
- Jak można zastąpić pojemności bocznikujące odcinkiem ćwierćfalowym lub sękiem radialnym;
- Dlaczego pojemności bocznikujące powinny mieć bardzo duża wartość ? (chodzi o stabilność dla niskich
częstotliwości)
- Dlaczego nie można pojemności bocznikującej zrealizować jako kondensator o bardzo dużej wartości (problemy z
rzeczywistymi L i C w technologii SMD)
1
2.
Układy liniowe/nieliniowe, efekty nieliniowe.
 Jakie są pasożytnicze lub użyteczne efekty nieliniowe –
- w jakich urządzeniach jakie efekty są pasożytnicze, a jakie pożądane? (wzmacniacz, mieszacz, powielacz, oscylator,..)
 Generacja częstotliwości (konwersja, powielanie),
- związek rzędu modelu nieliniowości z maksymalnym rzędem przemiany częstotliwości
 Miary zniekształceń nieliniowych (P1db, IP3, …)
- definicja, ilustracja graficzna, porównanie typowych wartości
- procedura wyznaczania IP3 (pomiar/symulacja) dla wzmacniaczy i mieszaczy
- określanie IM3 (IMD3) na podstawie IP3
3. Zarys analizy nieliniowej w.cz.
 analiza nieliniowa zmiennoprądowa (pod kątem implementacji w ADS): czasowa (Transient), równowaga harmonicznych
(HB)
- podstawowe różnice i podobieństwa: specyficzne wady/zalety, zakres zastosowań (do czego jest przeznaczona),
ograniczenia (do czego się nie nadaje),
- podstawowe parametry sterujące w ADS (jak wpływać na efektywność symulacji)
 Zmiana dziedziny reprezentacji wyniku analizy wielkosygnałowej czasowa  częstotliwościowa – możliwości i
ograniczenia
4. Wzmacniacze mocy i linearyzacja
 zasada dopasowania tranzystorów mocy (mocowe, falowe) –
- Na czym polega analogia do wzmacniacza niskoszumnego (podobieństwo, różnice)?
 klasy wzmacniaczy mocy – zalety i wady (sprawność energetyczna kosztem zniekształceń)
 podstawowe parametry charakterystyczne wzmacniaczy mocy, sprawność energetyczna (definicje i zmiana w funkcji mocy
wyjściowej, kiedy sprawność osiąga max, porównanie charakterystyk sprawności o różnych definicjach)
 Najważniejsze metody linearyzacji wzmacniaczy mocy: predystorcja analogowa, Cartesian feedback jako odmiana
predystorcji analogowej adaptacyjnej, adaptacyjna predystorcja cyfrowa, konfiguracja Doherty (jako linearyzacja)
 Najważniejsze metody poprawy sprawności: problem sprawności średniej w systemach o dużej dynamice obwiedni, Doherty
(jako poprawa sprawności), podobieństwa i zasadnicze różnice miedzy ERR i ET (envelope tracking)
2