Проектирование пассивного фиксированного аттенюатора для радио в диапазоне частот от 0 Гц до 2,0 ГГц

Проектирование пассивного фиксированного аттенюатора для радио в диапазоне частот от 0 Гц до 2,0 ГГц.
При помощи программы ADS (AdvancedDesignSystem), разработайте АТТ со следующими параметрами:
a. Рабочая частота: 0 Гц до 2,0 ГГц;
b. Подавление в рабочей полосе частот: не менее 10 дБ;
c. Обратные потери: не более 13 дБ;
d. Сопротивление источника (импеданс): 50 Ом;
e. Сопротивление нагрузки (импеданс): 50 Ом.
В результате, необходимо получить:
1. Электрическую принципиальную схему АТТ;
2. S – параметры (АЧХ);
3. Графики: подавление, обратные потери;
4. В программе DeepTrace/P-CAD/AltiumDesigner произвести трассировку платы, с выбором материала подложки и дорожек (с золотым/палладиевым/серебряным покрытиями или луженые).
Пояснительная записка по КР должна быть не менее 15 страниц. В этот ...

Проектирование пассивного фиксированного аттенюатора для радио в диапазоне частот от 0 Гц до 2,0 ГГц.
При помощи программы ADS (AdvancedDesignSystem), разработайте АТТ со следующими параметрами:
a. Рабочая частота: 0 Гц до 2,0 ГГц;
b. Подавление в рабочей полосе частот: не менее 10 дБ;
c. Обратные потери: не более 13 дБ;
d. Сопротивление источника (импеданс): 50 Ом;
e. Сопротивление нагрузки (импеданс): 50 Ом.
В результате, необходимо получить:
1. Электрическую принципиальную схему АТТ;
2. S – параметры (АЧХ);
3. Графики: подавление, обратные потери;
4. В программе DeepTrace/P-CAD/AltiumDesigner произвести трассировку платы, с выбором материала подложки и дорожек (с золотым/палладиевым/серебряным покрытиями или луженые).
Пояснительная записка по КР должна быть не менее 15 страниц. В этотобъём входят: теория, скриншоты из программ, графики, выводы и прочее.

Проектирование пассивного фиксированного аттенюатора для радио в диапазоне частот от 0 Гц до 2,0 ГГц.
При помощи программы ADS (AdvancedDesignSystem), разработайте АТТ со следующими параметрами:
a. Рабочая частота: 0 Гц до 2,0 ГГц;
b. Подавление в рабочей полосе частот: не менее 10 дБ;
c. Обратные потери: не более 13 дБ;
d. Сопротивление источника (импеданс): 50 Ом;
e. Сопротивление нагрузки (импеданс): 50 Ом.
В результате, необходимо получить:
1. Электрическую принципиальную схему АТТ;
2. S – параметры (АЧХ);
3. Графики: подавление, обратные потери;
4. В программе DeepTrace/P-CAD/AltiumDesigner произвести трассировку платы, с выбором материала подложки и дорожек (с золотым/палладиевым/серебряным покрытиями или луженые).
Пояснительная записка по КР должна быть не менее 15 страниц. В этот объём входят: теория, скриншоты из программ, графики, выводы и прочее.

Данное утверждение справедливо для частот переменного тока от нуля до десятков…сотен МГц.При использовании резисторов в электрических цепях переменного тока с частотой от единиц ГГц и выше проявляется влияние так называемых паразитных параметров. Под паразитными параметрами следует понимать совокупность значений параметров эквивалентной схемы замещения резистора за исключением основного параметра – омического сопротивления, равного номиналу резистора. В некоторых случаях паразитными параметрами можно пренебречь (например, в цепях переменного тока сравнительно небольшой частоты), однако в данном случае следует их учитывать. Игнорирование наличия паразитных параметров резисторов для проектируемого устройства может привести к значительному отклонению реальных параметров аттенюатора от расчетных значений.Общее количество паразитных параметров для одного реального резистора зависит от выбранной схемы замещения. Значения паразитных параметров зависят от типа резистора, его конструктивного исполнения, габаритов и т. п. Минимальные значения паразитных параметров характерны для резисторов в SMDисполнении (SurfaceMountedDevices–элементы для поверхностного монтажа).Более подробная информация о паразитных параметрах резисторов, их значении для различных размеров SMDрезисторов и их схемы замещения приведены в источниках [2, p. 267] и [3, стр. 44].Для определенности выбираем эквивалентную схему из статьи [3] –рисунок 3, применимую для случая использования резистора в схеме аттенюатора, когда оба вывода резистора не соединены с землей.Рисунок 3 – Схема замещения SMDрезистораВ случае, когда один из выводов подключен к земле следует использовать другую схему замещения – рисунок 4.Рисунок 4 – Схема замещения SMDрезистора при подключении одного вывода к землеЗначения паразитных параметров эквивалентной схемы замещения на рисунке 4 определим используя соотношения, указанные в источнике [2, p. 268]:Ct=CP1+2CP2=0,026+2∙0,037=0,10 пФ;Lt=LS2+2LS1=0,239+2∙0,098=0,435 нГн.Для простоты дальнейшего использования сведем все выбранные из источника [3] и рассчитанные значения паразитных параметров в таблицу 1.Таблица 1 – Перечень паразитных параметров и их значения для SMDрезистора типоразмера 0201ОбозначениеПаразитный параметрЗначениеLS1Индуктивность выводов резистора0,098 нГнLS2Индуктивность резистивного слоя0,239 нГнСP1Емкость между выводами корпуса0,026 пФСP2Емкость между выводом и землей0,037 пФRP1Сопротивление защитного покрытия5,725 кОмCtЭквивалентная емкость резистора0,10 пФLtЭквивалентная индуктивность резистора0,435 нГн3. Принципиальная схема пассивного аттенюатораВозможные варианты принципиальной схемы аттенюатора изображены на рисунках 1 и 2. Сделать однозначный выбор в пользу той или иной схемы на данном этапе проектирования проблематично. Поэтому выполним расчет номинальных значений резисторов для обеих схем, используя соотношения из источника [1]. Далее реализуем моделирование схемы пассивного аттенюатора П-типа в программе AdvancedDesignSystem. Если полученные частотные характеристики удовлетворяют требованиям задания, будем считать проектирование схемы пассивного фиксированного аттенюатора законченным.В случае, если частотные характеристики аттенюатора П-типа не устраивают, моделируем схему аттенюатора Т-типа и исследуем его частотные характеристики.Если возникнет ситуация, когда частотные характеристики обеих схем не соответствуют требованиям технического задания, тогда следует выбрать схему, для которой колебания характеристики затухания в рабочей полосе частот минимальны. Путем качественного анализа эквивалентной схемы аттенюатора необходимо выявить паразитные параметры, оказывающие наибольшее влияние на изменение значений затухания. Путем замены одного или нескольких резисторов схемыпараллельным или последовательным соединением сопротивлений, имеющих эквивалентное сопротивление, равное номинальному значению заменяемого элемента, пытаемся частично нивелировать влияние паразитных параметров на неравномерность затухания аттенюатора в рабочей полосе частот. Далее убеждаемся в правильности выполненных эквивалентных преобразований путем повторного моделирования измененной эквивалентной схемы пассивного аттенюатора.Рассчитаем значения резисторов для схемы аттенюатора П-типа, предположив, что для постоянного тока затухание аттенюатора равно значению 11 дБ:A=10L20=101120=3,548;RP1=RP2=ZSA+1A-1=50∙3,548+13,548-1≅88,7 Ом;RS=2RP1RP1ZS2-1=2∙88,788,7502-1≅81,6 Ом.Рассчитаем значения резисторов для схемы аттенюатора Т-типа:RS1=RS2=ZSA-1A+1=50∙3,548-13,548+1≅28,0 Ом;RP=ZC2-RS122RS1=502-28,022∙28,0≅30,5 Ом.В процессе расчетов значений сопротивлений резисторов для обеих схем выполняем округление полученных результатов до ближайших номинальных значений из ряда Е192.4. Расчет S-параметров эквивалентной схемы пассивного аттенюатора П-типаАнализ S-параметров в программном пакете AdvancedDesignSystem позволяет определить зависимости S-параметров от частоты. Расчет выполним для эквивалентной схемы АТТ по переменному току – рисунок 5.Рисунок 5 – Эквивалентная схема аттенюатора П-типаПолученные графические зависимости модулей S-параметров в диапазоне частот 0…2 ГГц приведены на рисунках 6…9.