Isnin, 17 Oktober 2011

LITAR RF POWER TRANSISTOR IMPEDANCE MATCHING NETWORK

Untuk post kali ini saya akan membincangkan secara ringkas berkenaan dengan litar rangkaian pemadan impedan (impedance matching network) yang selalu digunakan dan sangat penting semasa melaksanakan kerja-kerja merekabentuk litar-litar berkaitan yang meliputi bidang RF. Bidang ini sebenarnya adalah sangat komplek dan diharap artikel ini dapat memudahkan dan membantu perekabentuk sebagai panduan ringkas dan cepat untuk membantu menghasilkan litar-litar atau sistem radio samada penerima atau pemancar.

Di dalam kerja-kerja berkaitan radio frequency (RF), litar-litar rangkaian padanan atau RF impedance matching network memainkan peranan yang sangat penting bagi memperolehi kesan pemindahan kuasa semaksimum yang boleh (maximum tranfer power) diantara suatu sumber (source) kepada beban tertentu (load). Hal ini sangat wajib bagi mencegah daripada berlaku sebarang kesan kehilangan tenaga atau kuasa (power loss) yang perlu dielakkan pada setiap bahagian, terutama sekali untuk applikasi rekabentuk isyarat rendah (small signal circuit design) yang sememangnya memiliki signal terlalu rendah dan tidak wajar dibazirkan pada mana-mana bahagian pun. Bagaimana pun di dalam applikasi rekabentuk small signal RF circuit ianya terlebih dahulu adalah lebih rumit atau komplek dimana penggunaan impedance maching network nya perlu dibuat berhati-hati untuk mengekalkan stabiliti litar tersebut.
                                                                                              RAJAH 1

Di dalam kerja-kerja merekabentuk contohnya litar-litar RF power amplifier biasanya kita memerlukan siri penyambungan litar-litar penguat RF transistor secara berperingkat seperti contoh rajah 1 di atas dan oleh itu litar-litar impedance matching network adalah sangat perlu bagi tujuan memadankan setiap impedance transistor keluaran (output transistor impedance) kepada setiap bahagian masukkan impedance transistor yang berikutnya (input impedance transistor) bagi mengekalkan kesan pemindahan kuasa secekap yang mungkin. Begitu juga contohnya bila mana kita akan membuat penyambungan diantara impedan transistor keluaran (output transistor impedance) kepada impedan beban antenna pada peringkat keluaran suatu RF power transmitter.

Secara ringkasnya dan sebagai panduan merekabentuk yang mudah dan cepat rajah 2 di bawah menunjukkan beberapa kaedah yang sesuai dan biasa digunakan bagi menyediakan litar-litar padanan diantara bahagian sumber (source) kepada bahagian beban (load). Barisan litar-litar impedance matching network yang ditunjukkan tersebut boleh digunakan bagi memadankan litar-litar RF transistor pada power amplifier yang mempunyai kepelbagaian nilai source dan load impedance mengikut kesesuaian. Semua litar-litar rangkaian tersebut adalah jenis undur-guna atau reverseble circuits tetapi diingatkan bagaimana pun pada bahagian RL umumnya lebih sesuai untuk dipadankan kedalam suatu nilai impedance yang lebih besar atau tinggi daripadanya. Network-network tersebut boleh juga digunakan untuk litar padanan berperingkat (interstage matching), tetapi ianya perlukan kiraan yang berbeza dimana RL nanti adalah suatu fungsi komplek atau R+-j dan memerlukan pendekatan berbeza untuk menyelesaikannya. Akhir sekali, kita perlu memastikan samada nilai komponen yang dikira hendaklah sentiasa berada diantara praktikal limit. Di dalam network tersebut R1 dan Cout adalah menunjukkan suatu nilai complex input atau output impedance kepada transistor. Dimana complex impedance rajah A, C, dan E ditunjukkan dalam bentuk litar bersiri (series) dan bagi litar B dan D adalah di dalam bentuk litar selari (parallel). Bagaimana pun setiap network boleh pula di tukar (convert) kepada salah satu bentuk tadi samada siri ke selari atau sebaliknya mengikut kesesuaian applikasi tertentunya.

Conversion formula:
                                          Rp = Rs[1 + (Xs Rs)2]
                      Dan
                                    Xp = Rp/ (Xs/Rs)


                                                                                       RAJAH 2

Di dalam network jenis A sesuai hanya apabila R1 kurang daripada 50 ohm. Apabila R1 mencapai 50 ohm maka reactance kepada C1 mencapai nilai infiniti. Network B adalah jenis 'pi' dan biasa digunakan untuk memadankan paras impedan yang lebih tinggi, dimana tidak praktikal digunakan apabila nilai R1 agak rendah. Sekiranya R1 mempunyai nilai lebih rendah daripada 50 ohm maka akan memperolehi nanti nilai inductance L yang sangat rendah dan tidak praktikal lagi manakala nilai capacitance kepada kedua-dua C1 dan C2 nya pula akan memperolehi nilai yang terlalu besar.

Network C dan D mempunyai sifat yang agak sama. Kedua-duanya, R1 mestilah kurang daripada 50 ohm. Bagimana pun perlu ditekankan iaitu jenis konfigurasi rangkaian ini selalunya akan membawa kepada nilai komponen yang lebih praktikal dimana nilai R1 yang rendah hendaklah dipadankan. Seterusnya network E yang dipanggil sebagai 'T' network, jenis ini sangat berguna bagi memadankan impedan dengan nilai lebih 50 ohm dan oleh itu sangat sesuai di guanakan terutama kepada small signal circuit design. Mengikut ujian network jenis ini juga memberikan nilai kecekapan yang sangat tinggi apabila di gunakan sebagai litar padanan keluaran di dalam litar-litar transistor RF power amplifier.

Disediakan oleh Roslan.

Tiada ulasan:

Catat Ulasan

APA KOMEN ANDA.