மின்மறுப்பு பொருந்தக்கூடிய வடிகட்டி சுற்று வடிவமைப்பு - எல்சி, எல் மற்றும் பை வடிப்பான்கள்

முந்தைய கட்டுரையில், மின்மறுப்பு பொருத்தத்தின் அடிப்படைகள் மற்றும் மின்மறுப்பு பொருந்தக்கூடிய மின்மாற்றியை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பது பற்றி விவாதித்தோம். மின்மறுப்பு பொருந்தக்கூடிய மின்மாற்றியைப் பயன்படுத்துவதைத் தவிர, வடிவமைப்பாளர்கள் ஒரு RF பெருக்கியின் வெளியீட்டில் மின்மறுப்பு வடிகட்டி சுற்றுகளையும் பயன்படுத்தலாம், இது ஒரு வடிகட்டுதல் சுற்று மற்றும் ஒரு மின்மறுப்பு பொருந்தும் சுற்று என இரட்டிப்பாகும். மின்மறுப்பு பொருத்தத்திற்கு பல வகையான வடிகட்டி சுற்றுகள் பயன்படுத்தப்படலாம், மிகவும் பொதுவானவை இந்த கட்டுரையில் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளன.

எல்சி வடிகட்டி பொருத்தம்

மின்மறுப்புகளை பொருத்தவும் வடிகட்டலை வழங்கவும் பல்வேறு எல்.சி வடிப்பான்களைப் பயன்படுத்தலாம். சக்தி RF பெருக்கிகளின் வெளியீட்டில் வடிகட்டுதல் மிகவும் முக்கியமானது, ஏனென்றால் அவை ஆன்டெனாவால் கடத்தப்படுவதற்கு முன்பு வடிகட்டப்பட வேண்டிய தேவையற்ற ஹார்மோனிக்ஸை உருவாக்குகின்றன, ஏனெனில் அவை குறுக்கீடு மற்றும் அலைவரிசைகளை பரப்புவதற்கு காரணமாக இருக்கலாம். என்பது சட்டவிரோதமானது. குறைந்த பாஸ் எல்சி வடிப்பான்களை நாங்கள் காண்போம்ஏனெனில் ரேடியோ ஆற்றல் பெருக்கிகள் ஹார்மோனிக்ஸை மட்டுமே உருவாக்குகின்றன, மேலும் ஹார்மோனிக் சிக்னல்கள் எப்போதும் அடிப்படை சமிக்ஞைகளின் முழுப் பன்மடங்கு ஆகும், எனவே அவை எப்போதும் அடிப்படை சமிக்ஞையை விட அதிக அதிர்வெண்களைக் கொண்டுள்ளன - இதனால்தான் நாம் குறைந்த பாஸ் வடிப்பான்களைப் பயன்படுத்துகிறோம் ஹார்மோனிக்ஸ் அகற்ற. எல்.சி வடிப்பான்களை வடிவமைக்கும்போது, ​​மின்மறுப்புக்கு பதிலாக மூல எதிர்ப்பு மற்றும் சுமை எதிர்ப்பைப் பற்றி பேசுவோம், ஏனென்றால் சுமை அல்லது மூலத்திற்கு சில தொடர் அல்லது இணையான தூண்டல் அல்லது கொள்ளளவு இருந்தால், எனவே எதிர்ப்பு அல்லாத மின்மறுப்பு கணக்கீடுகள் மிகவும் சிக்கலானவை. இந்த வழக்கில், PI வடிப்பான் அல்லது எல் வடிகட்டி கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்துவது நல்லது. ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள், ஒழுங்காக தயாரிக்கப்பட்ட மற்றும் டியூன் செய்யப்பட்ட ஆண்டெனாக்கள், டிவி மற்றும் ரேடியோ ரிசீவர்கள், டிரான்ஸ்மிட்டர்கள் போன்ற பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் வெளியீடு / உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு = எதிர்ப்பு.

“கே” காரணி

ஒவ்வொரு எல்.சி வடிப்பானிலும் கியூ (தரம்) காரணி எனப்படும் அளவுரு உள்ளது, குறைந்த பாஸ் மற்றும் உயர் பாஸ் வடிப்பான்களில் இது அதிர்வெண் பதிலின் செங்குத்தாக தீர்மானிக்கிறது. குறைந்த Q வடிப்பான் மிகவும் பிராட்பேண்டாக இருக்கும் மற்றும் அதிக Q வடிப்பானைப் போல விரும்பத்தகாத அதிர்வெண்களை வடிகட்டாது. உயர் Q வடிப்பான் விரும்பத்தகாத அதிர்வெண்களை வடிகட்டுகிறது, ஆனால் இது ஒரு அதிர்வுறும் உச்சத்தைக் கொண்டிருக்கும், எனவே இது ஒரு பேண்ட்பாஸ் வடிப்பானாகவும் செயல்படும். உயர் Q காரணி சில நேரங்களில் செயல்திறனைக் குறைக்கிறது.

எல் வடிப்பான்கள்

எல் வடிப்பான்கள் எல்.சி வடிப்பான்களின் எளிய வடிவம். அவை ஒரு மின்தேக்கி மற்றும் ஒரு தூண்டியைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை ஆர்.சி வடிப்பான்களில் காணப்படுவதைப் போலவே இணைக்கப்பட்டுள்ளன, தூண்டல் மின்தடையத்தை மாற்றும். மூல மின்மறுப்பை விட அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ இருக்கும் மின்மறுப்பை பொருத்த அவை பயன்படுத்தப்படலாம். ஒவ்வொரு எல் வடிப்பானிலும், கொடுக்கப்பட்ட உள்ளீட்டு மின்மறுப்புடன் கொடுக்கப்பட்ட வெளியீட்டு மின்மறுப்புடன் பொருந்தக்கூடிய எல் மற்றும் சி ஆகியவற்றின் ஒரே கலவையாகும்.

எடுத்துக்காட்டாக, 14MHz இல் 100 Ω சுமைக்கு 50 Ω சுமை பொருத்த, எங்களுக்கு 114pF மின்தேக்கியுடன் 560nH தூண்டல் தேவை - இந்த எதிர்ப்புடன் இந்த அதிர்வெண்ணில் பொருந்தக்கூடிய ஒரே கலவையாகும். அவற்றின் Q காரணி, எனவே வடிகட்டி எவ்வளவு நல்லது

((R _A / R _B) -1) = கே

R _A என்பது பெரிய மின்மறுப்பு, RL என்பது சிறிய மின்மறுப்பு, மற்றும் Q என்பது பொருத்தமான சுமை இணைக்கப்பட்ட Q காரணி.

எங்கள் விஷயத்தில், ஏற்றப்பட்ட Q √ ((100/50) -1) = √ (2-1) = √1 = 1 க்கு சமமாக இருக்கும். நாம் அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ வடிகட்டலை விரும்பினால் (வெவ்வேறு Q), நமக்கு இது தேவைப்படும் PI வடிப்பான், அங்கு Q முழுமையாக சரிசெய்யக்கூடியது மற்றும் நீங்கள் வெவ்வேறு எல் மற்றும் சி சேர்க்கைகளைக் கொண்டிருக்கலாம், அவை ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணில் தேவையான பொருத்தத்தை உங்களுக்கு வழங்க முடியும், ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு Q.

செய்ய எல் வடிகட்டி கூறுகளின் மதிப்பை கணக்கிட, மூல வெளியீடு எதிர்ப்பு, சுமை எதிர்ப்பு, மற்றும் செயற்பாட்டின் அலைக்கற்றை: நாங்கள் மூன்று விஷயங்களைக்.

எடுத்துக்காட்டாக, மூலத்தின் வெளியீட்டு எதிர்ப்பு 3000 Ω ஆகவும், சுமை எதிர்ப்பு 50 be ஆகவும், அதிர்வெண் 14 மெகா ஹெர்ட்ஸ் ஆகவும் இருக்கும். எங்கள் மூல எதிர்ப்பு சுமை எதிர்ப்பை விட பெரியது என்பதால், நாங்கள் “b” வடிப்பானைப் பயன்படுத்துவோம்

முதலில், எல் வடிப்பானின் இரண்டு கூறுகளின் எதிர்வினைகளை நாம் கணக்கிட வேண்டும், பின்னர் எதிர்வினை மற்றும் பயன்பாட்டின் அதிர்வெண் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் தூண்டல் மற்றும் கொள்ளளவை நாம் கணக்கிடலாம்:

X _L = √ (R _S * (R _L -R _S)) X _L = √ (50 Ω * (3000 Ω-50 Ω) X _L = √ (50 Ω * (3000 Ω-50 Ω) X _L = (50 Ω * 2950 Ω) X _L = √ (50 Ω * 2950 Ω) X _L = √147500 Ω ² X _L = 384.1

14 மெகா ஹெர்ட்ஸில் 384.1 Ω எதிர்வினை கொண்ட ஒரு தூண்டலைத் தீர்மானிக்க ஒரு எதிர்வினை கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்துகிறோம்

L = 4.37 μH X _C = (R _S * R _L) / X _L X _C = (50 Ω * 3000 Ω) /384.1 Ω X _C = 150000 Ω ² /384.1 Ω X _C = 390.6

14 மெகா ஹெர்ட்ஸில் 390.6 Ω எதிர்வினைகளைக் கொண்ட ஒரு தூண்டலைத் தீர்மானிக்க ஒரு எதிர்வினை கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்துகிறோம்

சி = 29.1 பி.எஃப்

நீங்கள் பார்க்கிறபடி, வடிப்பானின் அதிர்வெண் மறுமொழி 14 மெகா ஹெர்ட்ஸில் அதிர்வுறும் உச்சத்துடன் கூடிய குறைந்த பாஸ் ஆகும், Q குறைவாக இருந்தால் வடிகட்டி உயர் Q ஐக் கொண்டிருப்பதால் அதிர்வு உச்சநிலை ஏற்படுகிறது, வடிகட்டி உச்சம் இல்லாமல் லோபாஸாக இருக்கும். நாங்கள் வேறு Q ஐ விரும்பினால், வடிகட்டி அதிக அகலக்கற்றையாக இருக்கும், நாம் ஒரு PI வடிப்பானைப் பயன்படுத்த வேண்டும், ஏனெனில் எல் வடிகட்டியின் Q மூல எதிர்ப்பு மற்றும் சுமை எதிர்ப்பைப் பொறுத்தது. ஒரு குழாய் அல்லது டிரான்சிஸ்டரின் வெளியீட்டு மின்மறுப்புடன் பொருந்த இந்த சுற்றுவட்டத்தைப் பயன்படுத்தினால், அவை இணையாக இருப்பதால் வடிகட்டியின் மின்தேக்கியிலிருந்து வெளியீட்டை தரை மின்தேக்கமாகக் கழிக்க வேண்டும். 10pF இன் கலெக்டர்-உமிழ்ப்பான் கொள்ளளவு (அக்கா வெளியீட்டு கொள்ளளவு) கொண்ட டிரான்சிஸ்டரைப் பயன்படுத்தினால், C இன் கொள்ளளவு 29.1 pF க்கு பதிலாக 19.1 pF ஆக இருக்க வேண்டும்.

PI வடிப்பான்கள்

PI வடிப்பான் மிகவும் பல்துறை பொருந்தக்கூடிய சுற்று, இது 3 எதிர்வினை கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது, பொதுவாக இரண்டு மின்தேக்கிகள் மற்றும் ஒரு தூண்டல். எல் வடிப்பானைப் போலன்றி, எல் மற்றும் சி ஆகியவற்றின் ஒரே கலவையானது ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணில் தேவையான மின்மறுப்பு பொருத்தத்தை அளித்தது, பிஐ வடிகட்டி சி 1, சி 2 மற்றும் எல் ஆகியவற்றின் பல சேர்க்கைகளை விரும்பிய மின்மறுப்பு பொருத்தத்தை அடைய அனுமதிக்கிறது, ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு கே.

பயன்பாடுகளில் பிஐ வடிப்பான்கள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அங்கு வெவ்வேறு சுமை எதிர்ப்புகள் அல்லது ஆர்.எஃப் சக்தி பெருக்கிகள் போன்ற சிக்கலான மின்மறுப்புகளுக்கு டியூன் செய்ய வேண்டிய அவசியம் உள்ளது, ஏனெனில் வெளியீட்டு மின்மறுப்பு விகிதத்திற்கான (ஆர் _ஐ) அவற்றின் உள்ளீடு மின்தேக்கிகளின் விகிதத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, வேறொரு மின்மறுப்புக்குச் செல்லும் போது சுருள் ஒரே மாதிரியாக இருக்க முடியும், அதே நேரத்தில் மின்தேக்கிகள் மட்டுமே சரிசெய்யப்படுகின்றன. ஆர்.எஃப் சக்தி பெருக்கிகளில் சி 1 மற்றும் சி 2 பெரும்பாலும் மாறுபடும்.

(சி 1 / சி 2) ² = r _i

நாம் ஒரு இன்னும் வேண்டும் போது பிராட்பேண்ட் வடிகட்டி நாங்கள் கே கே சிறிது மேலே பயன்படுத்த _{கிரிட்} நாங்கள் ஒரு தெளிவான வடிகட்டி வேண்டும் நிலையில், இதுபோன்ற ஒரு ரேடியோ அலைவரிசை அதிகார வெளியீட்டில் நாம் கே விட பெரியது என்று கே பயன்படுத்த பெருக்கி _{கிரிட்}, ஆனால் கீழே 10, போன்ற வடிகட்டியின் Q அதிக செயல்திறனைக் குறைக்கும். RF வெளியீட்டு நிலைகளில் PI வடிப்பான்களின் வழக்கமான Q 7 ஆகும், ஆனால் இந்த மதிப்பு மாறுபடும்.

Q _{விமர்சனம்} = √ (R _A / R _B -1)

எங்கே: R _A என்பது இரண்டு (மூல அல்லது சுமை) எதிர்ப்புகளில் உயர்ந்தது மற்றும் R _B என்பது சிறிய எதிர்ப்பாகும். பொதுவாக, அதிக Q இல் உள்ள PI வடிப்பானைக் கருதலாம், இது ஒரு சுருள் எல் மற்றும் ஒரு மின்தேக்கி C இலிருந்து சமமான மின்தேக்கி கொண்ட ஒரு இணையான ஒத்ததிர்வு சுற்று என மின்மறுப்பு பொருத்தத்தை புறக்கணிக்கிறது:

சி = (சி 1 * சி 2) / (சி 1 + சி 2)

இந்த ஒத்ததிர்வு சுற்று வடிகட்டி பயன்படுத்தப்படும் அதிர்வெண்ணில் எதிரொலிக்க வேண்டும்.

பிஐ வடிகட்டி கூறுகளின் மதிப்புகளைக் கணக்கிட நமக்கு நான்கு விஷயங்கள் தேவை: மூலத்தின் வெளியீட்டு எதிர்ப்பு, சுமைகளின் எதிர்ப்பு, செயல்பாட்டின் அதிர்வெண் மற்றும் கே.

எடுத்துக்காட்டாக, 7 இன் Q உடன் 8Ω மூலத்தை 75Ω சுமைக்கு பொருத்த வேண்டும்.

R _A என்பது இரண்டு (மூல அல்லது சுமை) எதிர்ப்புகளில் உயர்ந்தது மற்றும் R _B என்பது சிறிய எதிர்ப்பாகும்.

X _C1 = R _A / QX _C1 = 75 Ω / 7 X _C1 = 10.7

7 மெகா ஹெர்ட்ஸில் 10.7 Ω எதிர்வினை கொண்ட ஒரு கொள்ளளவை தீர்மானிக்க ஒரு எதிர்வினை கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்துகிறோம்

C1 = 2.12 nF X _L = (Q * R _A + (R _A * R _B / X _C2)) / (Q ² +1) X _L = (7 * 75 Ω + (75 Ω * 8 Ω / 3.59)) / 7 ² +1 X _L = (575 Ω + (600 Ω ² /3.59 Ω)) / 50 X _L = (575 Ω + (167 Ω)) / 50 X _L = 742 Ω / 50 X _L = 14.84

7 மெகா ஹெர்ட்ஸில் 14.84 Ω எதிர்வினை கொண்ட ஒரு தூண்டலை தீர்மானிக்க ஒரு எதிர்வினை கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்துகிறோம்

L = 340 nH X _C2 = R _B * √ ((R _A / R _B) / (Q ² + 1- (R _A / R _B))) X _C2 = 8 Ω * ((75 Ω / 8 Ω) / (Q ² + 1- (75 Ω / 8 Ω))) X _C2 = 8 Ω * (9.38 / (49 + 1-3.38)) X _C2 = 8 Ω * √ (9.38 / 46.62) X _C2 = 8 * √0.2 X _C2 = 8 Ω * 0.45 X _C2 = 3.59

7 மெகா ஹெர்ட்ஸில் 3.59 Ω எதிர்வினை கொண்ட ஒரு கொள்ளளவைத் தீர்மானிக்க ஒரு எதிர்வினை கால்குலேட்டரைப் பயன்படுத்துகிறோம்

சி 2 = 6.3 என்.எஃப்

எல் வடிப்பானைப் போலவே, எங்கள் வெளியீட்டு சாதனத்திலும் ஏதேனும் வெளியீட்டு கொள்ளளவு இருந்தால் (குழாய்களுக்கான தட்டு-கேத்தோடு, பிஜேடிக்கு உமிழ்ப்பான் சேகரிப்பவர், பெரும்பாலும் MOSFET கள், குழாய்கள் மற்றும் பிஜேடிகளுக்கான வெளியீட்டு கொள்ளளவு) நாம் அதை சி 1 இலிருந்து கழிக்க வேண்டும், ஏனெனில் அந்த கொள்ளளவு அதற்கு இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு ஐஆர்எஃப் 510 டிரான்சிஸ்டரை, 180 பிஎஃப் வெளியீட்டு கொள்ளளவுடன், ஒரு சக்தி வெளியீட்டு சாதனமாக சி 1 6.3 என்எஃப் -0.18 என்எஃப் ஆக இருக்க வேண்டும், எனவே 6.17 என்எஃப். அதிக வெளியீட்டு சக்தியைப் பெறுவதற்கு இணையாக பல டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்தினால், கொள்ளளவு கூட்டுத்தொகையாகும்.

3 IRF510 க்கு இது 6.3 nF-0.18 nF * 3 = 6.3 nF-0.54 nF ஆக இருக்கும், எனவே 6.3 nF க்கு பதிலாக 5.76 nF ஆக இருக்கும்.

மின்மறுப்பு பொருத்தத்திற்கு பயன்படுத்தப்படும் பிற எல்.சி சுற்றுகள்

டி வடிப்பான்கள், டிரான்சிஸ்டர் பவர் பெருக்கிகளுக்கான சிறப்பு பொருந்தும் சுற்றுகள் அல்லது பிஐ-எல் வடிப்பான்கள் (கூடுதல் தூண்டலுடன் பிஐ வடிகட்டி) போன்ற மின்மறுப்புகளுடன் பொருந்தக்கூடிய பல்வேறு எல்சி சுற்றுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.