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Transparencias Carta de Smith 3- TAF, Apuntes de Ingeniería de Telecomunicaciones

Asignatura: tecnologias alta frecuencia, Profesor: luis luis, Carrera: Ingeniería Técnica de Telecomunicación: Sistemas de Telecomunicación, Universidad: UC3M

Tipo: Apuntes

2015/2016

Subido el 08/02/2016

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Tecnolog´ıas de Alta Frecuencia
(Grado en Ingenier´ıa de Sistemas de Comunicaciones)
CURSO 15/16
Tema 2: Carta de Smith y adaptaci´on de impedancias.
Adaptadores
Jos´e Luis azquez Roy
Universidad Carlos III de Madrid
5 de febrero de 2016
Jos´e Luis azquez Roy (UC3M) TAF 5 de febrero de 2016 1 / 30
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Tecnolog´ıas de Alta Frecuencia

(Grado en Ingenier´ıa de Sistemas de Comunicaciones)

CURSO 15/

Tema 2: Carta de Smith y adaptaci´on de impedancias.

Adaptadores

Jos´e Luis V´azquez Roy

Universidad Carlos III de Madrid [email protected]

5 de febrero de 2016

1) Adaptador λ/ 4

Sirve para adaptar impedancias reales ZL = RL

Para que Zin = Z 0 debe cumplirse:

Zin = Z 1

RL cos βl + jZ 1 sin βl Z 1 cos βl + jRL sin βl

= Z 0

y como βl = 2π/λ · λ4 se sigue que:

Zin =

Z 12

RL

= Z 0 ⇒ Z 1 =

Z 0 RL

2) Adaptador tramo de l´ınea y elemento concentrado serie

Pasos: Situar zL y localizar el radio ρ Desplazarnos por ρ = cte hacia gen. hasta cortar r = 1 en z 1 Determinar l 1

2) Adaptador tramo de l´ınea y elemento concentrado serie

Leer jx 1 Imponer x = −x 1

De esta forma a la entrada veremos:

zin = z 1 + jx = 1 + jx 1 + (−jx 1 ) = 1

esto es, Zin = Z 0.

2) Adaptador tramo de l´ınea y elemento concentrado serie

Por ´ultimo, hay que calcular el valor del elemento concentrado. En el ejemplo mostrado ser´ıa:

Caso 1 (z 1 ): el elemento reactivo serie es un condensador:

|x 1 |Z 0 =

ωC

→ C =

ω|x 1 |Z 0

Caso 2 (z 2 ): el elemento reactivo serie es una bobina:

|x 2 |Z 0 = ωL → L =

|x 2 |Z 0 ω

2) Adaptador tramo de l´ınea y elemento concentrado

paralelo

Se dise˜na de la misma forma, utilizando en este caso una carta de Smith de admitancias, en donde buscaremos el corte con la circunferencia unidad g = 1 para obtener dos soluciones: y 1 e y 2 cuyas partes imaginarias ser´an canceladas por la admitancia reactiva paralelo y = jb

2) Adaptador tramo de l´ınea y elemento concentrado

paralelo

Por ´ultimo, hay que calcular el valor del elemento concentrado. En el ejemplo mostrado ser´ıa:

Caso 1 (y 1 ): el elemento reactivo serie es una bobina:

|b 1 |Y 0 =

ωL

→ L =

ω|x 1 |Y 0

Z 0

ω|x 1 |

Caso 2 (y 2 ): el elemento reactivo serie es un condensador:

|b 2 |Y 0 = ωC → C =

|b 2 |Y 0 ω

|b 2 | ωZ 0

3) Adaptador en simple stub (serie o paralelo)

En los casos anteriores, reemplazamos el elemento concentrado por un tramo de l´ınea de longitud ls acabado en corto o en abierto (stub) De esta forma, sintetizamos la reactancia jx (o la susceptancia jb) mediante el stub

Si nos movemos λ/4 desde la terminaci´on, podemos cambiar corto por abierto y viceversa.

3) Adaptador en simple stub paralelo

Inc´ognitas l y ls

3) Adaptador en simple stub paralelo (ejemplo)

La longitud del stub ls se puede calcular directamente en la Carta de Smith. P. ej. en este caso:

el stub debe aportar:

bs = −b 1

y tenemos que buscar el ls para que se cumpla esta condici´on, teniendo en cuenta que, en este caso, Y 0 6 = Ys.

4) Adaptador en doble stub (serie o paralelo)

Serie-Serie Paralelo-Paralelo

Notar que la distancia d es fija. Las inc´ongitas son (ls 1 , ls 2 )

⇒ Asumimos en lo que sigue que la impedancia de los stubs es tambi´en Z 0

4) Adaptador en doble stub (serie o paralelo)

Comenzamos sustituyendo los stubs por impedancias reactivas jx o jb seg´un corresponda

Una vez que determinemos los valores de xs 1 , 2 y bs 1 , 2 sintetizaremos los stubs (calcularemos sus longitudes) como ´ultimo paso (ojo con la impedancia de normalizaci´on si Zs 6 = Z 0 )

4) Adaptador en doble stub paralelo

Paso 2. Nos movemos una distancia d hacia generador para llegar a y 2 a,b (azul)

4) Adaptador en doble stub paralelo

Paso 3. jb 2 s compensa la parte imaginaria de y 2 a,b y terminamos con yin = 1 (Adaptaci´on)