Ziele

Ich muss eine resonante Parallelschaltung entwerfen und mit LTSpice simulieren, damit sie den Designanforderungen korrekt entspricht.

Anforderungen

• Quellenimpedanz$R_s = 100\ \Omega$
• Lastimpedanz$R_l = 1\ k\Omega$
• Resonanzfrequenz$f_o = 100\ MHz$
• Bandbreite$BW_{3dB} = 150\ kHz$

Schema

Ansatz

1. Finden Sie den Wert des Qualitätsfaktors$Q$

   $Q = \frac{f_o}{BW_{3dB}}$

   $Q = \frac{100\ MHz}{150\ kHz}$

   $\therefore Q = 666.\overline{6}$

2. Ermitteln Sie den Wert des Parallelwiderstands$R_p$

   $R_p = 100 // 1k$

   $R_p = \frac{100\ \cdot\ 1k}{100+1k}$

   $\therefore R_p = 90.\overline{90}\ \Omega$

3. Ermitteln Sie den Wert der Parallelreaktanz$X_p$

   Bedenken Sie, dass$Q = Q_p = Q_s$

   $Q_p = \frac{R_p}{X_p}$

   $X_p = \frac{R_p}{Q_p}$

   $X_p = \frac{90.\overline{90}}{666.\overline{6}}$

   $\therefore X_p = 0.1\overline{36}\ \Omega$

4. Finden Sie den Wert der Induktivität$L$

   $X_p = 2 \pi f_o L$

   $L = \frac{X_p}{2 \pi f_o}$

   $L = \frac{0.1\overline{36}}{2 \pi\ \cdot\ 100 \times 10^6}$

   $\therefore L = 217.0294679\ pH$

5. Finden Sie den Wert der Kapazität$C$

   $X_p = \frac{1}{2 \pi f_o C}$

   $C = \frac{1}{2 \pi f_o X_p}$

   $C = \frac{1}{2 \pi\ \cdot\ 100 \times 10^6\ \cdot\ 0.1\overline{36}}$

   $\therefore C = 11.67136249\ nF$

Frequenzgang

Bandbreite

Einfügedämpfung

Die Einfügungsdämpfung ist das Verhältnis von Leistung oder Spannung des Ausgangs mit Last und ohne Last. Bei der Resonanzfrequenz ist die Reaktanz der Schaltung gleich Null, also bildet sie einen einfachen Spannungsteiler.

$IL = 20\ log_{10}{\left(\frac{V_{outWithLoad}}{V_{outWithoutLoad}} \right)}$

$IL = 20\ log_{10}{\left(\frac{\frac{R_l}{R_s+R_l}V_{in}}{V_{in}} \right)}$

$IL = 20\ log_{10}{\left(\frac{1k}{1.1k}\right)}$

$\therefore IL = -0.8278537032\ dB$

Fragen

1. Warum bei Resonanzfrequenz bekam ich$-16.228\ dB$auf dem Simulationsgraphen statt$-0.827\ dB$die ich aus der Einfügungsdämpfung vorher berechnet habe?

2. Warum bei beiden Grenzfrequenzen von$99.925\ MHz$Und$100.075\ MHz$aus dem Simulationsdiagramm, das ich bekommen habe$-16.35\ dB$anstatt$-3.827\ dB$?

3. Wenn eine Impedanzlast einen Einfügungsverlust verursacht, woran verursacht dann die Impedanzquelle einen Verlust? Wie berechnet man es? Ist es das, was bei meiner Berechnung fehlt?

4. Stimmt etwas mit meiner Herangehensweise nicht? Ich habe auch doppelte Genauigkeitseinstellungen auf dem LTSpice mit versucht .OPTIONS numdgt=7und die Ergebnisse sind immer noch die gleichen.