Vítejte, dnes je
čtvrtek
14.
listopad
2024
Odborný časopis a portál zaměřený na vývoj a výrobu elektroniky Na internetu je k dispozici celá řada kalkulátorů určených pro práci s vf obvody. Několik z nich je k dispozici také na stránkách americké firmy Qorvo [1], předního světového dodavatele vf součástek a technologií. Tato společnost vznikla před několika lety spojením firmy RF Micro Devices (RFMD), dodavatele řešení v oblasti vf techniky, a společnosti TriQuint Semiconductor, která vyvíjela a vyráběla vf součástky.
Jakkoliv jsou výpočetní metody kalkulátorů zjednodušené, přece jen dávají představu o velikosti vypočtených hodnot, zejména když je jejich použití velmi jednouché a rychlé. V případě kalkulátorů Qorvo je navíc uvedeno, jakým způsobem se kalkulátor k výsledku dopracuje.
Níže uvedené kalkulátory lze nalézt na webových stránkách společnosti Qorvo v sekci Interactive Tools [2]. Velké množství dalších kalkulátorů, určených zejména pro mikrovlnné obvody, je uvedeno v odkazech na konci článku [3], [4], [5] a [6].
RF Impedance Matching je kalkulátor určený pro přizpůsobení vf impedance [3], když definovanými hodnotami jsou typ přizpůsobení (Lowpass, Highpass), impedance na vstupu obvodu, impedance zátěže a kmitočet. Výsledkem jsou hodnoty indukčnosti a kapacity pro daný obvod podle typu přizpůsobení.
Tento kalkulátor [3] vypočítává hodnoty rezistorů R1, R2 a R3 pro útlumový článek typu T a Pí (π). Uživatel musí zadat pouze útlum v dB a dané vstupní a výstupní charakteristické impedance přenosové linky.
Cascade Calculator nalezne uplatnění při vývoji vf zařízení, kdy je za sebou řazeno několik zesilovačů. Vypočítává hodnoty pro celý systém ze zadaných parametrů jednotlivých zesilovačů – zisk, NF a P1dB (až pro 3 zesilovače za sebou). NF (Noise Figure) je míra, kterou zesilovače přispívají k celkovému šumu systému, zatímco P1db je výstupní výkon zesilovače v bodě 1 dB komprese zisku.
Při návrhu vf výkonových obvodů je užitečné znát napěťovou úroveň pro danou výkonovou úroveň. Tabulka tohoto konvertoru ukazuje vztahy mezi výkonem v dBm, W a odpovídajícím napětím ve V, mV a μV (vrchol – vrchol u signálů se sinusovým průběhem) v 50Ω systému. Tyto vztahy platí pro aplikace s nízkým i vysokým výkonem.
Maximální výstupní výkon pro LTE (Long Term Evaluation) zařízení je definováno ve specifikaci 3GPP TS 36.521 (3rd Generation Partnership Project). Ta udává požadavky na maximální výstupní výkon i na toleranci výstupního výkonu. Tento kalkulátor umožňuje určit maximální redukci výkonu pro dvě nosné vlny.
V tomto případě kalkulátor analyzuje odezvu filtru typu Butterwort a Čebyšev. Zadávají se horní a dolní kmitočty, řád filtru a pro Čebyševův filtr ještě navíc zvlnění v dB. Výsledky jsou prezentovány v grafech a hodnotami zisku v tabulce, přičemž kmitočtový rozsah tabulky lze nastavit podle potřeby (krokování se automaticky upraví na 101 řádků tabulky). Změna nastavení jakéhokoli pole se projeví vstoupením do pole jiného.
Kalkulátor převádí hodnoty NF (Noise figure) na NT (Noise Temperature) a naopak. NF je mírou degradace poměru signál/šum (Signal-Noise Ratio – SNR), která je způsobena použitými vf a elektronickými součástkami při vysílání a přijímání. Hodnota NF v dB představuje parametr, podle kterého může být zesilovač nebo vf přijímač hodnocen. Hodnota NT je přímo úměrná teplotě ve stupních Kelvina.
Tento kalkulátor vypočítá šířku plošného spoje v závislosti na DC proudu, který spojem prochází tak, aby nedošlo k přehřívání či poškození plošného spoje a tím i desky plošných spojů. Zadává se velikost proudu, tloušťka mědi, přírůstek teploty, okolní teplota a délka spoje. Výsledkem je potřebná šířka plošného spoje, jeho odpor, úbytek napětí a výkonu na spoji, a to zvlášť pro spoje uvnitř a na povrchu desky. Výpočet je založen na rovnicích podle IPC- 2221 (A).
Na webu společnosti Microwaves101 [3] je uvedena celá řada dalších kalkulátorů zaměřených na oblast mikrovlnných obvodů, např.: Attenuator Calculator, Cascade Calculator, Cascade s-parameter files, Coax Calculator, Coplanar Waveguide Calculator, Dual Dielectric Coax Calculator, Microstrip Calculator, Reactance Calculator, Percent Bandwidth, Resonant Frequency Calculator, Skin Depth Calculator, Stripline Calculator, VSWR Calculator, Unequal-split Power Divider Calculator, Wavelength Calculator, Wire over Ground Calculator, Noise Conversion Calculator a další.
Jiným zdrojem jsou stránky společnosti Pasternack [4], dodavatele vf a mikrovlnné techniky. Zde jsou kalkulátory rozděleny do tří skupin: Conversion Calculators, RF Product Calculators a General RF Calculators, které zahrnují např. tyto kalkulátory: Antenna Downtilt and Coverage Calculator, Balanced Attenuator Calculator, Coaxial Cable Impedance Calculator, Reflection Attenuator Calculator, Waveguide Calculator (Circular), Microstrip Patch Antenna Calculator, Stripline Impedance Calculator, Skin Depth Calculator a mnoho dalších.
Jiný dodavatel vf techniky − everything- RF [5] − má na webových stránkách rovněž celou řadu kalkulátorů ve skupinách Conversion Calculators, Antenna Calculators, Attenuator Calculators, Radar Calculators, RF Calculators, Waveguide Calculators atd.
Na webu společnosti Mini-Circuits [6] je kalkulátor, který umožňuje vypočítat 3 veličiny – Gain Uncertainty, Insertion Loss Uncertainty a Cascade Noise Figure. Kromě toho lze tento kalkulátor stáhnout i jako mobilní aplikaci.
