Slide 1 - Engenharia Eletrica
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TE143 Circuitos de Rádio Frequência Prof. Wilson Artuzi 2016 Sistemas de RF TX + RX Radar Doppler 5-7 GHz Placa de Circuito Impresso Programa 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Circuitos em Rádio Frequência Linhas de Transmissão Casamento de Impedâncias Parâmetros de Espalhamento Filtros Circuitos Passivos Circuitos Ativos Avaliação • • • • • Prova escrita: nota máxima = 40 Exercícios: nota máxima = 10 Trabalho: nota máxima = 50 Nota do semestre = Soma das 3 notas Datas – – – – Prova escrita: 29/09/2016 Apresentações dos trabalhos: 22, 24, 29/11/2016, ... Prova de Segunda Chamada: 08/12/2016 Exame final: 20/12/2016 1.1. Rádio Frequência • ELF e VLF: 300 Hz a 30 kHz • LF, MF e HF: 30 kHz a 30 MHz • VHF e UHF: 30 MHz a 3 GHz • SHF e EHF: 3 GHz a 300 GHz 1. Circuitos em Rádio Frequência Problema de Rádio Frequência • Placa de Circuito Impresso com trilha em U • Fonte e Carga conectadas nas extremidades da trilha • Azul: plano terra • Verde: trilha • Vermelho: corrente elétrica Por onde passa a corrente de retorno do plano terra ? 1.1. Rádio Frequência Corrente Contínua O caminho mais curto de retorno porque apresenta a menor resistência. 1.1. Rádio Frequência Frequência Baixa Além da resistência, o laço fechado pela corrente produz um efeito indutivo devido ao fluxo magnético através da área em amarelo. 1.1. Rádio Frequência 1 kHz Frequência Alta À medida que a frequência aumenta, a reatância indutiva passa a ser maior que a resistência, logo o caminho de menor impedância é o que apresenta a menor indutância. 1.1. Rádio Frequência 1 MHz Linha de Transmissão Quando a corrente de retorno segue por debaixo da trilha, surge um efeito capacitivo que ocorre simultaneamente com o indutivo produzindo uma linha de transmissão. 1.1. Rádio Frequência Equações de Maxwell Malha Nó L R C 1.2. Componentes Ideais 1.2. Componentes Ideais 1.2. Componentes Ideais Amplificador 1.3. Resistor Real • R: resistência desejada • C: capacitância interna do substrato • Rs: resistência de contato dos terminais • L: indutância dos terminais •Cp: capacitância externa dos terminais Resistor Real Resistor Real 1.4. Capacitor Real • Rp: resistência de fuga (dielétrico) • C: capacitância desejada • R: resistência de contato dos terminais •ESR (external series resistance) • L: indutância dos terminais • Cp: capacitância externa dos terminais 1.5. Indutor Real • R: resistência do fio • L: indutância desejada • C: capacitância entre espiras 1.6. Transformador • L1 e L2: autoindutâncias desejadas • M: indutância mútua desejada • R1 e R2: resistências dos fios • C1 e C2: capacitâncias entre espiras • C12: capacitância entre enrolamentos M L1.L2>M² R1,R2 1.7. Diodo 1.7. Diodo • Schottky: junção metal-semicondutor • Detetor • Misturador • Varactor: junção gradualmente dopada • Capacitância controlada por tensão • PIN: semicondutor não dopado na junção • Chave controlada por corrente • Atenuador controlado por corrente 1.8. Transistor Bipolar 1.8. Transistor Bipolar • BJT: Bipolar Junction Transistor (Si) • HBT: Heterojunction Bipolar Transistor (SiGe, InAlAs) 1.8. Transistor Bipolar Modelo de Ebers-Moll para RF 1.9. Transistor FET 1.9. Transistor FET • MESFET: Metal-Semiconductor FET (GaAs, GaN, SiC) • HEMT: High Electron Mobility Transistor (GaAlAs) 1.9. Transistor FET Modelo do Transistor FET para RF
