Progettazione di circuiti ad alta frequenza: con esempi di progettazione Keysight e MATLAB

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Titolo originale:

High Frequency Circuit Design: with Keysight and MATLAB Design Examples

Contenuto del libro:

Questo libro di testo tratta la progettazione di circuiti ad alta frequenza con un approccio pratico e pratico. Quasi tutti gli argomenti trattati nel libro sono accompagnati da esempi di progettazione. Gli studenti universitari e gli ingegneri in attività troveranno in questo libro sia un potente strumento di apprendimento sia una guida di riferimento. Il libro di testo introduce tecniche che potrebbero non essere familiari ad alcuni ingegneri. Tra queste, l'uso frequente della funzione Script di MATLAB per la progettazione di reti di adattamento di impedenza discrete e distribuite. L'organizzazione del libro è la seguente:

Nel capitolo 1 viene presentata un'analisi approfondita dei concetti e dei componenti di RF e microonde. Vengono analizzati componenti come fili diritti, nastri piatti, resistenze fisiche, condensatori fisici e induttori fisici e viene simulata la loro impedenza di ingresso.

Nel capitolo 2 viene introdotta la propagazione delle onde piane in diversi mezzi. Vengono definiti i tipi più diffusi di linee di trasmissione, quali coassiali, microstrisce, stripline e guide d'onda, e vengono analizzati i loro parametri. Vengono modellati diversi componenti delle linee di trasmissione e vengono discusse le loro prestazioni elettriche. Vengono inoltre progettati accoppiatori direzionali e alimentatori di polarizzazione a microstriscia.

Nel Capitolo 3 vengono presentati la derivazione dei parametri delle reti a radiofrequenza e a microonde, lo sviluppo e l'uso dei parametri della rete S e il movimento degli elementi forfettari e distribuiti sul diagramma di Smith.

Nella prima metà del Capitolo 4, vengono affrontati i temi dei circuiti risonanti in serie e in parallelo, l'effetto della resistenza di carico sulla larghezza di banda, la messa a punto e l'ottimizzazione dei componenti del circuito, nonché la progettazione del condensatore e dell'induttore maschiati. Nella seconda metà del capitolo, vengono presentati la progettazione dei filtri passa-basso e passa-alto, la generazione dei modelli fisici e la costruzione dei prototipi dei filtri.

Nel capitolo 5 vengono ricavate le condizioni per il massimo trasferimento di potenza e le equazioni per l'accoppiamento di due impedenze qualsiasi. Vengono utilizzate tecniche analitiche e grafiche per progettare reti di adattamento a banda stretta e a banda larga. Vengono inoltre trattati la derivazione delle equazioni per il fattore Q e il numero di reti a L, la progettazione con le curve Q sul diagramma di Smith, il teorema del limite di Fano e l'effetto del Q finito sulle reti di accoppiamento.

Nel capitolo 6 vengono ricavate le equazioni analitiche di progetto per le reti di adattamento a trasformatore a quarto d'onda e a singolo tubo. Vengono progettate reti di accoppiamento distribuite a banda stretta e a banda larga. Per il caso a banda larga, si utilizzano il trasformatore a quarto d'onda in cascata e le reti di accoppiamento a singolo tubo.

Nel Capitolo 7 vengono progettati amplificatori a singolo stadio utilizzando due diversi obiettivi di adattamento dell'impedenza. Il primo amplificatore è progettato per ottenere il massimo guadagno, dove l'ingresso e l'uscita sono accoppiati all'impedenza della sorgente e del carico.

Il secondo amplificatore è un amplificatore a basso rumore in cui il transistor è selettivamente disadattato per ottenere una specifica figura di rumore.