Amplificatore con guadagno A=75dB e 1-dB-compression
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ESERCIZIO 1 All’ingresso di un amplificatore si hanno un segnale informativo e due segnali intermodulanti. Il segnale informativo ha una potenza di -101dBm (riferita a 50) mentre i segnali A e B hanno potenza uguale tra loro. Per effetto di non-linearità del terzo ordine della funzione di trasferimento dell’amplificatore, in uscita al segnale informativo è sovrapposto un prodotto di intermodulazione (IM3) 16dB più piccolo. Lo scenario è schematicamente rappresentato nella seguente figura. Intermodulante B Intermodulante A INGRESSO fA=1.95 AMPLIFICATORE Segnale informativo USCITA 16dB Segnale informativo IM3 fB fsig=2.1 [GHz] fsig=2.1 [GHz] Sapendo che l’amplificatore ha un guadagno di 75dB e un punto di compressione ad un 1-dB pari a -15dBm (riferito a 50). Determinare: 1. 2. 3. La frequenza dell’intermodulante B L’IIP3 dell’amplificatore (espressa in dBm riferiti a 50) La potenza delle intermodulanti (espressa in dBm riferiti a 50) 1 ESERCIZIO 2 Vdd Ibias Cload Rload Ibias Cload Vout M3 M4 Vlo Vbias2 M2 Cbypass M1 Rs Vin LG Rbias CGS Vbias1 LS Con riferimento al circuito in figura, sapendo che: i transistor M3 e M4 agiscono da mixer a commutazione per effetto della tensione sinusoidale Vlo trascurando le capacità Cload, il guadagno Vout/Vin, in condizioni di adattamento d’impedenza d’ingresso è uguale a 30dB deve essere soddisfatta la condizione di adattamento d’impedenza d’ingresso alla frequenza di 3.5GHz la capacità tra gate e source del transistor M1 è data dalla relazione CGS sono noti i valori elencati nella seguente tabella: Resistenza di sorgente Resistenza di carico Resistenza di polarizzazione M1 Tensione di alimentazione Potenza totale dissipata in DC Capacità di bypass Lunghezza di canale di M1 e M2 Transconduttanza di processo Tensione di soglia Capacità dell’ossidi per unità di area RS Rload Rbias Vdd Pdiss Cbypass L nCox Vth Cox 2 W L Cox 3 50 1.2 k 100 k 5V 10 mW 0.25 m 120 A/V2 600 mV 7 fF/m2 2 Determinare: 1. 2. 3. 4. 5. la larghezza del transistor M1 il valore della tensione di polarizzazione Vbias1 i valori delle induttanze LS e LG Sapendo che la larghezza del transistor M2 è 6 volte quella del transistor M1, stabilire il valore di Vbias2 al fine di avere la tensione di source di M2 a 1.2V Dimensionare la capacità d’uscita per avere un taglio in frequenza a 20MHz ESERCIZIO 3 Un ricevitore deve coprire 100 canali, spaziati di 200kHz, a partire da 87.5MHz. L’architettura di ricevitore scelta prevede la conversione ad una frequenza intermedia di 10.7MHz. Si dispone di un riferimento di frequenza ad 8MHz. 1. 2. 3. 4. Con riferimento al sintetizzatore riportato in figura, determinare P, M, D in modo che venano generate correttamente le frequenze di oscillatore locale richieste. Dimensionare la frequenza di taglio del filtro d’anello, e stimare il tempo di assestamento, richiesto per commutare da un canale all’altro. Determinare la massima differenza di frequenza fra gli ingressi del comparatore di fase, nel caso in cui si passi bruscamente da canale minimo a canale massimo e viceversa. Ricavare una espressione approssimata per il campo di cattura del PLL con divisore di frequenza, rappresentato in figura in funzione dei parametri R, C, Km, Kvco,Vi,Vo, M, D. Kvco Km 8 MHz /P R fref fout/M fout C /(M+D) 3
