Электрические характеристики

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: Разработка конструкции модуля СВЧ на микросхеме HMC716LP3Е.

ДИСЦИПЛИНА: «Микроминиатюризация конструкций РЭС»

Москва 2012г.

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………….3

2. Анализ задания на проектирование ………………………………………4

3. Выбор комплектующих элементов, материалов и покрытий…….……16

4. Разработка электрической принципиальной схемы устройства…….....17

5. Разработка конструкции микрополосковой платы и тонкопленочной микросборки……………………………………………………………………...18

- Расчет тонкопленочных резисторов………………………………...….18

- Расчёт микрополосковых линий передачи…………………………….19

6. Расчет теплового режима микромодуля…………………………………21

7. Выводы и рекомендации по улучшению конструкции………………...23

8. Литература ………………………………………………………………...24

Введение

За сравнительно короткий срок радиоэлектроника прошла огромный путь от первого приемника А.С. Попова до сложнейших электронно-вычислительных машин, телевидения и радиолокации. Одним из ключевых моментов, определившим современный уровень развития радиоэлектроники является смещение несущей частоты радиосигналов в область сверхвысоких частот.

Повышение несущей частоты радиосигнала было связано, прежде всего, с перегруженностью низкочастотной области спектра, а также с необходимостью резкого увеличения емкости каналов связи и скорости передачи информации.

Развитие интегральной технологии сделало возможным выполнение отдельных элементов и целых функционально законченных узлов как цифровой, так и высокочастотной частей устройства в виде малогабаритных интегральных схем.

Новейшие многослойные технологии позволяют объединять все пассивные компоненты СВЧ-тракта, включая антенну, в единую ИС. Использование трехмерной конструкции позволяет создавать миниатюрные структуры с высокой степенью интеграции и открывает широкие возможности для улучшения электродинамических, массогабаритных, климатических, экономических и других параметров.

Первые объемные ИС СВЧ-диапазона, идея создания которых логично следовала из опыта разработки полупроводниковых ИС с высокой степенью интеграции, использовали монолитно-интегральную технологию. В последнее время широкое распространение получила гибридная технология многослойных ИС СВЧ на основе керамики с низкой температурой обжига. Благодаря использованию толстопленочной технологии такие ИС обладают низкой себестоимостью, что представляет значительный интерес с точки зрения массового производства СВЧ-устройств для систем мобильной и беспроводной связи.

На пассивную многослойную ИС могут устанавливаться элементы, изготовленные с применением других технологий: полупроводниковые приборы, монолитно-интегральные схемы управления сигналом, микроэлектромеханические. Это позволяет создавать многофункциональные модули, выполненные на единой подложке. Компоновка на единой подложке или в едином корпусе является самым быстроразвивающимся и перспективным направлением современной микроэлектроники.

В данной курсовой работе будет рассмотрена разработка усилителя СВЧ-сигнала на основе GaAs микросхемы HMC716LP3Е, производства компании Hittite.

Анализ задания на проектирование

Исходные данные по проекту:

1. Техническое описание на микросхему HMC716LP3Е

2. Коэффициент передачи не менее: 33 дБ

3. Диапазон рабочих частот: от 3,2 ГГц до 3,8 ГГц

4. Напряжение питания 8…15 В

5. Напряжение стабилизации: 6 В

6. Температура окружающей среды: от -30 ⁰C до +50 ⁰C

7. Электрические соединители:

- радиотракта - СРГ50-751ФВ

- по цепям питания и управления – СРГ-751ФВ

8. Материалы: - микрополосковой платы –FR-4

- тонкопленочной микросборки – поликор

HMC716LP3/716LP3E

Области применения

HMC716LP3(E) идеально подходит для:

- фиксированной беспроводной связи и LTE/WiMAX/4G;

- Базовой приемо-передающей станции (BTS (Base Transceiver Station))

и инфраструктуры;

- повторителей (рентрасляторы сотовой связи) и фемтосот (маломощная и миниатюрная станция сотовой связи);

- общественного радио безопасности;

- точек доступа

Особенности

- коэффициент шума: 1дБ

- коэффициент усиления: 18дБ

- выходной IP3: +33дБмВт

- напряжение питания: +3В до +5В

- соответствующий вход/выход на 50 Ом

- 16 выводов 3х3 мм QFN корпусе: 9мм²

Функциональная схема

Общее описание

В HMC716LP3(E) – GaAs pHEMT MMIC (GaAs - монолитная интегральная микросхема на псевдоморфных транзисторах с высокой подвижностью электронов) – малошумящий усилитель, который идеально подходит для интерфейсных операционных приемников базовых станций фиксированной беспроводной связи LTE/WiMAX/4G между 3.1 ГГц и 3.9 ГГц. Усилитель был оптимизирован для обеспечения коэффициента шума в 1дБ, коэффициента усиления 18дБ и +33дБмВ IP3 при напряжении питания +5В. Обратные потери на входе и выходе превосходные и малошумящий усилитель требует минимальных внешних согласований и компонентов смещения развязки. HMC716LP3(E) может работать от +3В до +5В, а так же есть возможность регулировки из вне, что позволяет разработчику адаптировать линейность малошумящего усилителя для любого приложения.

Электрические характеристики

T = +25˚C

R_смещ.= 820 Ом при U_пит.= 5В

R_смещ.= 47 кОм при U_пит.= 3В

(1) U_пит.= 5В, R_смещ.= 820 Ом (2) U_пит.= 3В, R_смещ.= 47 кОм

(1) U_пит.= 5В, R_смещ.= 820 Ом (2) U_пит.= 3В, R_смещ.= 47 кОм

(3) R_смещ.= 820 Ом при U_пит.= 5В, R_смещ.= 47 кОм при U_пит.= 3В

(4) Измерительная базовая плоскость, показанная на рисунке PCB оценки.

(1) U_пит.= 5В, R_смещ.= 820 Ом (2) U_пит.= 3В, R_смещ.= 47 кОм

(3) R_смещ.= 820 Ом при U_пит.= 5В, R_смещ.= 47 кОм при U_пит.= 3В

Абсолютный Rгос.

Диапазон и рекомендуемые значения Rгос. цепи питания

(1) С Uпит = 3 В и Rсмещения < 2kОм, могут привести к части, становящейся условно устойчивыми, который не рекомендуется.