Публикуется в электронном виде на правах учебного курсового проекта.
Матрица СВЧ-диодов
Современные технологии производства больших интегральных схем (БИС) позволяют размещать на очень малых площадях кристаллов огромное количество радиоэлементов: диодов, транзисторов, конденсаторов и других элементов, составляющих основу любой электронной схемы от FM-приемника до компьютера.
Для примера рассмотрим микросхему прошивки знакогенератора для видеокарты марки S3 Trio VIRGE, которая была самой распространенной лет так 10 назад в "домашних" (персональных) компьютерах.
Это микросхема памяти с УФ-стиранием прошивки (для стирания информации записанной (прошитой) в нее достаточно в течении 2...3 минут посветить в окошко микросхемы ультрафиолетовой лампой для проверки фальшивых купюр).
Чтобы можно было оценить размер этой микросхемы из видеокарты мы поместили рядом простую линейку и монету, а затем сняли все фотокамерой через макрообъектив.
Как можно видеть, внутри микросхемы расположена кремниевая пластина с двумя секциями (напоминающая сверху "стадион") с проводниками подключения внешних выводов микросхемы, которые примерно в 3 раза тоньше человеческого волоса.
Но интересно не это! Интересным является то, что на каждой из двух представленных секций размещено не менее 1 миллиона (не удивляйтесь, это так!) КМОП-транзисторов, которые сохраняют информацию при производстве прошивки в микросхему. Объем памяти такой микросхемы составляет не менее 4,096 слов по 8 бит х 2 секции (может и больше, но никак не меньше - меньшим объемом их просто не выпускают). Это значит, что на каждой секции записывается не менее 32,768 бит информации. Для того, чтобы хранить такой объем информации в микросхеме нужно иметь как минимум 32,768 КМОП-транзисторов. В нашем случае в микросхеме размещено не менее 32,768 х 2 = 65,536 КМОП-транзисторов!
Вывод, который нужно уяснить для себя: на кусочке кремния размером 1 х 1 мм уместилось 30,000 радиодеталей, а так как секций две, то всего в микросхеме размещено не менее 60,000 радиодеталей.
Микросхема, установленная в СВЧ-матрице выглядит так:
Каждый "квадратик" представляет собой тонкую диэлектрическую подложку-секцию с планарно (поверхностным монтажом) размещенными на ней СВЧ-диодами. Размер каждой секции примерно 1 х 1 мм что опеределяется стандартизацией западных технологий. На каждой подложке размещено 10,000 СВЧ-диодов. Всего в микросхеме 16 х 16 секций и это значит, что в микросхеме всего 2,560,000 СВЧ-диодов.
Теоретические основы работы СВЧ-матрицы
Давайте рассмотрим математическую задачу о линейке, состоящей из i СВЧ-диодов (линейка - это частный случай матрицы с (X,Y)-мерностью при Y=1)
Для начала также рассмотрим случай с одним СВЧ-диодом и i усилительных каскадов.
Если a - относительный уровень полезного сигнала, b - относительный уровень собственных шумов СВЧ-диода, c(i) - коэффициент усиления i-го каскада при последовательно включенных услительных каскадах, а d(i) - относительный уровень собственных шумов i-го усилительного каскада, то относительный уровень сигнала y на выходе приемного устройства будет кратным:
причем:
в то же время для линейки, состоящей из i СВЧ-диодов:
тогда:
и
формула (3) имеет параболический характер увеличения уровня выходного сигнала, а (4) - линейный, а поэтому в схеме с единственным СВЧ-диодом и i усилительными каскадами уровень шумов будет увеличиваться быстрее с увеличением числа каскадов, чем в схеме с линейкой такого же количества СВЧ-диодов. Следовательно, линейка из i СВЧ-диодов дает лучшее соотношение сигнал/шум и будет лучше принимать СВЧ-сигналы, чем схема с одним СВЧ-диодом с i каскадами усиления.
Конструкция СВЧ-матрицы
Как можно видеть на других страницах СВЧ-матрица выглядит так:
СВЧ-панель представляет собой тонкое стекло закрытое окрашенной пластиковой пленкой серого цвета под которыми находится монтажная плата с микросхемой описанной выше и элементами схем питания и управления. В корпусе установлен порт miniUSB для связи с другими устройствами (IrDA-адептером и тому подобными)
Схема СВЧ-матрицы
СВЧ-сигнал поступает на схемы суммирования X и Y, а затем последовательно на смесители A1...A5 понижая полосу принимаемых частот до 1...30 МГц. Далее принимаемые СВЧ-сигналы могут приниматься обычным связным приемником. Верхняя частота принимаемая с помощью такой СВЧ-матрицы находится в пределах сотен Гигагерц.
[К содержанию]
© 2009 г. Сайт оптимизирован для удобного чтения на мобильных телефонах. Сайт подготовлен при поддержке специалистов компании [Гротек]. Данный сайт не содержит какой-либо (любой) противоправной, а равно - противозаконной информации, либо информации нарушающей чьи-либо гражданские права, а также не сообщает какой-либо (любой) иной (другой) информации могущей привести к противоправным деяниям, если таковые наступают в результате неправильной трактовки этой информации, либо неправомерного ее применения.
