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TE143 Circuitos de Rádio Frequência Prof. Wilson Artuzi 2014.

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1 TE143 Circuitos de Rádio Frequência Prof. Wilson Artuzi 2014

2 Sistemas de RF

3 TX + RX

4 Radar Doppler 5-7 GHz

5 Placa de Circuito Impresso

6 Programa 1.Circuitos em Rádio Frequência 2.Linhas de Transmissão 3.Casamento de Impedâncias 4.Parâmetros de Espalhamento 5.Filtros 6.Circuitos Passivos 7.Circuitos Ativos

7 Avaliação Prova escrita: nota máxima = 40 Exercícios: nota máxima = 10 Trabalho: nota máxima = 50 Nota do semestre = Soma das 3 notas Datas –Prova escrita: 09/04 –Apresentações dos trabalhos: 19, 21, 26 e 28/07 –Exame final: 04/06 ?

8 1. Circuitos em Rádio Frequência 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

9 1.1. 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 ?

10 1.1. Rádio Frequência Corrente Contínua O caminho mais curto de retorno porque apresenta a menor resistência.

11 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.

12 1 kHz

13 1.1. Rádio Frequência 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.

14 1 MHz

15 1.1. Rádio Frequência 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.

16 1.2. Componentes Ideais

17

18

19 Amplificador

20 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

21 Resistor Real

22

23 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

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26 1.5. Indutor Real R: resistência do fio L: indutância desejada C: capacitância entre espiras

27

28 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

29 M R1,R2 L1.L2>M²

30 1.7. Diodo

31 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

32 1.8. Transistor Bipolar

33 BJT: Bipolar Junction Transistor (Si) HBT: Heterojunction Bipolar Transistor (SiGe, InAlAs)

34 1.8. Transistor Bipolar Modelo de Ebers-Moll para RF

35 1.9. Transistor FET

36 MESFET: Metal-Semiconductor FET (GaAs, GaN, SiC) HEMT: High Electron Mobility Transistor (GaAlAs)

37 1.9. Transistor FET Modelo do Transistor FET para RF


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