Калькуляторы для инженеров
Набор онлайн-калькуляторов для расчётов, которые часто нужны при подборе усилителей мощности, малошумящих усилителей и СВЧ-трактов.
Мощность, КСВН и шум
Мощность: Вт ↔ дБм ↔ В
Перевод мощности между линейными единицами (Вт, кВт, мВт, мкВт...), логарифмическими (дБм, дБВт) и напряжением (RMS) на нагрузке — в любую сторону.
КСВН, возвратные потери, Γ и импеданс
КСВН ↔ возвратные потери ↔ коэффициент отражения Γ (модуль и фаза) ↔ потери на рассогласование ↔ сопротивление нагрузки R + jX — в любую сторону.
Отражённая мощность
Расчёт мощности отражённой волны и мощности, реально поступающей в нагрузку, по выходной мощности и КСВН нагрузки.
П- и Т-аттенюатор
Номиналы резисторов симметричного П-образного и Т-образного резистивного аттенюатора по затуханию и волновому сопротивлению.
Коэффициент шума ↔ шумовая температура
Перевод коэффициента шума из дБ в разы и в эквивалентную шумовую температуру (K) и обратно.
Каскадный коэффициент шума
Итоговый коэффициент шума, шумовая температура и усиление тракта из нескольких каскадов (МШУ, кабель, усилитель) по формуле Фрииса.
Линии передачи и длина волны
Частота ↔ длина волны
Перевод частоты в длину волны и обратно, с учётом коэффициента укорочения кабеля.
Задержка и электрическая длина линии
Время распространения сигнала по линии или кабелю, электрическая длина в градусах и длина волны в линии — и обратно: длина отрезка по задержке или по фазе.
Ширина линии 50 Ом
Расчёт ширины проводника под заданное волновое сопротивление: микрополосковая линия, копланарный волновод (обычный/заземлённый), стриплайн.
Скос угла микрополосковой линии
Оптимальный скос внешнего угла 90° у микрополосковой линии по ширине проводника и толщине диэлектрика: процент скоса и размеры среза для чертежа платы.
Коаксиальный кабель 50 Ом
Расчёт диаметра внутреннего проводника или экрана коаксиального кабеля под заданное волновое сопротивление.
Глубина скин-слоя
Глубина скин-слоя и поверхностное сопротивление для меди, серебра, золота и других материалов, сопротивление круглого провода на высокой частоте.
Трансформатор Брэмхэма
Согласование двух линий с разным волновым сопротивлением двумя короткими (≈ λ/12) отрезками — на треть короче четвертьволнового трансформатора.
Согласование, делители и фильтры
Индуктивность катушки
Расчёт индуктивности однослойной воздушной катушки по диаметру катушки, диаметру провода и числу витков.
Резонанс LC-контура
Расчёт резонансной частоты по L и C — или, наоборот, подбор L или C под нужную частоту.
Реактивное сопротивление
Реактивное сопротивление катушки и конденсатора на заданной частоте — и обратно: индуктивность или ёмкость по нужному X.
Резистивный делитель напряжения
Подбор пары резисторов из ряда Е6–Е96 под нужное выходное напряжение или коэффициент деления: ошибка, разброс с учётом допуска, ток и выходное сопротивление делителя.
Мощность чип-резистора при нагреве
Допустимая мощность и напряжение чип-резистора 0201–2512 при температуре платы, проверка нагрузки и подбор типоразмера с запасом.
LC-согласование (Г, П, Т)
Согласующая цепь между любыми комплексными сопротивлениями источника и нагрузки: все варианты Г-звена, П- и Т-звенья с заданной добротностью.
LC-балун
Решётчатый балун на двух катушках и двух конденсаторах: переход с несимметричного входа на симметричный выход с трансформацией сопротивления.
Квадратурный мост 90° на LC
Шлейфный мост на сосредоточенных L/C: деление мощности пополам со сдвигом фаз 90° и развязанным четвёртым портом.
Делитель Уилкинсона
Расчёт N-выходного делителя мощности на сосредоточенных L/C с произвольным соотношением деления между выходами.
Синтез LC-фильтра/диплексера
Номиналы ФНЧ/ФВЧ/ППФ или диплексера на идеальных LC-элементах по заданным частотам пропускания и подавления (Баттерворт, Чебышев).
Фильтр на связанных резонаторах
Полосовой фильтр из параллельных LC-резонаторов с ёмкостной связью (Кон): Баттерворт или Чебышев, от 1 до 8 резонаторов, одинаковые катушки.
Системные расчёты
Энергетический бюджет радиолинии
Бюджет от мощности передатчика до запаса по отношению сигнал/шум: потери на трассе (свободное пространство или плоская земля), шум приёмника, чувствительность, Eb/N0, дальность и зона Френеля.
Радиолиния: уравнение Фрииса
Потери в свободном пространстве и мощность на входе приёмника по мощности передатчика, усилениям антенн и потерям в фидерах — и обратно: максимальная дальность по чувствительности приёмника.
Динамический диапазон приёмника (SFDR)
Динамический диапазон, свободный от побочных продуктов, по коэффициенту шума, полосе и точке IP3: уровень шума, чувствительность, SFDR и график продуктов 3-го порядка.
Побочные продукты смесителя
Какие продукты m·fРЧ ± n·fГ попадают в полосу ПЧ и какие частоты на входе смеситель тоже переносит в ПЧ (зеркальный канал, половина ПЧ) — таблицы и диаграмма побочных.
АЦП: наложение спектров и гармоники
Зона Найквиста и частота сигнала после дискретизации, куда попадают его гармоники, идеальное отношение сигнал/шум по разрядности и по джиттеру тактового сигнала.
Фазовый шум → джиттер
Интегральный фазовый шум, СКЗ фазовой ошибки и джиттер тактового сигнала или гетеродина по точкам фазового шума в заданной полосе, с графиком.
ФАПЧ: частота сравнения и делители
Делители R и N и частота сравнения для целочисленной или дробной ФАПЧ по опорной частоте, выходной частоте и шагу сетки; INT/FRAC/MOD и оценка фазового шума в полосе петли.
Петлевой фильтр ФАПЧ 2-го и 3-го порядка
Номиналы пассивного петлевого фильтра 2-го и 3-го порядка по току накачки, крутизне ГУН, полосе петли и запасу по фазе — точные и из стандартных рядов, с графиком усиления и фазы.
Инструменты
Диаграмма Смита
Путь импеданса нагрузки по диаграмме Смита через цепочку L, C, R, отрезков линий и шлейфов, подбор Г-цепи до согласования и годограф в полосе частот.
Редактор схем
Свободная RLC-схема на сетке — любая топология, любое число портов. Сервер считает S-параметры в заданном диапазоне частот и строит график.