Реферат на тему "Разработка методики расчета межкаскадной корректирующей цепи усилителя на мощных полевых транзисторах"




Реферат на тему

текст обсуждение файлы править категориядобавить материалпродать работу




Диплом на тему Разработка методики расчета межкаскадной корректирующей цепи усилителя на мощных полевых транзисторах

скачать

Найти другие подобные рефераты.

Диплом *
Размер: 0.57 мб.
Язык: русский
Разместил (а): Мазуров
1 2 3 4 5 6 Следующая страница

добавить материал

 
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиотехники и защиты информации (РЗИ)
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой РЗИ
д-р техн. наук, проф.
____________ В.Н.Ильюшенко
«____»_______________2004 г.
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА МЕЖКАСКАДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ УСИЛИТЕЛЯ НА МОЩНЫХ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
Пояснительная записка к дипломной работе
РТФ ДР.431126.001 ПЗ
СОГЛАСОВАНО

Консультант по экономической части доц. каф. экономики   ТУСУР
____________ А.И. Ясельская
«____»_______________2004 г.
Консультант по охране труда
нач. отдела охраны труда      ТУСУР
_____________ Л.И. Кодолова
«____»_______________2004 г.
Cтудент  гр.  149-1
_______________ А.В. Мазуров
«____»_______________ 2004 г.
Руководитель дипломной работы
Профессор  кафедры РЗИ
_________________ А.А. Титов
«____»_______________ 2004 г.

 
2004

 
РЕФЕРАТ
Дипломная работа 80  с., 26 рис.,  21  табл.,  44 источника.
СВЕРХШИРОКОПОЛСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ, МОЩНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ, МЕЖКАСКАДНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЦЕПИ, АМПЛТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, НЕРАВНОМЕРНОСТЬ АМПЛТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ.
Объектом исследований являются сверхширокополосные усилители мощности (СУМ) с межкаскадными корректирующими цепями (МКЦ).
Цель работы – разработка методики расчета межкаскадной корректирующей цепи усилителя на мощных полевых транзисторах, обеспечивающей максимальный коэффициент передачи при заданных неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и полосе пропускания.
Область возможного применения – создание интегральных микросхем мощных сверхширокополосных усилителей систем нелинейной радиолокации.
В процессе работы проведено сравнение МКЦ и выбор схемы обеспечивающей максимальный коэффициент передачи при заданной неравномерности амплитудно–частотной характеристики.
В результате работы была определена схема, обеспечивающая заданные характеристики и разработана методика расчета этой схемы.
В ходе работы был использован пакеты математических и инженерных вычислений MATLAB 6.1, Maple V Release 4, MathCAD 2000. Отчет выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word 2000.
 
 
 
 
 
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
(ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации
(РЗИ)
                             УТВЕРЖДАЮ
                                   Зав. кафедрой РЗИ
________________В.Н.Ильюшенко
«_____»__________________ 2004г.
 
 
 
ЗАДАНИЕ (Вставить подписанное задание)
 
На дипломную работу студенту гр. 149-1
 радиотехнического факультета
 Мазурову Алексею Викторовичу
1.                 Тема работы:  Разработка методики расчета межкаскадной корректирующей цепи усилителя на мощных полевых транзисторах (утверждена приказом ректора по университету от «____» ____________2004 г. №______).
2.     Срок сдачи законченной работы: 10 июня 2004 г.
 
3.     Цель исследования и области возможного использования результатов:
Разработка методики расчета межкаскадной корректирующей цепи усилителя на мощных полевых транзисторах, обеспечивающей максимальный коэффициент передачи при заданных неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и полосе пропускания. Методика необходима для создания интегральных микросхем мощных сверхширокополосных усилителей систем нелинейной радиолокации.
4.                                                    Исходные данные для исследования:
      Титов А.А. Расчет межкаскадной корректирующей цепи многооктавного усилителя мощности на полевых транзисторах. // Радиотехника.–1989.–№12.–с.30–33.
      Титов А.А. Расчет межкаскадной корректирующей цепи многооктавного транзисторного усилителя мощности. // Радиотехника.–1987.–№1.–с.29–31.
      КоваленкоВ.С., Хотунцев Ю.Л. Широкополосное межкаскадное согласование СВЧ транзисторов в усилителях мощности. // Известия вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. – 1976.– №11.–с.43–46.
Бабак Л.И., Дьячко А.Н. Проектирование сверхширокополосных усилителей на полевых транзисторах // Радиотехника. – 1988. - № 7. – С. 87 – 90.
5.                                                    Вопросы, подлежащие исследованию и разработке:
 
5.1.   Оптимизация наиболее эффективной схемы МКЦ по результатам расчета для 3П602А и КП907А.
5.2.   Вывод аналитического выражения для описания коэффициента передачи каскада с МКЦ.
5.4.  Синтез функции-прототипа передаточной характеристики.
5.5.   Синтез нормированных значений МКЦ для различных допустимых отклонений АЧХ от требуемой формы.
5.6.                                             Проверка синтезированных таблиц.
5.7.   Разработка вопросов техники безопасности и производственной санитарии.
5.7.1.  Анализ опасностей и вредностей на рабочем месте инженера – исследователя.
5.7.2.  Разработка мероприятий, обеспечивающих безопасное ведение экспериментального исследования.
5.7.3.  Разработка инструкций по безопасному проведению экспериментального исследования.
5.8.         Разработка организационно – экономических вопросов.
5.8.1.  Обоснование целесообразности разработки работы.
5.8.2.  Организация и планирование работ по разработке темы работы.
5.8.3.  Расчет затрат на разработку работы.
5.8.4.  Оценка эффективности разработанного проекта.
5.7.Определение патентной чистоты и конкурентоспособности методики расчета МКЦ.
6.      По результатам исследований и разработки представить следующую документацию.
 
6.1. Чертежи
Схемы четырех наиболее эффективных МКЦ                             1 лист  
Сетевой график и карта исследований                                          1 лист                                                                                               
 
6.2. Демонстрационные плакаты
Метод параметрического синтеза                                                  1лист
Синтез МКЦ                                                                                     1лист
Нормированные значения элементов МКЦ                                  1лист
Проверка синтезированных таблиц с помощью программы оптимизации                                                                                     1лист
6.3. Пояснительная записка должна отражать следующие особенности работы:
теоретический расчет  оптимальной функции прототипа;
теоретический расчет нормированных значений элементов      МКЦ;
вывод формулы для описания в символьном виде коэффициента передачи каскада с МКЦ.
 
7.  Задание принято к исполнению.
     Студент гр.149-1                                      ___________________Мазуров А.В.
                                                                       «____» _____________2004г.
8.           Задание согласовано.
Консультант по организационно– экономической части проекта,
________________________________
________________________________
                                                                     _______________________
                                                                     «_____» ___________2004г.
Консультант по вопросам охраны труда,
________________________________
________________________________
                                                                     _______________________
                                                                     «_____» ___________2004г.
Руководитель дипломного проектирования
Титов Александр Анатольевич,
Профессор кафедры РЗИ
                                                                     _______________________
                                                                     «_____» ___________2004г.
 
 
 
 
 
 
      
Содержание
 
 TOC \o "1-3" \h \z \u 1.     Введение. PAGEREF _Toc74548007 \h 8
2 Обзор и анализ схем МКЦ.. PAGEREF _Toc74548008 \h 10
2.1 Программа оптимизации OPTIMAMP. PAGEREF _Toc74548009 \h 10
2.2 Схема исследования. PAGEREF _Toc74548010 \h 14
2.3 Сравнительный анализ МКЦ.. PAGEREF _Toc74548011 \h 15
3 Расчет МКЦ по результатам сравнительного анализа. PAGEREF _Toc74548012 \h 22
3.1 Общие положения методики расчета МКЦ.. PAGEREF _Toc74548013 \h 22
3.2 Вывод аналитического выражения для описания коэффициента передачи каскада с МКЦ   PAGEREF _Toc74548014 \h 24
3.3 Синтез функции-прототипа передаточной характеристики. PAGEREF _Toc74548015 \h 26
3.4 Анализ полученных результатов. PAGEREF _Toc74548016 \h 28
4  Технико-экономическое обоснование. PAGEREF _Toc74548017 \h 32
4.1  Обоснование целесообразности разработки проекта. PAGEREF _Toc74548018 \h 32
4.2       Организация и планирование работы.. PAGEREF _Toc74548019 \h 35
4.3 Расчет экономических показателей на разработку проекта. PAGEREF _Toc74548020 \h 37
4.3.1 Расчет затрат на материалы для разработки проекта. PAGEREF _Toc74548021 \h 37
4.3.2  Расчет заработной   платы.. PAGEREF _Toc74548022 \h 38
4.3.3 Определение расходов на машинное время. PAGEREF _Toc74548023 \h 39
4.3.4. Расчет потребляемой компьютером энергии. PAGEREF _Toc74548024 \h 40
4.3.5 Расчет затрат на накладные расходы.. PAGEREF _Toc74548025 \h 41
4.3.6  Составление сметы затрат на проектирование. PAGEREF _Toc74548026 \h 41
4.4  Оценка эффективности научно-исследовательской работы. PAGEREF _Toc74548027 \h 41
5 Обеспечение безопасности жизнедеятельности. PAGEREF _Toc74548028 \h 42
5.1 Общие положения. PAGEREF _Toc74548029 \h 42
5.2 Анализ  опасных  и  вредных  производственных факторов  на этапе эксплуатации и мероприятия по их устранению.. PAGEREF _Toc74548030 \h 44
5.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов, связанных с рабочим местом разработчика  PAGEREF _Toc74548031 \h 45
5.3.1 Влияние опасных и вредных факторов на разработчика. PAGEREF _Toc74548032 \h 45
5.3.2 Производственная санитария. PAGEREF _Toc74548033 \h 47
5.3.3 Требования к освещенности рабочего места. Расчет естественного и искусственного освещения  PAGEREF _Toc74548034 \h 48
5.3.4 Ионизирующее излучение. PAGEREF _Toc74548035 \h 49
5.3.5 Анализ требований, предъявляемых к уровням шумов. PAGEREF _Toc74548036 \h 49
5.3.6 Микроклимат. PAGEREF _Toc74548037 \h 51
5.3.7 Расчет воздухообмена в помещении. PAGEREF _Toc74548038 \h 53
5.3.8 Эргономический анализ. PAGEREF _Toc74548039 \h 56
5.3.9 Антропометрические показатели. PAGEREF _Toc74548040 \h 57
5.3.10 Режимы работы.. PAGEREF _Toc74548041 \h 59
5.3.11 Оценка условий труда. PAGEREF _Toc74548042 \h 61
5.3.12 Пожарная профилактика. PAGEREF _Toc74548043 \h 63
5.4 Инструкции по технике безопасности. PAGEREF _Toc74548044 \h 64
5.4.1 Электробезопасность. PAGEREF _Toc74548045 \h 64
5.4.2 Оказание первой помощи при  поражении электрическим током.. PAGEREF _Toc74548046 \h 67
5.4.3 Обязанности пользователя. PAGEREF _Toc74548047 \h 67
Список использованных источников. PAGEREF _Toc74548048 \h 70
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.   Введение

 
Сверхширокополосные усилители мощности находят широкое применение в радиотехнических системах предназначенных для передачи и приема сложных радиосигналов, системах нелинейной радиолокации, системах противодействия и управления, поиска, хранения и обработки информации, быстродействующих цифровых системах передачи данных, оптоэлектронных и акустоэлектронных устройствах, аппаратуре для физических исследований [1].
При разработке СУМ разработчик сталкивается с рядом трудностей. Так при разработке возникает проблема разработки широкополосных усилительных каскадов с заданным наклоном АЧХ. Она связана с необходимостью компенсации наклона АЧХ источников усиливаемых сигналов; устранения частотно-зависимых потерь в кабельных системах связи; выравнивания АЧХ малошумящих усилителей, входные каскады которых реализуются без применения цепей высокочастотной коррекции. Так же известно, что усилительные свойства транзисторов падают с ростом частоты усиливаемых сигналов. Это является причиной того, что коэффициент усиления одного усилительного каскада СУМ ультравысокочастотного и сверхвысокочастотного диапазонов не превышает 3-8 дБ [1]. В этом случае увеличение коэффициента усиления каждого каскада, например, на 2 дБ позволяет повысить коэффициент полезного действия всего СУМ в 1,2 -1,5 раза [36].
Поэтому важно обеспечить согласование усилительных каскадов. Это возможно сделать с помощью высокочастотных схем коррекции, которые позволяют обеспечить дополнительный подъем АЧХ СУМ.
Известные схемные решения построения МКЦ СУМ отличаются большим разнообразием. Однако из-за сложности настройки и высокой чувствительности характеристик усилителей к разбросу параметров сложных МКЦ, в СУМ ультравысокочастотного и сверхвысокочастотного диапазонов практически не применяются МКЦ более третьего-четвертого порядков.
В последнее время наблюдается тенденция к использованию в выходных каскадах мощных полевых транзисторов. Обычно в таких схемах используются МКЦ. В тоже время в литературе не встречается их сравнительный анализ. Также нет  и методики  подходящей  для расчета всех видов МКЦ. 
Поэтому, целью данной работы, является  разработка методики расчета МКЦ усилителя, обеспечивающий максимальный коэффициент передачи при заданных неравномерности АЧХ и полосе пропускания, по итогам сравнительного анализа МКЦ СУМ на полевых транзисторах. 
Сравнительный анализ будем производить исходя из условия обеспечения максимального коэффициента усиления каскада при заданной полосе пропускания и допустимого отклонения АЧХ.
 

2 Обзор и анализ схем МКЦ

2.1 Программа оптимизации OPTIMAMP

 
Для анализа МКЦ была использована программа оптимизации  OPTIMAMP (в дальнейшем программа) написанная с помощью пакета математических и инженерных вычислений MATLAB 6.1. Данная программа предназначена для оптимизации и построения АЧХ электронных схем. Дадим краткое описание и приемы работы с программой.
В основе  программы лежит метод узловых потенциалов. Поэтому для исследования устройства необходимо заменить электрическую схему её эквивалентной схемой.
После замещения электрической схемы эквивалентной необходимо внести значения элементов в программу. Для этого проделываем следующие действия. Открываем пакет MATLAB. В командной строке набираем  optimamp. Появляются два окна изображенных на рисунках 2.1 и 2.2. В основное тело программы (в дальнейшем главной) необходимо внести значения эквивалентной схемы. Для этого «кликнем» на файл и выберем новый проект. Затем начнем вносить значения элементов. Под диалоговым окном имеется ряд функциональных окон. Первое окно предназначено для выбора элементов. Нажимаем на треугольник рядом с буквой R и выбираем элемент. В соседнем окне вводим индекс этого элемента. Следующее окно предназначено для указания на оптимизацию выбранного элемента. Если в этом окне поставит галочку то данный элемент, в ходе выполнения программы, будет, подвергнут оптимизации. Далее, в соседнем окне, вводим номинал элемента. Нажав на треугольник около соседнего окна, выбираем величину номинала. Следующие четыре окна предназначены для указания узлов подключения элементов. Здесь следует отметить особенность подключения управляемого источника тока источника тока (в программе он обозначается как S). Сначала указываются узлы управления, а потом узлы подключения источника тока. Причем важно указать направление тока. После того как вся информация об элементе внесена, нажимаем на кнопку Новый  и повторяем аналогичные действия для нового элемента. Для удаления всего элемента предназначена кнопка Удалить. После того как все элементы будут внесены, необходимо указать входные и выходные узлы. Это производиться в окне под названием  узлы. Справа от того окна находиться окно под названием оптимизация.  В нем, в подокне частоты, вводим диапазон частот, в котором проводится оптимизация по следующей схеме: нижняя частота : шаг : верхняя частота (например, 100е6 : 5е7 : 2е9). В окне коэффициент вводим желаемый коэффициент передачи устройства.  Под ним находятся окна для выбора единицы измерения  коэффициента передачи К (раз) и S21(дБ). Для выбора необходимо просто поставить точку в окне напротив соответствующего значения. Аналогично поступается и с окнами Не оптимизировать  и  Оптимизировать. В случае не оптимизации программа просто выдает АЧХ устройства исходя из анализа элементов введенных ранее. В случае оптимизации программа будет подбирать элементы, предназначенные для оптимизации, для достижения выбранного коэффициента передачи в заданной полосе частот. После того как все сведения о схеме будут введены, рекомендуется сохранить проект. Для этого нажимаем на Файл и выбираем пункт Сохранить проект, и сохраняемся в выбранной директории в файле с расширением .mat.
1 2 3 4 5 6 Следующая страница


Разработка методики расчета межкаскадной корректирующей цепи усилителя на мощных полевых транзисторах

Скачать дипломную работу бесплатно


Постоянный url этой страницы:
http://referatnatemu.com/440



вверх страницы

Рейтинг@Mail.ru
Copyright © 2010-2015 referatnatemu.com