WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

В четвертой главе рассмотрены вопросы моделирования СВЧ транзисторного генератора с внутренней обратной связью и варакторной перестройкой частоты, проведенного при использовании линейной модели биполярного транзистора. Обоснованы этапы такого моделирования, дающего возможность определения структуры и величин параметров элементов колебательной системы генератора, а также выработать требования к цепи на выходе транзистора, при которых обеспечивается задаваемый диапазон частотной перестройки.

На первом этапе моделирования рассчитывается величина входной проводимости транзистора для фиксированной частоты диапазона перестройки, с учетом которой выбирается вариант построения колебательной системы генератора и проводится расчет значений параметров ее элементов. Кроме того, задается соответствие частот диапазона перестройки и величин емкости варактора его вольт-фарадной характеристики, при котором предполагается получить необходимую зависимость генерируемой частоты от напряжения, подводимого к варактору. Рассмотрен вариант, когда колебательная система представляет собой отрезок МПЛ, нагруженный варактором и резистором, для которого рассчитываются частотные зависимости компонент ее проводимости. Величина активной компоненты системы в диапазоне перестройки не должна быть отрицательной.

Проводимость цепи на выходе транзистора в составе генератора с внутренней обратной связью при использовании линейной модели прибора и учете условия стационарного режима (1) и (2) однозначно определяется проводимостью колебательной системы.

. (16)

Это позволяет на последующем этапе моделирования определить частотную зависимость проводимости цепи на выходе транзистора, при реализации которой должна быть получена перестройка частоты в задаваемом диапазоне и необходимая зависимость генерируемой частоты от напряжения варактора. Результаты расчета таких зависимостей для одного из вариантов построения колебательной системы приведены на рис.7. Положительная величина активной компоненты проводимости этой цепи в диапазоне перестройки служит еще одним критерием при выборе варианта колебательной системы.

Рис.7. Расчетные зависимости активной (а) и реактивной (б) компонент

проводимости цепи на выходе транзистора от частоты, при которых обеспечивается

перестройка частоты генератора в полосе от 0,5 до 1,0 ГГц.

Обсуждены ограничения, связанные с использованием линейной

модели транзистора при моделировании генератора с перестройкой частоты. В частности, отмечается что такой подход не дает возможность оценить влияние на работоспособность генератора отличия между частотными зависимостями проводимости цепи на выходе транзистора, полученными при моделировании и при реализуемой топологии выходного трансформатора связи, а также выявить разрывы в зависимости генерируемой частоты от напряжения, подводимого к варактору.

В заключении формулируются основные выводы и результаты диссертационной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведено усовершенствование модели биполярного транзистора, работающего в недонапряженном режиме с отсечкой тока в результате которого уточнены ее уравнения, определяющие значения сопротивления эмиттерного перехода и барьерной емкости коллекторного перехода, отражающие основные нелинейные процессы в приборе в этом режиме.

2. Развита математическая модель СВЧ генератора с внутренней обратной связью на биполярном транзисторе, работающем в недонапряженном режиме с отсечкой тока, характеризующемся пониженным уровнем шумов. На ее основе предложено проводить моделирование таких устройств радиоэлектронной техники.

3. Выявлена специфика моделирования СВЧ транзисторных генераторов, заключающаяся в необходимости на первом этапе решать задачи синтеза, а не анализа, что обычно является достаточным при моделировании усилительного каскада.

4. Определен порядок моделирования СВЧ генератора с внутренней обратной связью на биполярной транзисторе, который включает три этапа:

- решение задачи определения параметров электрического режима транзистора, обеспечивающих его работу в составе такого генератора с заданными выходными параметрами;

- решение задачи определения параметров элементов входной цепи постоянного тока, обеспечивающих устойчивость работы генератора;

- решение задачи определения работоспособности генератора при дестабилизирующем действии факторов условий производства и эксплуатации.

5. Обоснована необходимость моделирования работы СВЧ транзисторного генератора в режимах, отличных от номинального, т.е. в условиях дестабилизирующего действия факторов производства и эксплуатации. Результаты такого моделирования могут служить критерием качества схемотехнического расчета этого устройства.

6. Предложены алгоритмы решения задач моделирования СВЧ генератора с внутренней обратной связью, на биполярной транзисторе, работающем в недонапряженном режиме с отсечкой тока в том числе задачи моделирования СВЧ генератора с варакторной перестройкой частоты на биполярном транзисторе, построенного с использованием линейной модели прибора. Результатом такого моделирования является выработка требований к частотным характеристикам пассивных элементов электродинамической системы генератора.

7. Создан комплекс программ на языке С++ на основе предложенных алгоритмов для решения задач моделирования СВЧ генератора с внутренней обратной связью на биполярном транзисторе, работающем в недонапряженном режиме с отсечкой тока. Это программное обеспечение предусматривает ведение диалога с ЭВМ.

8. Выполнено сравнение результатов расчета электрических характеристик транзистора в составе усилительного каскада с использованием усовершенствованной модели с экспериментальными данными. Сравнение показало, что эта модель может служить базой при моделировании СВЧ устройств, в которых биполярный транзистор работает в недонапряженном режиме с отсечкой тока, в том числе при моделировании генераторов с внутренней обратной связью.

9. Показано, что отрицательная величина активной компоненты входной проводимости биполярного транзистора, необходимое условия его работы в составе генератора с внутренней обратной связью, получается при подборе такого значения реактивной проводимости нагрузки на выходе прибора, при которой на генерируемой частоте устанавливается резонанс в выходной цепи транзистора, включающей эту нагрузку и барьерную емкость коллекторного перехода.

10. Выявлена особая критичность работоспособности СВЧ генератора с внутренней обратной связью на биполярном транзисторе к изменению при отличии реактивной проводимости цепи на выходе прибора относительно величины, соответствующей номинальному режиму. Причина такой критичности объясняется резонансом в выходной цепи, при которой обеспечивается отрицательная величина активной компоненты входной проводимости транзистора.

Основные публикации по теме диссертации

I.Публикации в центральных изданиях, включенных в перечень

периодических изданий ВАК РФ

1. Горбачев Д.М. Алгоритм проектирования СВЧ транзисторного генератора с внутренней обратной связью. /Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев // Вестник Саратовского государственного технического университета, 2006. №4. С. 59-63.

2. Горбачев Д.М. Развитие кусочно-квазилинейной модели биполярного транзистора. /Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2008. №1. Вып. 1. С. 74-80.

3. Горбачев Д.М. Обеспечение устойчивости СВЧ генератора на биполярном транзисторе, работающем в режиме с отсечкой тока. /Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев // Вестник Саратовского технического государственного технического университета. 2008. №1. Вып. 2. С. 255-260.

II. Публикации в других изданиях

4. Горбачев Д.М. Алгоритм моделирования СВЧ транзисторных генераторов с перестройкой частоты. /Д.М. Горбачев, Е.М. Мазеева, М.А. Фурсаев //. Радиотехника и связь. Материалы междунар. науч.-техн. конф. Саратов. СГТУ. 2005. С. 318-321.

5. Горбачев Д.М. К проектированию СВЧ транзисторных генераторов с варакторной перестройкой частоты. / Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев //. Системы и устройства низких и сверхвысоких частот. Науч.-техн. сб. Саратов. СГТУ. 2005. С. 18-24.

6. Горбачев Д.М. Определение режима открытия коллекторного перехода в биполярном транзисторе. /Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев//. Радиотехника и связь. Материалы междунар. науч.-техн. конф. Саратов. СГТУ. 2006. С. 304-307.

7. Горбачев Д.М. Опредение параметров электрического режима биполярного транзистора в составе СВЧ генератора с внутренней обратной связью. / Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев//. Радиотехника и связь. Материалы междунар. науч.-техн. конф. Саратов. СГТУ. 2007. С.279-284.

8. Горбачев Д.М. Алгоритм расчета электрических параметров усилителя на биполярном транзисторе. /Д.М. Горбачев//. Техническая электродинамика и электроника. Науч.-техн. сб. Саратов. СГТУ. 2006. С. 34-36.

9. Беляев И.В. Условие работы биполярного транзистора в недонапряженном режиме в составе СВЧ генератора с внешней обратной связью. /И.В. Беляев, Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев//. Техническая электродинамика и электроника. Науч.-техн. сб. Саратов. СГТУ. 2007. С.67-72.

10. Горбачев Д.М. Моделирование входной цепи постоянного тока СВЧ транзисторного генератора с внутренней обратной связью. / Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев//. Информатизация технических средств и процессов. Сб. науч. трудов ХХ1 междунар. техн. конф. Т. 5. Саратов. СГТУ. 2008. С. 273-275.

11. Горбачев Д.М. Особенности схемотехнического проектирования СВЧ транзисторных генераторов с внутренней обратной связью. /Д.М. Горбачев, Е.В. Мазеев, М.А. Фурсаев//. Актуальные проблемы электронного приборостроения. Материалы междунар. наут.-техн. конф. Саратов. СГТУ. 2008. С. З8-41.

12. Горбачев Д.М. Моделирование условий работы биполярного транзистора в составе СВЧ-генератора с внутренней обратной связью./ Д.М. Горбачев, М.А. Фурсаев/. Радиотехника и связь. Сб. науч. трудов. Саратов. СГТУ. С. 230-235.

13. Горбачев Д.М. Алгоритмы решения задач схемотехнического проектирования СВЧ генератора с внутренней обратной связью на биполярном транзисторе./Д.М. Горбачев, Е.В. Мазеев//. Техническая электродинамика и электроника. Науч.-техн.сб. Саратов.СГТУ. 2009. С.12-16.

Горбачев Денис Михайлович

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЧ ГЕНЕРАТОРА

С ВНУТРЕННЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Автореферат

Pages:     ||
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.