- •210400– Радиотехника
- •210400.68 – Системы приема, передачи и обработки сигналов Диссертация на соискание академической степени магистра
- •Оглавление
- •Глава 1. Общая характеристика усилителей мощности, обзор методов линеаризации усилителей 13
- •Список используемых сокращений
- •Задание
- •Назначение работы:
- •Исходные данные:
- •Перечень вопросов, подлежащих разработке:
- •Часть 1. Анализ технического задания, поиск информации по теме исследования
- •Часть 2. Разработка математической модели усилителя мощности с линеаризацией
- •Часть 3 Исследование усилителя мощности с функцией линеаризации
- •Часть 4. Обработка полученных результатов исследования
- •Глава 1. Общая характеристика усилителей мощности, обзор методов линеаризации усилителей
- •1.1 Общие требования, предъявляемые к усилителям мощности
- •1.2 Анализ характеристик режимов активных элементов, используемых при построении усилителей мощности
- •1.2.1 Режим класса а
- •1.2.2 Режим класса ав
- •1.2.3 Режим класса в
- •1.2.4 Режим класса с
- •1.2.5 Режим класса e
- •1.3 Анализ основных характеристик усилителей
- •1.4 Искажения, методы измерения искажений
- •1.5 Методы повышения линейности выходных трактов
- •1.5.1 Анализ простейших методов повышения линейности
- •1.5.1.1 Метод с автоматической регулировкой режима работы класса а
- •1.5.1.2 Метод с автоматическим регулированием питающего напряжения
- •1.5.1.3 Метод квантования
- •1.5.1.4 Метод Догерти
- •1.5.2 Анализ методов повышения линейности при усилении сигналов со сложными видами модуляции
- •1.5.2.1 Методы организации обратной связи
- •1.5.2.2 Метод обратной связи на радиочастоте
- •1.5.2.3 Метод обратной связи по огибающей
- •1.5.2.4 Полярная обратная связь
- •1.5.2.5 Метод декартовой (квадратурной) обратной связи
- •1.5.2.6 Адаптивная связь вперед
- •1.5.2.7 Метод введения предискажений
- •1.5.2.8 Введение предискажений на радиочастоте и на промежуточной частоте
- •1.5.2.9 Метод адаптивного цифрового предискажения
- •1.5.2.10 Метод подавления и восстановления огибающей (eer)
- •1.5.2.11 Метод повышения линейности с помощью нелинейных компонентов linc и совмещенный аналоговый универсальный модулятор с автоподстройкой частоты callum
- •Особенности формирования сигналов при помощи dds
- •Формирование дефазированного сигнала
- •Формирование сигнала усилителя мощности с использованием четырех несущих
- •1.5.2.12 Метод организации связи вперед для подавления интермодуляционных искажений
- •1.6 Выводы по главе 1
- •Глава 2. Разработка математической модели усилителя мощности с функцией линеаризации
- •2.1 Модель структуры организации обратной связи усилителя мощности
- •Из уравнения (25) записываем также линейное уравнение
- •2.2 Анализ работы петли квадратурной обратной связи
- •2.2.1 Анализ стабильности квадратурной петли обратной связи
- •2.3 Спектральный анализ процесса линеаризации с помощью квадратурной петли обратной связи
- •2.4 Выбор параметров усилителя для проведения моделирования
- •2.4.1 Оценка влияния интермодуляционных искажений
- •2.4.2 Оценка влияния ам-ам и ам-рм искажений
- •2.5 Разработка математической модели усилителя мощности
- •2.5.1 Линейная модель
- •2.5.2 Модель на основе кубического полинома
- •2.5.3 Модель, использующая гиперболический тангенс
- •2.5.4 Модель Сале
- •2.5.5 Модель Горбани
- •2.5.6 Модель Раппа
- •2.6 Разработка модели возбудителя усилителя мощности с функцией линеаризации
- •2.6.1 Разработка блока коррекции ошибки
- •2.6.2 Разработка блока коррекции фазы
- •2.6.3 Разработка блока корректировки усиления
- •2.6.4 Разработка модели генератора входного сигнала
- •2.6.5 Общая модель схемы линеаризации
- •2.7 Выводы по главе 2
- •Глава 3. Исследование усилителя мощности с функцией линеаризации
- •3.1 Исследование влияния линейности усилителя мощности на процесс линеаризации
- •3.1.1 Оценка эффективности работы схемы линеаризации в моделях гиперболического тангенса и кубического полинома
- •3.1.2 Оценка эффективности работы схемы линеаризации в модели Раппа
- •3.2 Исследование влияния задержки цепи обратной связи
- •3.3 Исследование влияния полосы сигнала на линеаризацию
- •3.4 Исследование процесса линеаризации на выходную мощность
- •3.5 Исследование влияния процесса линеаризации на передаточную характеристику усилителя мощности
- •3.6 Выводы по главе 3
- •Глава 4. Систематизация полученных данных в процессе исследования
- •4.1 Результаты исследования влияния линейности усилителя на процесс линеаризации
- •4.2 Результаты исследования влияния задержки цепи обратной связи на линеаризацию
- •4.3 Результаты исследования влияния полосы сигнала
- •4.4 Результаты исследования влияния линеаризации на выходную мощность
- •4.5 Описание структуры для реализации в плис
- •Список используемой литературы
Список используемых сокращений
CALLUM – combined analogue locked loop universal modulator;
DDS – direct digital synthesizer;
DSP – digital signal processor;
LINC – linear amplification with non-linear components;
LUT – look-up table;
MOSFET – metal-oxide-semiconductor field effect transistor;
OFDM – Orthogonal frequency-division multiplexing;
PEP – peak envelope power;
SSB – single-sideband modulation;
КПД – коэффициент полезного действия;
АХ – амплитдная характеристика;
ГУН – генератор управляемый напряжением;
ИМИ – интермодуляционные искажения;
КВ – коротковолновый диапазон;
МОП – структура металл-оксид-полупроводник;
ОВЧ – очень высокие частоты;
ПЛИС – программируемая логическая интегральная схема;
УКВ – ультракоротковолновый диапазон;
ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты;
ФАХ – фазоамплитудная характеристика;
ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь;
ЦОС – цифровая обработка сигналов;
ЧМ – частотная модуляция.
Задание
на выполнение квалификационной работы
на соискание степени магистр техники и технологии
магистрант
тема проекта:
«Исследование методов линеаризации усилителя мощности»
Объект исследования – методы и структуры линеаризации усилителя мощности.
Предмет исследования – основные величины, характеризующие нелинейность, способы их улучшения при использовании различных подходов к линеаризации амплитудной характеристики усилителя мощности.
Цель исследования – улучшение линейности усилителей мощности в диапазоне КВ.
Назначение работы:
Исследование, разработка и реализация алгоритмов линеаризации в передатчиках работающих в диапазоне КВ. Выработка рекомендаций для улучшения линейности усилителей мощности при сохранении их высокого КПД.
Исходные данные:
Диапазон частот - от 1,5 МГц до 30 МГц;
2.2 Выходная мощность 100 Вт;
2.3 Режим работы выходного каскада усилителя мощности АБ;
2.4 Вид сигнала: любой сигнал в полосе до 50КГц;
2.5 Полоса сигнала 3,1кГц, 50кГц;
2.6 Сопротивление нагрузки 50 Ом.
Перечень вопросов, подлежащих разработке:
Часть 1. Анализ технического задания, поиск информации по теме исследования
3.1.1 Анализ общих требований к линейности усилителей мощности;
3.1.2 Анализ характерных процессов возникновения искажений при усилении сигналов в усилителе мощности;
3.1.3 Анализ существующих методов повышения линейности усилителя;
3.1.4 Анализ параметров, характеризующих качество усиливаемых сигналов;
3.1.5 Систематизация информации о методах повышения линейности усилителей мощности;
3.1.6 Выбор и обоснование метода линеаризации для исследования;
3.1.7 Анализ возможных методов исследования при разработке усилителей высокой мощности.
Часть 2. Разработка математической модели усилителя мощности с линеаризацией
3.2.1 Математическое обоснование методов линеаризации основанных на обратной связи;
3.2.3 Выбор параметров и технических характеристик усилителя мощности для проведения имитационного моделирования;
3.2.4 Разработка математической модели усилителя мощности;
3.2.5 Разработка модели возбудителя усилителя мощности с функцией линеаризации;
3.2.6 Определение точек контроля в полученной модели.
