Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Физика->Контрольная работа
По данным машины постоянного тока требуется: рассчитать и вычертить эскиз магнитной цепи машины; определить Н С возбуждения при номинальном режиме; вы...полностью>>
Физика->Реферат
Метрическая система мер была создана в конце XVIII в во Франции, когда развитие торговли промыщленности настоятельно потребовало замены множества един...полностью>>
Физика->Дипломная работа
Розвиток економіки нашої країни нерозривно зв`язано з електрифікацією усіх галузей народного господарства Головним напрямком економіки та соціального ...полностью>>
Физика->Реферат
Тема: "Мета, завдання і зміст дисципліни “Електропостачання промислових підприємств" Практичне її значення Загальні відомості про споживачів...полностью>>

Главная > Лекция >Физика

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Генераторы СВЧ

    1. Транзисторные генераторы СВЧ колебаний.

В отличие от диодов Ганна, туннельного диода, в транзисторном генераторе необходимо создание положительной обратной связи. В генераторах используется участок с дифференциальной отрицательной проводимостью. Рассмотрим генераторы с фиксированной частотой генерации на транзисторах. (В перестраиваемых генераторах – электронная перестройка посредством варикапов).

Условие генерации:

  • необходимое условие для устойчивости автоколебаний.

При моделировании используются следующие допущения:

  1. Уровень мощности основной частоты >> мощности гармонических составляющих.

  2. Используется допущение о форме сигнала – сигнал считается синусоидальным.

  3. Используется схемная модель ПТШ с нелинейными элементами.

Схема автогенератора на ПТШ с общим истоком:

Порядок анализа генераторов на транзисторах:

  1. Определение зависимостей элементов схемной модели от электрического режима; ;

  2. Определение -матрицы ПТШ, и для получения требуемого значения ;

  3. Синтез согласующих цепей;

  4. Определение выходной мощности с учетом нагрузки на частоте генерации.

Мощные генераторы содержат до 10 параллельно включенных затворов (транзисторов).

    1. Генераторы СВЧ на GaAs ПТШ

В отличие от диодов Ганна, туннельного диода, в транзисторном генераторе необходимо создание положительной обратной связи. В генераторах используется участок с дифференциальной отрицательной проводимостью. Рассмотрим генераторы с фиксированной частотой генерации на транзисторах. (В перестраиваемых генераторах – электронная перестройка посредством варикапов).

Для анализа используются следующие допущения:

  1. Уровень мощности основной частоты >> мощности гармонических составляющих.

  2. Используется допущение о форме сигнала – сигнал считается синусоидальным.

  3. Пренебрегаем паразитными реактивными элементами.

  1. Используется упрощенная схемная модель ПТШ с одним нелинейным элементом ().

Граничная частота генерации:

(частота, при которой ).

Максимальная частота генерации:

(частота, при которой однонаправленный коэффициент усиления > 1).

Кроме того, необходимо учитывать распределенный характер затвора:

(*)

т.е. является функцией среднего квадратического напряжения на емкости

– крутизна ПТШ в режиме малого сигнала.

можно рассчитать, если предположить, что изменяется в зависимости от по тому же закону, по которому она изменяется в зависимости от постоянного напряжения на затворе , тогда . Из (*) следует, что

– напряжение отсечки, – постоянное напряжение на стоке, – напряженность электрического поля, при котором наступает насыщение носителей, – напряженность электрического поля в канале ПТШ.

Мощность, выделяемая в нагрузке :

– напряжение на нагрузке

Автогенератор с общим истоком может содержать как распределенные, так и сосредоточенные элементы.

может быть, например, разомкнутый емкостной шлейф.

– стандартное волновое сопротивление тракта

– условие генерации

– необходимое условие для устойчивости автоколебаний.

– полное сопротивление согласующей цепи и волновое сопротивление тракта.

Отрицательная выходная проводимость создается с помощью и .

Матрица проводимости схемы:

где .

Соотношение между и для обеспечения условия генерации:

.

Мощные генераторы содержат до 10 параллельно включенных затворов (транзисторов).

максимально возможный коэффициент однонаправленного усиления – при нейтрализованной внутренней обратной связи и комплексно-сопряженном согласованием по входу и по выходу.

Структурная схема генератора на ПТШ:

Порядок анализа генераторов на транзисторах:

  1. Определение малосигнальных параметров схемной модели транзисторов в рабочей области напряжения питания

  2. Определение и , необходимые для получения требуемого значения ;

  3. Синтез согласующих цепей;

  4. Определение выходной мощности с учетом нагрузки на частоте генерации.

  5. Оптимизация нагрузок автогенератора (зависимость имеет экстремум) под. заданные значения и (к.п.д.).

Интерес представляют схемы без согласующих элементов на выходе – нагрузкой является стандартная линия.

Зависимость малосигнальных параметров схемной модели от электрического режима:

    1. Автогенераторы СВЧ на туннельных диодах

Туннельный диод благодаря широкому частотному диапазону, малой потребляемой мощности и высокой температурной стабильности применяется в СВЧ (до 200 ГГц) и высокостабильных генераторах. Недостатком генераторов на туннельных диодах является малая выходная мощность.

С помощью отрицательного сопротивления на участке AB – который является рабочим, компенсируются потери в колебательном контуре и возникают незатухающие колебания. (Ширина падающего участка не превышает несколько десятков милливольт, поэтому амплитуда генерируемых колебаний небольшая и мощность малая).

Для уменьшения искажений используется только линейный участок ВАХ.

Принципиальная схема и схемная модель:

Условие самовозбуждения: , т.е.: – баланс амплитуд – когда величина оказывается достаточной , чтобы скомпенсировать потери в контуре.

Здесь – общее активное сопротивление, учитывающее сопротивление делителя и сопротивление контура, – емкость диода, – делитель, обеспечивающий положение рабочей точки.

В такого рода схемах (в отличие от транзисторных) нет необходимости в обратной связи. Здесь обратная связь заложена в физическом механизме работы и выражается в возникновении отрицательного сопротивления при правильном выборе рабочей точки. Однако, особенность связана с тем, что источник питания должен обладать малым внутренним сопротивлением, чтобы рабочая точка могла попасть на падающий участок, кроме того входит в и влияет на частоту генерации. Для этого необходимо выполнять условия:

, .

Требования к источнику питания: малое внутреннее сопротивление, чтобы не сдвигалась рабочая точка.

    1. Трехточечные схемы автогенераторов на туннельных диодах

А.Г. с последовательным питанием:

А.Г. с параллельным питанием:

– блокировочная емкость, уменьшает на высоких частотах влияние на контур.

При параллельном питании постоянный ток не поступает в контур, что предотвращает разогрев катушки контура, что способствует повышению стабильности.

– развязка источника (большое внутреннее сопротивление при параллельном соединении). Для устранения самовозбуждения в контуре последовательно с дросселем включается резистор .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. В. Фуско. СВЧ цепи. Анализ и автоматизированные проектирование. М.: «Радио и связь».– 1990.– 288 с.

  2. А.Д. Григорьев. Электродинамика и техника СВЧ. М.: «Высшая школа».– 1990.– 335 с.

  3. Микроэлектронные устройства СВЧ. /Н.Т. Бова, Ю.Г. Ефремов, В.В. Конин и др. К.: Техніка.– 1984.– 184 с.

  4. Конструирование экранов и СВЧ устройств. / А.М. Чернушенко, Б.В. Петров, Л.Г. Малорацкий, Н.Е. Меланченко, А.С. Бальсевич. Под ред. А.М. Чернушенко.– М.: “Радио и связь”.– 1990.– 352 с.

  5. К. Гупта, Р. Гардж, Р. Чадха. Машинное проектирование СВЧ устройст. М.: “Радио и связь”.– 1987.– 432 с.

  6. З.Г. Каганов. Электрические цепи с распределенными параметрами и цепные схемы. М. : Энергоатомиздат.– 1990.– 248 с.

  7. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ.– М.: Связь.– 1971.– 388 с.

  8. Жалуд В., Кулешов В. Шумы в полупроводниковых устройствах.– М.: Сов. Радио.– 1977.– 416 с.

  9. Веселов Г.И. Микроэлектронные устройства СВЧ. – М.: «Высшая школа».– 1988.

  10. Гассанов Л.Г., Липатов А.А. и др. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М.: «Радио и связь».– 1988.– 288 с.

  11. Данилин В.Н., Кушниренко А.И., Петров Г.В. Аналоговые полупроводниковые интегральные схемы СВЧ. М.: «Радио и связь».– 1985.



Похожие страницы:

  1. Электронные цепи СВЧ (конспект) Add (2)

    Лекция >> Физика
    ... используя принцип суперпозиции для линейных цепей локальные шумовые источники шума пересчитываются ...
  2. Электронные цепи СВЧ (конспект) Add (1)

    Лекция >> Физика
    Параметры матрицы рассеяния могут быть рассчитаны по известной матрице проводимости четырехполюсника по формуле: , где – единичная матрица. Необходимо отметить важную особенность параметров матрицы рассеяния, связанную с направлением прохождения сигнала. ...
  3. Расчет и проектирование диода Ганна

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... служит для предотвращения проникновения СВЧ- колебаний в цепь источника питания. Низкодобротный ... Конденсатор служит для разделения цепей питания и СВЧ- тракта. Напряжение ... конспект лекцій, 2002г , 99 стр. В.М.Березин, В.С.Буряк «Электронные приборы СВЧ», ...
  4. Радиоприемные устройства. Конспект лекций

    Конспект >> Коммуникации и связь
    ... СЧ, ВЧ, ОВЧ, УВЧ, СВЧ, а также приемники оптического диапазона. ... виды и характеристики ВЦ Входной цепью (ВЦ) называется цепь, соединяющая антенну с первым ... передачи входной цепи? 8. Как осуществляется электронная перестройка контуров входной цепи? Каковы ее ...
  5. Вища фізика. Конспект лекцій

    Реферат >> Физика
    Частина 1. Механіка. Тема 1. Вступ. Кінематика поступального руху. Вступ. Кінематика поступального руху (2 год.) Мета: Ввести основні поняття механіки. План Елементи кінематики. Поступальний рух. Радіус-вектор, траєкторія, шлях, переміщення Швидкість, ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0013740062713623