Дослідження параметричних підсилювачів на підставі формування їх частотних символьних моделей - Автореферат

При схемотехнічному проектуванні параметричних підсилювачів виникає необхідність у наявності ефективних методів та засобів їх аналізу, оптимізації та синтезу. При застосуванні числових методів аналізу за один розрахунок схеми отримується лише одне значення вихідної величини при фіксованому значенні параметрів кола чи вхідного сигналу. За останнє десятиліття такі програми зявились і дали додатковий поштовх у втілення символьних методів у засоби автоматизованого проектування, що дало б можливість зменшити терміни проектування, зменшити матеріальні затрати та збільшити продуктивність та цілеспрямованість процесу проектування радіоелектронних пристроїв, зокрема параметричних підсилювачів. Розроблені алгоритми та підпрограми дали змогу формувати ЧС моделі, за допомогою яких можна виявляти якісні та кількісні звязки між властивостями лінійного параметричного кола, його параметрами та параметрами вхідного сигналу, що має практичну цінність при розвязуванні задач аналізу та оптимізації лінійних параметричних підсилювачів. У працях, опублікованих у співавторстві, автору належать: реалізація алгоритмів ЧС методу у вигляді підпрограм та дослідження за їх допомогою ряду параметричних кіл [2,12,13]; проведене дослідження символьного розвязання СЛАР підвищеної складності, сформованої за програмами ЧС методу, проведені експерименти з вибору більш ефективної апроксимації передавальної функції, проведено дослідження ефективності застосування топологічного методу до символьного розвязування СЛАР [1,10,11]; проведено дослідження особливостей та точності ЧС методу [1,2,3,4,5,8,9,10,11,14,15,16,17,18]; за програмами ЧС методу проведено дослідження роботи та оцінку асимптотичної стійкості ОПП та ДПП [1,2,6,7,9,11,19].У вступі відображено актуальність проблеми, обґрунтовано мету та основні задачі досліджень. Ці методи полягають у розвязуванні наступного диференційного рівняння: , (1) де - передавальна функція кола; - зображення вихідної та вхідної змінної кола у частотній області відповідно; s - комплексна змінна; t - час; ; ; - відповідні коефіцієнти, які визначаються структурою та параметрами кола. Застосування частотних методів Заде для знаходження символьної передавальної функції параметричних кіл з швидкою зміною параметра не дає задовільних результатів, оскільки символьні вирази, отримані за методами Заде, є надто громіздкими і при цьому дають якісно неправильний результат. Згідно із запропонованим ЧС методом передавальну функцію з рівняння (1) знаходять у вигляді апроксимації зрізаним рядом Фурє: (2) або у комплексній формі Відзначені позитивні сторони апроксимацій (2) та (3) передавальної функції, отриманих за ЧС методом: 1) визначення коефіцієнтів апроксимації у символьному вигляді зводиться до розвязування СЛАР; 2) можливість отримувати як завгодно точний (з точки зору методичної похибки) вираз апроксимації передавальної функції шляхом збільшення кількості врахованих у апроксимації членів; 3) можливість оцінки стійкості через визначення коренів знаменника апроксимації передавальної функції параметричного кола.Розроблено такі алгоритми та підпрограми: 1) алгоритм та підпрограма формування СЛАР за ЧС методом; 2) алгоритм та підпрограма символьного обчислення визначників за топологічним методом; 3) алгоритм та підпрограма виключення змінних методом диференціювання рівнянь; 4) алгоритм та підпрограма виключення змінних матричним методом; 5) алгоритм та підпрограма оцінки стійкості.Проведено порівняння апроксимацій передавальної функції тригонометричним та комплексним рядом Фурє. Матриця коефіцієнтів СЛАР, отримана за ЧС методом для ОПП, має структуру заповнення ненульовими елементами, показану на рис.1 та рис.2, при апроксимації тригонометричним та комплексним рядом Фурє відповідно. На рис.3 показано криві, які відображають залежність відносного часу розвязання СЛАР (за методом Крамера) від кількості гармонік, прийнятих у апроксимації передавальної функції при всіх символьних параметрах для таких випадків: 1) із застосуванням стандартної функції «det» пакету MATLAB при використанні апроксимації: тригонометричним рядом Фурє (крива (а) на рис.3); комплексним рядом Фурє (крива (б) на рис.3); Апроксимація виду (3) передавальної функції ОПП, що звязує вхідний струм та вихідну напругу , отримана за ЧС методом, при та при усіх параметрах у символьному вигляді, має такий вигляд: У таблиці 1 наведено порівняння миттєвих значень вихідної напруги , отриманих за програмами ЧС методу, за програмою MICROCAP та за часовим ітераційним методом. На підставі ЧС моделей проведено наступні дослідження ОПП: 1) дослідження ефекту підсилення ОПП; 2) дослідження залежності вихідної напруги ОПП від початкової фази вхідного сигналу; 3) дослідження підсилення амплітудно-модульованих (АМ) сигналів; 4) дослідження асинхронного режиму роботи ОПП [6]; 5) дослідження залежностей передавальної функції ОПП від його параметрів; 6) дослідження стійкості ОПП [7,19].В дисертаційній роботі вирішено актуальне наукове завдання - удосконалено методи та розроблено ал

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ