本书主要阐述设计射频与微波功率放大器所需的理论、方法、设计技巧,以及将分析计算与计算机辅助设计相结合的优化设计方法。这些方法提高了设计效率,缩短了设计周期。本书内容覆盖非线性电路设计方法、非线性主动设备建模、阻抗匹配、功率合成器、阻抗变换器、定向耦合器、高效率的功率放大器设计、宽带功率放大器及通信系统中的功率放大器设计。 本书适合从事射频与微波动功率放大器设计的工程师、研究人员及高校相关专业的师生阅读。 作者简介 Andrei Grebennikov是M/A—COM TYCO电子部门首席理论设计工程师,他曾经任教于澳大利亚Linz大学、新加坡微电子学院、莫斯科通信和信息技术大学。他目前正在讲授研究班课程,在该班上,本书作为国际微波年会论文集。 目录 第1章 双口网络参数 1.1 传统的网络参数 1.2 散射参数 1.3 双口网络参数间转换 1.4 双口网络的互相连接 1.5 实际的双口电路 1.5.1 单元件网络 1.5.2 π形和T形网络 1.6 具有公共端口的三口网络 1.7 传输线 参考文献 第2章 非线性电路设计方法 2.1 频域分析 2.1.1 三角恒等式法 2.1.2 分段线性近似法 2.1.3 贝塞尔函数法 2.2 时域分析 2.3 NewtOn.Raphscm算法 2.4 准线性法 2.5 谐波平衡法 参考文献 第3章 非线性有源器件模型 3.1 功率MOSFET管 3.1.1 小信号等效电路 3.1.2 等效电路元件的确定 3.1.3 非线性I—V模型 3.1.4 非线性C.V模型 3.1.5 电荷守恒 3.1.6 栅一源电阻 3.1.7 温度依赖性 3.2 GaAs MESFET和HEMT管 3.2.1 小信号等效电路 3.2.2 等效电路元件的确定 3.2.3 CIJrtice平方非线性模型 3.2.4 Curtice.Ettenberg立方非线性模型 3.2.5 Materka—Kacprzak非线性模型 3.2.6 Raytheon(Statz等)非线性模型 3.2.7 rrriQuint非线性模型 3.2.8 Chalmers(Angek)v)非线性模型 3.2.9 IAF(Bemth)非线性模型 3.2.10 模型选择 3.3 BJT和HBT汀管 3.3.1 小信号等效电路 3.3.2 等效电路中元件的确定 3.3.3 本征z形电路与T形电路拓扑之间的等效互换 3.3.4 非线性双极器件模型 参考文献 第4章 阻抗匹配 4.1 主要原理 4.2 Smith圆图 4.3 集中参数的匹配 4.3.1 双极UHF功率放大器 4.3.2 M0SFET VHF高功率放大器 4.4 使用传输线匹配 4.4.1 窄带功率放大器设计 4.4.2 宽带高功率放大器设计 4.5 传输线类型 4.5.1 同轴线 4.5.2 带状线 4.5.3 微带线 4.5.4 槽线 4.5.5 共面波导 参考文献 第5章 功率合成器、阻抗变换器和定向耦合器 5.1 基本特性 5.2 三口网络 5.3 四口网络 5.4 同轴电缆变换器和合成器 5.5 wilkinson功率分配器 5.6 微波混合桥 5.7 耦合线定向耦合器 参考文献 第6章 功率放大器设计基础 6.1 主要特性 6.2 增益和稳定性 6.3 稳定电路技术 6.3.1 BJT潜在不稳定的频域 6.3.2 MOSFET潜在不稳定的频域 6.3.3 一些稳定电路的例子 6.4 线性度 6.5 基本的工作类别:A、AB、B和C类 6.6 直流偏置 6.7 推挽放大器 6.8 RF和微波功率放大器的实际外形 参考文献 第7章 高效率功率放大器设计 7.1 B类过激励 7.2 F类电路设计 7.3 逆F类 7.4 具有并联电容的E类 7.5 具有并联电路的E类 7.6 具有传输线的E类 7.7 宽带E类电路设计 7.8 实际的高效率RF和微波功率放大器 参考文献 第8章 宽带功率放大器 8.1 Bode—Fan0准则 8.2 具有集中元件的匹配网络 8.3 使用混合集中和分布元件的匹配网络 8.4 具有传输线的匹配网络 8.5 有耗匹配网络 8.6 实际设计一瞥 参考文献 第9章 通信系统中的功率放大器设计 9.1 Kahn包络分离和恢复技术 9.2 包络跟踪 9.3 异相功率放大器 9.4 Doherty功率放大器方案 9.5 开关模式和双途径功率放大器 9.6 前馈线性化技术 9.7 预失真线性化技术 9.8 手持机应用的单片cMOS和HBT功率放大器 参考文献
上传时间: 2013-04-24
上传用户:W51631
在功率电路中,电压的检测相对于电流的检测要简单和容易得多。电压的检测可以很方便地进行而不会对电路性能产生明显影响;而对电流的检测却要复杂得多,电流的检测必须引入测量电流的检测器,检测器的引入将影响电路的性能。根据具体的电路,选择合适的电流检测方案,并进行正确的电路设计,是功率电路设计成败的关键之一。 在开关电源设计中,电流检测技术起着至关重要的作用,是开关电源设计成功与否的关键因素。本文首先详细分析和比较了目前开关电源中常用的电阻检测、磁检测、MOSFET检测等几种电流检测方法。并根据各自的特点,将各种技术加以区别,为各种开关电源选择合适的检测技术指明了方向。在此基础上,本文提出了两种适用于电流型控制开关电源的新型电流检测电路。该电路结合了场效应晶体管导通电阻特性和电流镜像原理,能即时、快速地检测流过功率开关管的电流,以有效地进行开关控制和过流保护。论文最后还介绍了一种无检测电路的控制,并提出了一种分析无电流传感器控制斜坡补偿的分析方法,从理论上证实了电流型控制斜坡补偿的意义。
上传时间: 2013-06-07
上传用户:jjq719719
本文以感应加热电源为研究对象,阐述了感应加热电源的基本原理及其发展趋势。对感应加热电源常用的两种拓扑结构--电流型逆变器和电压型逆变器做了比较分析,并分析了感应加热电源的各种调功方式。在对比几种功率调节方式的基础上,得出在整流侧调功有利于高频感应加热电源频率和功率的提高的结论,选择了不控整流加软斩波器调功的感应加热电源作为研究对象。针对传统硬斩波调功式感应加热电源功率损耗大的缺点,采用软斩波调功方式,设计了一种零电流开关准谐振变换器ZCS-QRCs(Zero-current-switching-Quasi-resonant)倍频式串联谐振高频感应加热电源。介绍了该软斩波调功器的组成结构及其工作原理,通过仿真和实验的方法研究了该软斩波器的性能,从而得出该软斩波器非常适合大功率高频感应加热电源应用场合的结论。同时设计了功率闭环控制系统和PI功率调节器,将感应加热电源的功率控制问题转化为Buck斩波器的电压控制问题。 针对目前IGBT器件频率较低的实际情况,本文提出了一种新的逆变拓扑-通过IGBT的并联来实现倍频,从而在保证感应加热电源大功率的前提下提高了其工作频率,并在分析其工作原理的基础上进行了仿真,验证了理论分析的正确性,达到了预期的效果。另外,本文还设计了数字锁相环(DPLL),使逆变器始终保持在功率因数近似为1的状态下工作,实现电源的高效运行。最后,分析并设计了IGBT的缓冲吸收电路。 本文第五章设计了一台150kHz、10KW的倍频式感应加热电源实验样机,其中斩波器频率为20kHz,逆变器工作频率为150kHz(每个IGBT工作频率为75kHz),控制核心采用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片,简化了系统结构。实验结果表明,该倍频式感应加热电源实现了斩波器和逆变器功率器件的软开关,有效的减小了开关损耗,并实现了数字化,提高了整机效率。文章给出了整机的结构设计,直流斩波部分控制框图,逆变控制框图,驱动电路的设计和保护电路的设计。同时,给出了关键电路的仿真和实验波形。 实验证明,以上分析和电路设计都是行之有效的,在实验中取得很好的效果。
上传时间: 2013-05-20
上传用户:lyy1234
本文主要以串联谐振型感应加热电源为研究对象,通过分析其负载特性及调功控制方式,选择不控整流加逆变移相调功控制方式,其中重点分析感性移相式PWM感应加热电源调功控制方式,及其在由自关断器件MOSFET组成的串联谐振逆变器中的应用,并深入分析了感性移相式PWM控制方式调功特性。同时针对感应加热电源这个具有复杂的参数时变性,结构非线性的工业控制对象,在MATLAB/Simulink环境下建立了感性移相PWM感应加热电源的系统闭环控制模型,进行了移相式感应加热电源系统仿真研究。 在理论分析的基础上,设计了200W/100kHz感性移相式感应加热电源的主电路及控制电路。通过对移相谐振全桥软开关控制器UC3879的学习和了解,设计并搭建一种区别以往的移相式感应加热电源的锁相移相调功的控制平台,即锁相环电路和基于UC3879设计的移相调功电路相配合的方案。并设计了它激重复扫频转自激的启动方法,大大提高了电源的启动成功率。同时搭建了200W/100kHz移相式感应加热电源实验平台,完成了系统闭环控制,实验结果验证了本文理论分析的正确性及控制方案的可行性。
上传时间: 2013-07-15
上传用户:bruce5996
随着现代科技的迅速发展,逆变电源的应用越来越广泛。同时,各行各业对逆变电源的性能也提出了更高的要求。好的逆变电源输出波形要求不但具有高的稳态性能,还应有快的动态响应。单一的控制策略很难同时满足这两方面的要求。因此,各种控制策略取长补短、相互渗透,构成复合控制器,是一种趋势所在。 本文讨论了当今各种比较流行的数字控制策略的优缺点,重点分析了无差拍控制和重复控制这两种控制策略的控制原理,并对其控制算法做了适当改进。无差拍控制动态性能极佳,但其稳态性能不理想,尤其是在带非线性负载时输出电压波形的总谐波畸变较大;而重复控制恰恰相反,它有着很好的稳态性能,但由于周期延迟环节的存在,控制指令不是立即输出,而是滞后一个参考周期才输出,使其动态性能较差。本文采用单相全桥拓扑结构为逆变器主电路,建立了它的连续状态空间模型和离散状态空间模型,分析了它的开环输出特性,并分别阐述了改进的无差拍控制器和重复控制器参数的设计方法。 文章提出将改进的无差拍控制和重复控制这两种控制策略相结合,组成复合控制策略。利用MATLAB建立了控制系统的仿真模型,仿真实验结果证明该复合控制策略能使逆变电源获得理想的稳态和动态性能。最后介绍了以高性能数字信号处理器TMS320F2812为控制核心的逆变电源控制系统的软硬件设计。
上传时间: 2013-07-31
上传用户:liber
变频电源具有低损耗和高效率等显著优点,其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性和可靠性指标,随着工业上变频电源的广泛应用,对其性能参数的检测也越来越重要,因此对变频电源设备输出电参数进行测量方面的研究具有重要的意义。 论文综述了国内外各种交流变频电参数测量系统的研究现状和应用技术,根据变频设备的工作机理和输出特性,提出了系统的总体设计方案。由于变频设备的输出范围广且变化快,并且国内大部分参数测量设备都是针对工频进行设计的,基于此本文采用高速的数字处理器和改进的算法来进行控制实现。 论文首先给出了各电参数测量的国际标准和理论基础,重点分析了如何通过希尔波特变换来实现频率的测量。为了滤除不需要的高次谐波并精确的测量频率,建立了FIR滤波器模型,通过MATLAB编程进行了数字仿真,验证了算法的正确性;利用周期法进行了其它电参数的测量实现,并在Labview 中进行了仿真,作为辅助分析软件具有快速直观的特点并有很大的通用性。 在理论分析和仿真的基础上,论文设计了基于TMS320F2812 DSP的控制系统,并结合原理图介绍了各模块运行原理;重点分析了如何利用CPLD来实现时序控制的功能,并给出了VHDL设计的程序和仿真结果。最后进行软件程序上的设计,对各部分进行了程序分析和设计,各模块结构相互关联,具有很好的扩展性和移植性。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:1054154823
开关电源具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点,广泛应用于电子整机与设备中,在以往的AC-DC电路中,由二极管组成的不可控整流器与电力网相接,为在电网中会产生大量的电流谐波和无功功率而污染电网,使得功率因数较低。为了提高AC-DC电路输入端的功率因数,采用了功率因数校正。 本文采用TMS320F2812实现开关电源的功率因数校正,分析了DSP实现功率因数校正的控制方法和具体实现,对于软件中参数的标么值实现进行了理论推导,为了使输出功率在输入电压变化的一定范围内保持不变,采用了前馈电压,对于数字PI调节环采用了抑制积分饱和的方法,以防止系统失控。 论文中通过对AC-DC整流电路和加入Boost功率因数校正后的电路进行了Matlab的仿真,通过输入电压和输入电流波形的比较,可以很容易地看到功率因数的提高。 在具体的电路实现中,采用霍尔元件检测输入电感电流、输入电压和输出电压,经过DSP的A/D采样后,在DSP内部经过程序计算,输出PWM波形驱动MOSFET的开通与关断,使输入电感电流波形与输入电压波形一致。 本文实现了系统仿真,给出了仿真波形,分析了硬件设计电路并完成了电路的局部仿真,软件编程方面给出了主程序和各个子程序的软件流程图,提出了以后研究的方向。
上传时间: 2013-06-17
上传用户:baobao9437
电力电子装置的控制技术随着电力电子技术的发展而愈来愈复杂。开关电源是现代电力电子设备中不可或缺的组成部分,其质量的优劣以及体积的大小直接影响电子设备整体性能。高频化、小型化、数字化是开关电源的发展方向。 在应用数字技术进行控制系统设计时,数字控制器的性能决定了控制系统的整体性能。数字化电力电子设备中的控制部分多以MCU/DSP为核心,以软件实现离散域的运算及控制。在很多高频应用的场合,目前常用的控制器(高性能单片机或DSP)的速度往往不能完全满足要求。FPGA具有设计灵活、集成度高、速度快、设计周期短等优点,与单片机和DSP相比,FPGA具有更高的处理速度。同时FPGA应用在数字化电力电子设备中,还可以大大简化控制系统结构,并可实现多种高速算法,具有较高的性价比。 依据FPGA的这些突出优点,本文将FPGA应用于直流开关电源控制器设计中,以实现开关电源数字化和高频化的要求。主要研究工作如下: 介绍了基于FPGA的DC/DC数字控制器中A/D采样控制、数字PI算法的实现;重点描述了采用混合PWM方法实现高分辨率、高精度数字PWM的设计方案,并对各模块进行了仿真测试;用FPGA开发板进行了一部分系统的仿真和实际结果的检测,验证了文中的分析结论,证实了可编程逻辑器件在直流开关电源控制器设计中的应用优势。
上传时间: 2013-07-23
上传用户:qulele
随着电子技术的快速发展,各种电子设备对时间精度的要求日益提升。在卫星发射、导航、导弹控制、潜艇定位、各种观测、通信等方面,时钟同步技术都发挥着极其重要的作用,得到了广泛的推广。对于分布式采集系统来说,中心主站需要对来自于不同采集设备的采集数据进行汇总和分析,得到各个采集点对同一事件的采集时间差异,通过对该时间差异的分析,最终做出对事件的准确判断。如果分布式采集系统中的各个采集设备不具有统一的时钟基准,那么得到的各个采集时间差异就不能反映出实际情况,中心主站也无法准确地对事件进行分析和判断,甚至得出错误的结论。因此,时钟同步是分布式采集系统正常运作的必要前提。 目前国内外时钟同步领域常用的技术有GPS授时技术,锁相环技术和IRIG-B 码等。GPS授时技术虽然精度高,抗干扰性强,但是由于需要专用的GPS接收机,若单纯使用GPS 授时技术做时钟同步,就需要在每个采集点安装接收机,成本较高。锁相环是一种让输出信号在频率和相位上与输入参考信号同步的技术,输出信号的时钟准确度和稳定性直接依赖于输入参考信号。IRIG-B 码是一种信息量大,适合传输的时间码,但是由于其时间精度低,不适合应用于高精度时钟同步的系统。基于上述分析,本文结合这三种常用技术,提出了一种基于FPGA的分布式采集系统时钟同步控制技术。该技术既保留了GPS 授时的高精确度和高稳定性,又具备IRIG-B时间码易传输和低成本的特性,为分布式采集系统中的时钟同步提供了一种新的解决方案。 本文中的设计采用了Ublox公司的精确授时GPS芯片LEA-5T,通过对GPS芯片串行时间信息解码,获得准确的UTC时间,并实现了分布式采集系统中各个采集设备的精确时间打码。为了能够使整个分布式采集系统具有统一的高精度数据采集时钟,本论文采用了数模混合的锁相环技术,将GPS 接收芯片输出的高精度秒信号作为参考基准,生成了与秒信号高精度同步的100MHZ 高频时钟。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 码的编码部分,将B 码的准时标志与GPS 秒信号同步,提高了IRIG-B 码的时间精度。在分布式采集系统中,IRIG-B时间码能直接通过串口或光纤将各个采集点时间与UTC时间统一,节约了各点布设GPS 接收机的高昂成本。最后,通过PC104总线对时钟同步控制卡进行了数据读取和测试,通过实验结果的分析,提出了改进方案。实验表明,改进后的时钟同步控制方案具有很高的时钟同步精度,对时钟同步技术有着重大的推进意义!
上传时间: 2013-08-05
上传用户:lz4v4
开关电源的PCB设计规范 在任何开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析
上传时间: 2013-04-24
上传用户:pkkkkp