Разработка сверхширокополосных прецизионных аналоговых перемножителей для мобильных систем автоматического управления

• Автор: Гавлицкий, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Шахты
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ОГ ДАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМИ ОБЪЕКТАМИ
1.1. Использование аналоговых перемножителей в адаптивных системах автоматического управления.
1.2. Возможность использования защитных частотных интервалов в устройствах связи с мобильными объектами.
1.2.1. Анализ доминирующих источников погрешности квадратурных модуляторов.
1.2.2. Анализ доминирующих источников погрешности квадратурных демодуляторов.
Выводы.
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ АНАЛОГОВЫХ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ
2.1. Анализ базовой архитектуры перемножителей напряжения.
2.2. Анализ источников погрешности множительных ядер и исследование способов снижения погрешности перемножения.
2.3. Анализ влияния объёмного сопротивления биполярных транзисторов на линейность АП. Пути минимизации влияния объёмных сопротивлений биполярных транзисторов.
2.4. Исследование основных параметров аналоговых перемножителей, разработанных на основе предложенных методов.
Выводы.
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ УЗЛОВ И УСТРОЙСТВ БЛОКОВ АППАРАТНОГО УМНОЖЕНИЯ, КВАДРАТУРНЫХ МОДУЛЯТОРОВ И КВАДРАТУРНЫХ ДЕМОДУЛЯТОРОВ
3.1. Преобразователи напряжение-ток. Схемотехнические методы линеаризации проходной характеристики преобразователей напряже-

ние-ток.
3.1.1. Анализ погрешности преобразования напряжения в ток
3.1.2. Метод линеаризации проходной характеристики преобразо- 83 вателей напряжение-ток с помощью цепей отрицательной обратной связи.
3.1.3. Метод компенсации нелинейных составляющих тока в пре- 86 образователях напряжение-ток.
3.1.4. Мостовые преобразователи напряжение-ток. Методы ли- 105 неаризации и повышения крутизны преобразования.
3.1.5. Метод оценки нелинейности проходной характеристики 113 преобразователей напряжение-ток при численном моделировании.
3.2. Схемотехнические методы снижения фазовой ошибки баланси- 115 рующих усилителей.
3.3. Ограничители спектра выходного сигнала блоков переноса спек- 124 тра с линейной фазо-частотной характеристикой.
Выводы
ГЛАВА 4. СХЕМОТЕХНИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ
РЕАЛИЗАЦИЙ КВАДРАТУРНЫХ ДЕМОДУЛЯТОРОВ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА SGB25VD
4.1. Разработка и исследование квадратурного демодулятора на осно- 136 ве аналоговых перемножителей на МОП транзисторах.
4.1.1. Разработка и исследование топологии балансирующего уси- 138 лителя.
4.1.2. Разработка и исследование топологии аналогового пере- 141 множителя на МОП транзисторах.
4.1.3 Разработка и исследование топологии ограничителя спектра
4.1.4. Разработка и исследование общей топологии квадратурного 147 демодулятора.
4.2. Разработка и исследование квадратурного демодулятора на осно- 151 ве аналоговых перемножителей на биполярных транзисторах.
4.2.1. Разработка и исследование топологии балансирующего уси- 153 лителя-логарифматора.
4.2.2. Разработка и исследование топологии аналогового пере
множителя на биполярных транзисторах.
4.2.3. Разработка и исследование топологии ограничителя спектра
4.2.4. Разработка и исследование общей топологии квадратурного 160 демодулятора с аналоговыми перемножителями на биполярных транзисторах.
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
&Ut + ÊL + J + ïç!L + AlL 4 Xlmax -lmax lmax
обеспечивали заданную точность приёма. Строго говоря, модернизационный ресурс КД при рационально спроектированном АП определяется качественными показателями таких ограничителей спектра.
В настоящей структуре необходимо также использовать буферные узлы Бп, Б12 и Б2ь Б22, обеспечивающие согласование АП с источником входного
сигнала и опорного генератора sin(2nfot). Согласование КД с вторичными ли-
ниями осуществляется драйверными усилителями Dpi и Dp2 (рис. 1.15) [5].
Произведённый анализ показывает, что диапазон рабочих частот тракта на основе КМ и КД определяется, в основном, широкополосностью узла, осуществляющего перенос спектра, и относительным уровнем паразитных составляющих спектра на его выходе [34]. Следовательно, использование в КМ и КД традиционных смесителей резко сужает диапазон рабочих частот. В таблицах 1.1,1.2 [73-80, 84, 88-90, 92-94, 96-101] приведены основные параметры КМ и КД, выпускаемых зарубежной промышленностью.
Следует отметить относительно узкий диапазон рабочих частот у приведённых КМ и КД. Верхняя граничная частота модулирующего сигнала ограничивается полосой пропускания ограничителей спектра КД. Основным параметром, на основании которого можно судить о широкополосности КМ и КД, является верхняя и нижняя граничные частоты опорного генератора. Существует два основных ограничения данного параметра: диапазон рабочих частот блока переноса спектра и полоса пропускания ограничителя спектра на выходе КМ. Отдельно следует отметить KM HMC495LP3 [93] и HMC496LP3 [94]: данные устройства имеют схожие параметры, идентичный корпус и близкое энергопотребление, что говорит об идентичном технологическом процессе и схемотехнической реализации, применённых в этих КМ. При этом частотный диапазон HMC495LP3 составляет 0,25-3,8 ГГц, a HMC496LP3 - 4-7 ГГц. Очевидно, такая дифференциация связана с изменением частотного диапазона ограничителя спектра на выходе КМ. При этом гарантированное затухание третьей гармоники, согласно данным про-