Методы анализа и оптимизации многосигнальных характеристик усилительных устройств ВЧ и СВЧ диапазона

• Автор: Мымрикова, Нина Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 430 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Многочастотный анализ нелинейных электронных схем
на основе рядов Вольтерры
1.1. Временной анализ, гармонический баланс и функциональные ряды
1.2. Аппроксимация нелинейных операторов функциональными рядами
1.2.1. Операторное описание нелинейных систем
1.2.2. Нелинейные системы «без памяти»
1.2.3. Нелинейные системы «с памятью»
1.2.4. Функциональные полиномы Вольтерры
1.3. Структура отклика на выходе нелинейных схем
1.3.1. Особенности расчета электронных схем
1.3.2. Структура систем, описываемых рядами Вольтерры
1.4. Стационарный отклик нелинейной системы в частотной области
1.4.1. Преобразование Лапласа и Фурье отклика
1.4.2. Стационарный отклик на полигармоническое воздействие
1.4.3. Слабо нелинейный и сильно нелинейный анализ
1.5. Матрично-топологические методы определения изображений ядер
1.5.1. Правила расчета ядер 1-го, 2-го и 3-го порядка
1.5.2. Элементы схемных моделей
1.5.3. Матрично-топологическая формулировка законов Кирхгофа
1.5.4. Нелинейные узловые уравнения
1.5.5. Нелинейные уравнения контурных токов
1.5.6. Нелинейные гибридные уравнения
1.5.7. Уравнения переменных состояния
1.6. Ряды Вольтерры - идеальный аппарат для анализа характеристик
ЭМС радиотехнических устройств
1.7. Многомерные ряды Вольтерры
1.8. Пакет программ расчета характеристик ЭМС твердотельных входных устройств

1.9. Выводы по главе
Глава 2. Проблемы анализа сильно нелинейных режимов
2.1. Предварительные замечания
2.2. Формирование нелинейных источников высших порядков
2.3. Формирование нелинейных источников для многомерных рядов Вольтерры
2.4. Учет повторных нелинейных взаимодействий
2.5. Симметризация ядер Вольтерры
2.6. Идентификация параметров нелинейных динамических моделей
2.7. Сходимость рядов Вольтерры
2.7.1. Общие сведения
2.7.2. Ряды Вольтерры и ряды Тейлора
2.7.3. Ряды Вольтерры и метод простой итерации
2.7.4. Нелинейные управляемые источники с обратной связью
2.7.5. Особые точки решения в комплексной области
2.7.6. Контуры и сечения с нелинейными элементами
2.7.7. Расходимость рядов Вольтерры как следствие глубокой
обратной связи
2.8. Расчет многосигнальных характеристик схем с учетом ядер
высших порядков
2.9. Выводы по главе
Глава 3. Модификация модели Вольтерры для анализа схем в режиме
большого сигнала
3.1. Необходимость модификации базовой методики
3.2. Матричные методы формирования нелинейных источников: одночастотный режим
3.3. Обобщение методики на многочастотные режимы
3.4. Моделирование нелинейных процессов при совместном усилении сигналов существенно разных уровней
3.4.1. Частичный отказ от детализации по уровням нелинейности
3.4.2. Расчет компонент, зависящих только от сильного сигнала
3.4.3. Расчет компонент, линейно зависящих от слабого сигнала
3.4.4. Расчет компонент, квадратично зависящих от слабого сигнала
3.4.5. Расчет компонент, кубично зависящих от слабого сигнала
3.5. Совместное усиление трех разноуровневых сигналов
3.6. Пример расчета двухконтурного параметрического усилителя
3.7. Выводы по главе
Глава 4. Применение рядов Вольтерры для анализа электронных
схем во временной области
4.1. Методы временного анализа нелинейных схем
4.2. Нахождение оригиналов ядер Вольтерры на основе теоремы о вычетах
4.2.1. Сингулярность ядер Вольтерры в частотной области
4.2.2. Порядок сложности схемы N =
4.2.3. Порядок сложности схемы N >
4.3. Методика нахождения вычетов ядер Вольтерры из СЛАУ
4.4. Определение полного отклика на выходе нелинейной системы
4.4.1. Вычисление многомерных сверток входного воздействия
с известными ядрами
4.4.2. Обратное преобразование Лапласа изображения отклика

4.4.3. Примеры практических расчетов
4.5. Техника определения полюсов линеаризованных схем
4.6. Выводы по главе
Глава 5. Минимизация нелинейных искажений в многокаскадных
транзисторных ВЧ усилителях
5.1. Предварительные замечания
5.2. Компенсация нелинейных искажений второго и третьего порядка
в двухкаскадных усилителях
5.2.1. Подавление второй гармоники в широкополосных усилителях
5.2.2. Подавление третьей гармоники
5.2.3. Подавление интермодуляционной составляющей
5.2.4. Экспериментальные исследования

нях сигналов, когда система имела аналитические свойства. Ядра Вольтерры в операторах (1.8) становятся зависимыми от области аппроксимации, т. е. от уровней и длительности сигналов, и даже от алгоритма аппроксимации. В результате ядра Вольтерры теряют универсальность, поскольку их приходится переопределять. Более того, для неаналитической системы ядра Вольтерры не удается связать напрямую с внутренними параметрами (например, с параметрами эквивалентной схемы). При этом ядра могут быть получены только в результате обработки внешних характеристик «вход-выход», получаемых в ходе натурных или численных (с привлечением других методов) экспериментов. Иными словами, анализ переводится на уровень «черного ящика». Ядра Вольтерры теряют наглядный физический смысл и становятся всего лишь способом (и очень громоздким) хранения информации о поведении системы в проведенных над ней экспериментах.
В этом случае ряды Вольтерры следует рассматривать как аппарат функционально-полиномиальной регрессии наподобие метода наименьших квадратов. Хорошо известно, что нормальные уравнения для определения коэффициентов полиномов в методе наименьших квадратов являются плохо обусловленными: они очень сильно зависят от самых незначительных погрешностей, неизбежно присутствующих во входных данных. Естественно, что регрессия с помощью функциональных рядов сталкивается с еще более серьезными проблемами, т. к. надо аппроксимировать не только нелинейность системы, но и память [51].
Не случайно, что большая часть публикаций по функциональным рядам относится именно к этой чрезвычайно сложной задаче. Однако несмотря на «мозговую атаку», большого прогресса в этой проблеме пока не произошло: надежно идентифицировать по внешним характеристикам можно только ядра 1— 3-го порядка, в редких случаях до 5-го порядка. К тому же задача идентификации намного усложняется при переходе от одновходовых систем SISO («single input - single output») к многовходовым системам MIMO («multiple input - mul-