Розроблення моделі вихідних каскадів підсилювача класу D для оцінювання якісних показників
Вантажиться...
Дата
2020-05
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність дослідження. З розвитком технологій в сфері звукотехніки підсилювачі класу D набули популярності. В режимі роботи класу D втрати енергії мінімальні і коефіцієнт корисної дії великий. Використання GaN-транзисторів в підсилювачах класу D є доцільним, що спричинене тим, що швидкість перемикання GaN-транзисторів висока, що дозволяє їм працювати на високих частотах перемикання. Проте актуальним є необхідність проведення дослідження особливостей роботи цих транзисторів у звукових підсилювачів класу D, для визначення оптимальної частоти комутації.
Мета дослідження полягає у створенні моделі вихідного каскаду підсилювача класу D на GaN-транзисторах для дослідження впливу якісних показників, таких як нелінійні та інтермодуляційні спотворення, на вихідний сигнал у разі зміни частоти перемикання, застосування якої дозволить скоротити час проектування підсилювачів класу D з гарантованими значеннями експлуатаційних параметрів.
Завдання для досягнення мети: дослідити особливості звукових підсилювачів різних класів; дослідити особливості вихідних каскадів підсилювачів класу D; дослідити підходи до моделювання звукових підсилювачів класу D; розробити модель вихідного каскаду підсилювача класу D; дослідити спотворення, обумовлені вихідним каскадом підсилювача класу D на GаN транзисторах.
Об’єкт дослідження: підсилювач класу D на GaN-транзисторах.
Предмет дослідження: рівень якісних показників (нелінійних та інтермодуляційних спотворень) вихідних каскадів підсилювачів на різних частотах комутації транзисторів, їх порівняльний аналіз.
Методи дослідження: порівняльний аналіз для обґрунтування доцільності застосування підсилювачів класу D, критичний аналіз для з’ясування залежності експлуатаційних показників від характеристик транзисторів вихідного каскаду підсилювача, теорія електричних кіл для формування комп’ютерної моделі підсилювача класу D, комп’ютерне моделювання процесів у вихідних каскадах класу D на GаN транзисторах, натурний експеримент для перевірки адекватності розробленої моделі та достовірності отриманих під час моделювання результатів.
Наукова новизна отриманих результатів: 1) розроблено комп’ютерну модель вихідного напівмостового каскаду підсилювача класу D, що дозволяє визначати з високою точністю експлуатаційні характеристики підсилювача класу D; 2) удосконалено метод дослідження параметрів та характеристик підсилювачів класу D шляхом застосування розробленої комп’ютерної моделі вихідного каскаду; 3) експериментально доведено адекватність розробленої моделі, що надає можливість її практичного застосування.
Практичне значення одержаних результатів: результати роботи можуть бути використані при проектуванні підсилювачів класу D на GaN-транзисторах.
Апробація результатів дисертації: участь та публікація тез в збірнику конференції «IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology 2020 (ELNANO)» 20-24 квітня 2020 року НТУУ "КПІ ім. І.Сікорського"
Опис
Ключові слова
підсилювачі класу D, GаN -транзистори, моделювання, нелінійні спотворення, інтермодуляційні спотворення, class D amplifiers, GаN transistors, simulations, non-linear distortions, intermodulation distortions
Бібліографічний опис
Смоленська, О. І. Розроблення моделі вихідних каскадів підсилювача класу D для оцінювання якісних показників : магістерська дис. : 144 Теплоенергетика / Смоленська Олександра Ігорівна. – Київ, 2020. – 112 с.