Розроблення моделі вихідних каскадів підсилювача класу D для оцінювання якісних показників

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЛазебний, Володимир Семенович
dc.contributor.authorСмоленська, Олександра Ігорівна
dc.date.accessioned2020-05-29T11:41:49Z
dc.date.available2020-05-29T11:41:49Z
dc.date.issued2020-05
dc.description.abstractenRelevance of research. With the development of technology in the field of audio amplifiers, Class D amplifiers have gained popularity. In Class D mode, energy losses are minimal and the efficiency is large. The use of GaN transistors in Class D amplifiers is advisable because the switching speed of GaN transistors is high, allowing them to operate at high switching frequencies. However, the need for research into the performance of these transistors in Class D audio amplifiers is urgent, to determine the optimal switching frequency. The purpose of the study is to create a model of the output stage of a Class D amplifier on GaN-transistors to study the effect of quality indicators, such as nonlinear and intermodulation distortions, on the output signal in case of change of switching frequency, which will reduce the design time of Class D amplifiers with guaranteed operating parameters. Objectives to achieve the goal: explore the features of sound amplifiers of different classes; to investigate the features of the output stages of class D amplifiers; explore approaches to modeling class D sound amplifiers; to develop a model of the output stage of the class D amplifier; investigate the distortions caused by the output stage of the class D amplifier on GaN transistors. Object of study: class D amplifier on GaN transistors. Subject of study: level of qualitative indicators (nonlinear and intermodulation distortions) of output stages of amplifiers at different switching frequencies of transistors, their comparative analysis. Research methods: comparative analysis to substantiate the feasibility of using class D amplifiers, critical analysis to determine the dependence of performance on the characteristics of the transistors of the output stage of the amplifier, the theory of electrical circuits to form a computer model of class D amplifier, computer modeling of processes in output stages of class D GаN transistors, a field experiment to verify the adequacy of the developed model and the reliability of the results obtained during modeling. Scientific novelty of the obtained results: 1) a computer model of the output half-bridge stage of the Class D amplifier has been developed, which allows to determine with high accuracy the operational characteristics of the Class D amplifier; 2) improved the method of studying the parameters and characteristics of Class D amplifiers by applying the developed computer model of the output stage; 3) the adequacy of the developed model is experimentally proved, which gives the possibility of its practical application. The practical implications of the findings: the results can be used to design Class D amplifiers on GaN transistors. Testing the results of the thesis: participation and publication of abstracts in the conference proceedings "IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology 2020 (ELNANO)" April 22-24, 2020 at Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute.uk
dc.description.abstractukАктуальність 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"uk
dc.format.page112 с.uk
dc.identifier.citationСмоленська, О. І. Розроблення моделі вихідних каскадів підсилювача класу D для оцінювання якісних показників : магістерська дис. : 144 Теплоенергетика / Смоленська Олександра Ігорівна. – Київ, 2020. – 112 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/33852
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectпідсилювачі класу Duk
dc.subjectGаN -транзисториuk
dc.subjectмоделюванняuk
dc.subjectнелінійні спотворенняuk
dc.subjectінтермодуляційні спотворенняuk
dc.subjectclass D amplifiersuk
dc.subjectGаN transistorsuk
dc.subjectsimulationsuk
dc.subjectnon-linear distortionsuk
dc.subjectintermodulation distortionsuk
dc.subject.udc004.942uk
dc.titleРозроблення моделі вихідних каскадів підсилювача класу D для оцінювання якісних показниківuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Smolenska_magistr.pdf
Розмір:
3.36 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (АМЕС)
Магістерські роботи