| Popis: |
Постановка проблемы. Усиление сигналов с высоким пик-фактором сопровождается снижением КПД усилителей мощности радиочастотных сигналов. Для преодоления указанного недостатка могут быть использованы метод автоматической регулировки режима по напряжению питания или метод раздельного усиления низкочастотной и высокочастотной составляющих радиочастотного сигнала (метод Кана). В обоих случаях в цепь питания усилителя включается модуляционный источник питания (МИП), напряжение на выходе которого должно изменяться в соответствии с законом изменения огибающей радиочастотного сигнала. Для повышения КПД МИП в его составе используется ключевой усилитель мощности, осуществляющий усиление огибающей в режиме широтно-импульсной модуляции. Вследствие нелинейных преобразований напряжения, характерных для ключевого режима, в выходном напряжении МИП неизбежно появляются искажения огибающей, способные привести к заметному ухудшению спектрального состава радиочастотного сигнала. Оценить их уровень можно с помощью имитационного моделирования. Однако ввиду чрезмерной сложности подобных моделей временные затраты при однократном расчете могут доходить до нескольких часов. Это существенно усложняет исследование характеристик МИП, а учет статистического разброса параметров элементов МИП при этом практически неосуществим. Уменьшить временные затраты можно путем использования приближенного аналитического метода расчета. Цель. Разработать аналитическую модель, позволяющую учесть влияние факторов, способных привести к искажениям выходного напряжения МИП, и сформулировать меры по их снижению. При этом аналитическая модель должна обеспечивать погрешность вычислений, приемлемую в инженерной практике, и отличаться высокой эффективностью в смысле затрат времени на проведение расчетов. Результаты. Предложенная в работе аналитическая модель обеспечивает погрешность не более 10% по сравнению с результатами имитационного моделирования. При этом затраты времени удалось снизить в 5…8 раз. Практическая значимость. По результатам проведенных исследований сформулированы рекомендации по выбору элементной базы и формированию сигналов управления МИП, учет которых позволит на 10…30 дБ снизить уровень паразитных составляющих в спектре выходного напряжения МИП. |
