Научная статья на тему 'Комплексный подход к защите системы питания бортовых радиоэлектронных средств от электромагнитных воздействий полей высокой интенсивности'

Комплексный подход к защите системы питания бортовых радиоэлектронных средств от электромагнитных воздействий полей высокой интенсивности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
249
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Лисицын И. Ю., Свиридов А. С., Колганов А. А., Увайсов С. У.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Комплексный подход к защите системы питания бортовых радиоэлектронных средств от электромагнитных воздействий полей высокой интенсивности»

Министерство образования и науки РФ

Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет

АадижУ{%шсж

ТРУДЫ

МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА

НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО

II то^

ПЕНЗА 2015

УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78

Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:

T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.

ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8

В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.

Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.

Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.

Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.

Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :

Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.

ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8

© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015

Для конкретного типа контакта и при определенных условиях коэффициенты Kj, Кн, Ка, КН, Ktr КАсе являются постоянными величинами. Поэтому задача сводится к определению коэффициента КР. Для того, чтобы определить его, в ОСТ4 Г0.012.014 дан график зависимости КР от контактного давления (рис.1) . Однако трудность заключается в том, что для точного вычисления КТС необходимо с большой достоверностью определить функцию, по которой данный график был построен. Для решения этой проблемы нам необходимо провести аппроксимацию данной зависимости.

В настоящий момент существует много программ для выполнения таких задач, однако наиболее доступной и простой в использовании является MS Office Excel. Программа MS Office Excel производит аппроксимацию функций по методу наименьших квадратов.

Создав таблицу, в которой перечислены координаты точек, определяемых по графику зависимости КР от контактного давления Р, строим точеч-

ную диаграмму. На точечной диаграмме необходимо выделить одну из точек и через нее провести линию тренда. Данная линия и будет нашей искомой функцией, так как для нее выводится уравнение, по которому она построена, и достоверность аппроксимации Я2.

Для КР мы составили таблицу и получили следующее значение аппроксимации. Результаты показаны на рисунке 2:

Можно заметить, что полученный график практически идентичен графику на рисунке 1.

Как видно из рисунка 2 достоверность аппроксимации R2 составляет 0,995, что подтверждает точность результата данной операции. Коэффициент вычисляется по следующей формуле: КР = 24,372 • 106 • Р-1'0304 . Получив функцию, описывающую зависимость КР от контактного давления можем уточнить значение контактного теплового сопротивления и, таким образом, повысить точность измерения температуры с помощью термопары.

ЛИТЕРАТУРА

1. Увайсов С.У. Высокоточный транзисторный датчик температуры / Громов В.С., Шестимеров С.М., Увайсов С.У. // Датчики и системы - М.: 2010. № 11. С. 19 - 22.

2. Uvaysov S.U., Ivanov I. A method of ensuring controllability of electronics based on diagnostic modeling of heterogeneous physical processes // World Applied Sciences Journal. 2013. Vol. 24. P. 196-201.

3. Увайсов С.У., Кофанов Ю.Н., Сотникова С.Ю. Программный комплекс моделирования физических процессов при автоматизированном проектировании источников вторичного электропитания для сложных бортовых систем // Динамика сложных систем. 2012. № 3. С. 80-84.

4. Иванов И.А., Увайсов С.У., Кошелев Н.А. Методика обеспечения диагностируемости электронных средств космических аппаратов по ранговому критерию на ранних этапах проектирования // Качество. Инновации. Образование. 2012. № 1. С. 60-62.

5. Увайсов С.У., Иванов И.А. Информационная модель процесса проектирования контролепригодных радиоэлектронных средств // Информационные технологии. 2011. № 12. С. 41-45.

6. Увайсов С.У., Иванов И.А., Гольдберг О.Д., Иванов О.А. Обеспечение качества характеристик источников бесперебойного питания в условиях помех, вызванных нелинейной нагрузкой // Технологии электромагнитной совместимости. 2013. № 3. С. 55-64.

7. Применение системы АСОНИКА при проектировании радиоэлектронных средств / А.Н. Семененко [и др.] // Динамика сложных систем - XXI век. - 2013. - Т.7, № 1. - С. 35 - 41.

8. Методика применения системы АСОНИКА при моделировании тепловых процессов блоков и печатных узлов / А.Н. Семененко [и др.] // Динамика сложных систем - XXI век. - 2014. - Т.8, № 5 - С. 3-9.

9. ОСТ4 Г0.012.014. Расчёт контактного теплового сопротивления элементов и узлов.

10. Увайсов С.У., Юрков Н.К., Сулейманов С.П. Метод теплового диагностирования латентных технологических дефектов радиоэлектронной аппаратуры, и ее тепловая диагностическая модель // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2013. № 4 (28). - С. 109 -119.

11. Увайсов С.У., Агеева Л.М., Калоев О.М. Экспериментальные исследования возможности компенсации температурной погрешности, вносимой термодатчиком при контактном методе контроля тепловых режимов электронных средств // В кн.: Надежность и качество-2 012: труды Международного симпозиума: в 2-х т. / Под общ. ред.: Н. К. Юркова. Т. 2. Пенза: Пензенский государственный университет, 2012. -С. 452 - 454.

12. Увайсов С.У., Сотникова С.Ю., Кофанов Ю.Н. Разработка метода комплексирования физической модели с моделями протекающих электрических, тепловых и механических процессов // В кн.: Инновационные информационные технологии. Материалы международной научно-практической конференции / отв. ред.: И. Иванов, Л. Агеева, Д. Дубоделова, В. Еремина; под общ. ред.: С. У. Увайсова. М.: МИЭМ, 2012. - С. 434 - 436.

13. Увайсов С.У., Юрков Н.К. Методика обеспечения тепловой контролепригодности радиотехнических устройств на этапе проектирования // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки (Российская Федерация). 2012. № 7. - С. 16 - 22.

14. Масленникова Я.Л., Иванов И.А., Быстрова М. С. Автоматизация измерения температур элементов печатных узлов электронных средств / Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий: Материалы научно-практической конференции / под ред. В.Г. Домрачева, С.У. Увайсова - М.: МИЭМ, 2009.

УДК 629.7.05

Лисицвин И.Ю., Свиридов А.С., Колганов А.А., Увайсов С.У. НИУ ВШЭ, Москва, Россия

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ЗАЩИТЕ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ БОРТОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПОЛЕЙ ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

В эпоху цифровых электронных систем в современной авиации неуклонно растет количество бортового оборудования отличающегося высокой чувствительностью к воздействию электромагнитных полей различной природы и интенсивности. Кроме того, эти бортовые системы предъявляют высокие требования к качеству электропитания, что делает бортовые системы питания более сложными и в свою очередь также чувствительными к воздействию электромагнитных полей.

Система питания (Рис.1) одна из самых сложных систем на борту, она состоит из: источников электрической энергии, системы передачи и распределения электрической энергии, преобразователей электрической энергии.

Источники электрической энергии включают в себя: авиационные генераторы, оборудование обеспечения работы генераторов и аккумуляторные батареи.

Рисунок 1 - Структурная схема бортовой системы питания

Бортовые системы передачи и распределения электрической энергии (Рис.1) предназначены для обеспечения электрической энергией потребителей. Система передачи и распределения электрической энергии включает в себя: бортовые электрические сети, защитную и коммутационную аппаратуру, устройства для защиты от радиопомех и статического электричества, монтажно-

установочная аппаратура. К системам передачи и распределения предъявляются такие же высокие требования, как и к бортовому оборудованию. Выполнение этих требований обеспечивается рациональной конфигурацией сети, числом проводов, подводящих ток к распределительным устройствам, качеством проводов, правильным монтажом и выбором соответствующей защиты.

Бортовые электрические сети (Рис.2) можно классифицировать по роду тока, напряжению, способу передачи электрической энергии и по исполнению. По роду тока сети бывают постоянного и переменного тока. По напряжению делятся на сети низкого (до 30В) и повышенного напряжения (120360В). Сеть подразделяется на питательную и распределительную. Питательная сеть - это часть электрической сети, которая обеспечивает пере-

дачу электрической энергии от источников к центральным распределительным устройствам. Распределительная сеть делится на первичную и вторичную сеть. Первичная распределительная сеть -это участки сети, подводящие электрическую энергию от центральных распределительных устройств к распределительным устройствам; вторичная распределительная сеть - это участки сети от распределительных устройств до потребителей. Участки распределительной сети, подключенные через один аппарат защиты к распределительному устройству, составляют фидер. По исполнению первичные распределительные сети делятся на замкнутые и разомкнутые. В замкнутых сетях ток к распределительному устройству подводится по двум и более проводам, в разомкнутых - по одному проводу. Разомкнутые сети в свою очередь могут быть радиальными, когда все распределительные устройства подключаются параллельно к центральному распределительному устройству; магистральными, когда отдельные распределительные устройства подключаются последовательно друг к другу; резервированными, в которых имеется несколько независимых сетей, дублирующих Друг друга.

Рисунок 2 - Структурная схема бортовой электрической сети

Коммутационная аппаратура необходима для управления агрегатами электрооборудования и распределения электроэнергии между потребителями. По способу управления она бывает прямого, дистанционного, автоматического и программного управления. Аппаратура прямого управления применяется для коммутации цепей агрегатов, потребляемый ток в которых не превышает 35А, это выключатели, переключатели и кнопки. По конструктивному исполнению - одно, двух и трехполюс-ные, т.е. коммутирующие одновременно одну, две или три цепи и однополюсные многопозиционные. По принципу работы выключатели и переключатели делятся на перекидные и нажимные.

Защитная аппаратура, крайне важная составляющая системы передачи и распределения электрической энергии, т.к. при эксплуатации электрической сети летательных аппаратов, наиболее часто встречающимися неисправностями являются короткие замыкания в потребителях и сети, перегрузка потребителей и обрывы проводов. Для исключения тяжелых последствий аварийных режимов в цепях электрической сети устанавливается защитная аппаратура. Защитная аппаратура должна удовлетворять следующему ряду требований: селективность, инерционность и быстродействие. Селективность защиты, это возможность отключения только поврежденного участка, без затрагивания рабочих участков цепи. Инерционность защиты возможность исключения ее срабатывания при действии кратковременных пусковых токов, превосходящих номинальные токи в защищаемом участке сети. Быстродействием защиты обеспечивается отключение цепей через минимальное время после возникновения в них короткого замыкания. Эффективность действия аппаратов защиты определяется амперсекундными характеристиками, которые представляют зависимость времени их срабатывания от величины проходящего тока.

Монтажно-установочная аппаратура используется для удобства выполнения монтажных и демон-тажных работ на летательных аппаратах в процессе производства, эксплуатации и ремонта в местах конструктивных, технологических разъемов, а также для подсоединения готовых изделий к сети применяются различные по назначению элементы и агрегаты сетевой аппаратуры. К ним относятся распределительные коробки и сетевые разъемы. Распределительные коробки состоят из щитка с закрывающейся крышкой, они размещаются в непосредственной близости от обслуживаемых ими потребителей, внутри размещаются распределительные шины, аппаратура защиты, коммутации и регулирования, контрольно-измерительная аппаратура.

Из всего многообразия внешних воздействующих факторов электромагнитной природы, можно выделить, некоторые, наиболее важные в соответствии с международным документом EUROCAE ED-107 «Руководство по сертификации самолетов, эксплуатирующихся в среде электромагнитных полей высокой интенсивности», следующие воздействия: внутрисистемная и межсистемная электромагнитная совместимость (EMC), электромагнитная интерференция внутри подсистемы (EMI), электростатический разряд (ESD), электромагнитный импульс (EMP), угрозы электромагнитного облучения вооружения (HERO), топлива (HERF), персонала (HERP) и электромагнитные поля высокой интенсивности (HIFR) .

Электромагнитные поля высокой интенсивности (ЭПВИ) относятся к классу межсистемной электромагнитной совместимости, целью которой является обеспечение совместного функционирования различных систем при всех возможных воздействующих внешних радиочастотных полей. К электромагнитным полям высокой интенсивности относятся исключительно излучения от антропогенных источников, при этом это передатчики преднамеренно излучающие электромагнитную энергию, например, радио- или телепередатчики, радары наземных средств управления воздушным движением, средства радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и противодей-

ствия (РЕП). Но сюда не относятся: непреднамеренно излучающие передатчики, молния, электростатический разряд, излучения электронных устройств и электромагнитная интерференция между бортовыми системами.

При попадании летательного аппарата в электромагнитное поле возникают влияния двух типов: наведенные токи и электромагнитное облучение.

Защита конструкции самолета является первоочередной задачей, но учитывая все большее применение композитных материалов в конструкции, имеющих низкие экранирующие свойства, встает вопрос защиты элементов бортовых радиоэлектронных средств и функциональных систем.

Особенно в защите нуждается система питания, так как возникновение отказов в этой системе приведет к отключению или выходу из строя бортовых радиоэлектронных средств.

Современный комплексный подход к защите системы питания бортовых радиоэлектронных средств, при воздействии электромагнитных полей высокой интенсивности, достигается путем многоуровневой защиты:

- размещение элементов систем в наименее опасных зонах самолета;

- экранирование элементов и блоков системы;

- заземление элементов и блоков системы;

- фильтрация помех, поступающих в блоки через внешние линии связи.

Размещение играет важную роль, но зачастую, расположение не приходится выбирать, а оно строго определено, но можно предположить, где вероятнее всего сильнее сказывается воздействие от электромагнитных полей высокой интенсивности, в зависимости от частотного диапазона:

- низкие частоты, воздействие оказывается в основном на длинные линии проводки бортовой электрической сети и корпус летательного аппарата, излучение не проникает внутрь летательного аппарата;

- средние частоты, блоки аппаратуры подвержены облучению и в элементах экранирования появляются наведенные токи, излучение проникает внутрь летательного аппарата;

- высокие частоты, электромагнитное поле полностью пронизывает корпус и внутреннюю аппаратуру летательного аппарата, взаимодействую с электронными компонентами.

Получается что, с повышением частоты, излучение, проникающее внутрь, по напряженности поля, не отличается от напряженности поля снаружи летательного аппарата, что фактически нивелирует фактор размещения в отношении позиционирования на летательном аппарате, но имеет значение в отношении построения общего экрана для группировки блоков бортовых радиоэлектронных средств.

Экранирование, это один из основных способов защиты, экран попадаю под облучения, становится токопроводящим элементом, по которому протекают токи, наводимые электромагнитными полями высокой интенсивности, и снижают уровень помех проникающих в блоки, защищенные экраном.

Основным показателем качества экрана, характеризующим его способность снижать уровень электромагнитной энергии, является эффективность экранирования.

Фильтрация помех, важнейшее схемное решение защиты, которое представляет собой установку фильтров на входных цепях, с целью ослабления, наводимых токов до некритичных значений.

Только комплексный подход по защите системы питания бортовых радиоэлектронных средств от электромагнитных полей высокой интенсивности учитывающий частотную широкополосность и мощность воздействия, в полной мере обеспечит защиту от помех. Только необходимость учета конструкции экранов под различные частотные диапазоны воздействия, и установки фильтров на входные цепи, позволит решить проблему защиты при работе в условиях облучения электромагнитными полями высокой интенсивности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Увайсов С. У., Кофанов Ю. Н. Методика выявления скрытых дефектов интегральных схем и аппаратуры // Надежность и контроль качества. Ежемесячное приложение к журналу "Стандарты и качество". 2013. № 11. С. 19-31.

2. Увайсов С. У., Иванов И. А., Гольдберг О. Д., Иванов О. А. Обеспечение качества характеристик источников бесперебойного питания в условиях помех, вызванных нелинейной нагрузкой // Технологии электромагнитной совместимости. 2013. № 3. С. 55-64.

3. Аминев Д. А., Козырев А. А., Кудрявцев Д. Ю., Увайсов С. У. Алгоритм определения наличия аварийного электрического разряда в сетях электропитания // Датчики и системы. 2013. № 2. С. 4951.

4. Абрамешин А.Е., Аминев Д.А., Лисицын И.Ю., Увайсов С.У. Испытания бортовой спутниковой навигационной системы на виброклиматические воздействия. // Innovative Information Technologies: Materials of the International scientific - ргас^са1 conference. Part 3. - Прага. -2013. - С. 18-23.

5. Увайсов С. У., Иванов И. А., Увайсов Р. И. Показатели контролепригодности радиоэлектронной аппаратуры // Мир измерений. 2008. № 3. С. 47-51.

6. Увайсов С. У., Иванов И. А. Обеспечение контролепригодности радиоэлектронных средств в рамках CALS-технологий // Качество. Инновации. Образование. 2011. № 1. С. 43-46.

7. Увайсов С. У., Аминев Д. А., Лисицын И. Ю. Защита бортовой спутниковой навигационной системы от кратковременного пропадания электропитания и электромагнитных помех // Технологии электромагнитной совместимости. 2013. № 3(46). С. 45-49.

8. Увайсов С. У., Аминев Д. А., Лисицын И. Ю. Система регистрации бортовой спутниковой навигационной системы при испытаниях на виброклиматические воздействия // В кн.: Надежность и качество - 2013: труды Международного симпозиума Т. 2. Пенза : Издательство ПГУ, 2013. С. 377-379.

9. Лисицын И. Ю. Анализ современного состояния и проблем проектирования импульсных источников питания // Конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ, -Москва. -17-28 февраля 2013.

10. Лисицын И. Ю. Обзор современных отечественных микросхем управления питанием бортовых высокопроизводительных микропроцессоров // Конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ, -Москва. -17-28 февраля 2014.

11. Акбашев Б. Б., Балюк Н. В., Кечиев Л. Н. Защита объектов телекоммуникаций от электромагнитных воздействий. М. : Грифон, 2013.

12. Кечиев Л. Н., Балюк Н. В., Степанов П. В. Мощный электромагнитный импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты. М.: ООО «Группа ИДТ», 2007.

УДК 629.7.054.07

Свиридов A.C., Колганов А.А., Лисицын И.Ю., Увайсов С.У.

Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", Москва, Россия МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАЛОШУМЯЩЕГО УСИЛИТЕЛЯ ПРЕСЕЛЕКТОРА СИГНАЛА СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ДИСКРЕТНОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ

Введение

Проектирование малошумящего усилителя пресе-лектора сигнала спутниковых навигационных систем является сложной и трудоёмкой задачей, с которой сталкивается разработчик радиоаппаратуры. Использование матриц рассеяния, состоящих из набора S-параметров, позволяет решить большинство теоретических и практических задач при проектировании ВЧ и СВЧ электроники. Элементы матрицы рассеяния многополюсника формально связаны с такими измерениями, как

- коэффициент отражения по входу - параметр Б11;

- коэффициент отражения по выходу - параметр Б22;

- коэффициент передачи в прямом направлении - параметр S21;

- коэффициент передачи в обратном направлении - параметр S12.

Измеренные Б-параметры могут легко быть импортированы в программы автоматизации разработки электронных устройств, высокочастотного моделирования и оптимизации. А современная тенденция интеграции программ моделирования радиоэлектронных устройств с измерительными приборами позволяет решать сложные задачи по проверке адекватности моделей устройств и создавать конечные решения, гарантирующие успешную разработку устройства с первой попытки. При этом из множества средств измерения необходим только анализатор электрических цепей, позволяющий измерять коэффициенты передачи и отражения.

Проектирование и оптимизацию разрабатываемого МШУ предлагается выполнять в четыре этапа, каждый этап содержит в себе последовательность действий, необходимых для достижения результата.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Этап 1

На первом этапе проектирования МШУ необходимо определить основные тактико-технические характеристики (ТТХ) проектируемого МШУ.

К основным ТТХ МШУ можно отнести:

- диапазон рабочих частот;

- коэффициент усиления (Gain);

- неравномерность АЧХ;

- коэффициент шума - NF;

- коэффициент стоячей волны (VSWR) по входу;

- коэффициент стоячей волны (VSWR) по выходу;

- входной импеданс;

- выходной импеданс;

- напряжение питания - Vcc;

- потребляемый ток - Icc;

- рабочий диапазон температур;

- предельный диапазон рабочих температур;

- интермодуляционные составляющие 3-го порядка - IIP3;

- точка однодецибельной компрессии - P1dB.

Опираясь на назначение и условия эксплуатации МШУ, из всего перечня ТТХ необходимо выбрать приоритетные параметры, по которым необходимо получить наилучший результат.

МШУ может быть реализован на СВЧ-транзисторе или на интегральной микросхеме (ИМС). По сравнению с ИМС, СВЧ-транзистор обладает меньшим коэффициентом шума, но подбор питающего напряжения, рабочей точки смещения, а также согласование входа и выхода, отнимает много времени и в большинстве случаев может привести к ухудшению ожидаемого результата и такого важного для МШУ параметра как коэффициента шума. Многие ИМС МШУ сигналов навигационных систем имеют внутри цепи согласования на линию с импедансом 50 Q, но, несмотря на это, для полного согласования и задания рабочей точки им всё же нужны некоторые внешние пассивные электронные компоненты. Коэффициент шума такой ИМС может быть не больше 1 dB.

Для большинства конечных решений использование микросхем МШУ предпочтительней, чем СВЧ-транзистора. Пассивные электронные компоненты -конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности,

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.