لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 8
مواد اکسید کننده
اکسنده های مایع و جامد چه هستند؟
اکسنده ها مواد جامد یا مایعی هستند که آماده دریافت اکسیژن خالص یا دیگر مواد اکسنده مانند بروم ، کلر یا فلوئور می باشند. آنها همچنین شامل موادی هستند که با اکسنده های قابل اشتعال ( سوختنی ) واکنش شیمیایی می دهند . بدین معنا که اکسیژن با دیگر مواد تشکیل ترکیب شیمیایی داده و در نتیجه شانس ایجاد یک حریق یا انفجاررا افزایش می دهد . این واکنش ممکن است به طور خودبخود دردمای اتاق یا گرمای کم اتفاق بیفتد . مایعات و جامدات اکسید کننده می توانند حریق شدید و انفجار خطرناک را ایجاد نمایند .
معمولترین مایعات و جامدات اکسنده عبارتند از :
- بروم - اسید نیتریک
- بروماتها - نیتریتهاونیتراتها
- ایزوسیانوراتهای کلریت - پربراتها
- کلراتها - پرکلراتها
- دی کروماتها - پریوداتها
- هیدروپراکسیدها - پرمنگناتها
- هیپوکلریتها - پراکسیدها
- پراکسیدهای غیر آلی - پراکسی اسیدها
- پراکسیدهای کتون - پرسولفاتها
مواد شیمیایی دیگری وجود داردکه اکسنده هستند. برای مثال هوای مایع باعث انفجارهای زیادی می گردد . زیرا مشخصات یک اکسنده را داراست.هوای مایع درحدود 30 درصد اکسیژن دارد ، بنابراین یک اکسنده قوی به شمار می آید. بنابراین وقتی که هوای مایع تبخیر می شود در حجمی از اکسیژن ،غنی می گردد لذا حجم بیشتری از اجزاء با سرعت کمی تبخیر می گردند . نیتروژن مایع ایمن تر است و بعنوان یک مایع خنک کننده بر اکسیزن مایع ترجیح داده می شود .
هر ماده ناشناخته دیگرنیز بهمین ترتیب عمل می کند ، مخصوصاً کریستالهای یک حلال از پراکسیدشناخته شده است ( مانند اترها ) که خطرناک بودن آن به طور مسلم تشخیص داده شده است .
مواد اکسنده چه کار می توانند انجام دهند ؟
مواد اکسنده می توانند :
به سرعت گستره یک آتش را افزایش می دهند و آن را شدت می بخشند .
باعث می شوند ، ذراتی که به طور عادی نمی سوزند ، آمادگی سوختن با سرعت زیادرا پیدا کنند .
باعث می شوند که مواد قابل اشتعال به خودی خود بدون حضور هیچ عاملی بسوزند . منابع افروزش می تواند یک جرقه یا شعله باشد .
وقتیکه یک ماده اکسنده در تماس با ذرات قابل اشتعال قرار می گیرد چه اتفاقی می افتد ؟ این به ثبات ماده مربوط می شود . کمی ثبات یک ماده اکسنده بیشتر از شانس واکنش خطرناک آن می باشد.
آیا مواد اکسنده طبقه بندی شده اند ؟
انجمن ملی حفاظت از آتش NFPA کد430 ( 1995 ) کدی است برای انبار کردن جامدات و مایعات اکسنده ، مواد اکسنده را طبق توانایی آنها در ایجاد اشتعال خودبخودی و چگونگی افزایش سرعت سوختن طبقه بندی کرده است .
اکسنده های دسته اول :
در تماس با مواد سوختنی ، به طور جزئی سرعت سوختن را افزایش می دهند .
در تماس با مواد سوختنی باعث ایجاد افروزش خودبخودی نمی گردند .
اکسنده های دسته دوم :
در تماس با مواد قابل اشتعال به طور متوسط سرعت سوختن را افزایش می دهند .
ممکن است در تماس با یک ماده قابل اشتعال ، باعث افروزش خودبخودی گردند.
اکسنده های دسته سوم :
در تماس با مواد قابل اشتعال ، به شدت سرعت سوختن را افزایش می دهند .
در تماس با ماده قابل اشتعال یا مواجهه با گرمای کافی ، باعث تجزیه شدید و ادامه آن می گردند.
اکسنده های دسته چهارم :
در تماس با مقدار معینی آلاینده ، منفجر می شوند .
در مواجهه با مقدار کمی گرما ، ضربه ( شوک ) یا اصطحکاک ، منفجر می شوند .
سرعت سوختن مواد قابل اشتعال را افزایش می دهد.
باعث اشتعال خودبخودی مواد سوختنی می شوند .
برخی از نمونه های طبقه بندی شده مواد اکسنده کدامند ؟
انجمن حفاظت ملی آتش ( NFPA ) کد 430 ( 1995) کدی برای انبار کردن مایعات و جامدات اکسنده می باشد . لیستی از نمونه های زیادی از انواع مواد اکسنده طبق سیستم طبقه بندی NFPA تهیه کرده است .
برخی از این نمونه ها شامل :
نمونه هایی از دسته اول اکسنده ها طبق دسته بندی NFPA :
نیترات آلومینیوم پرسولفات آمونیوم
پراکسید باریوم نیترات منیزیوم
دی کرومات پتاسیم نیترات پتاسیم
نیترات نقره دی کرومات سدیم
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 20
مقدمه .............................................................................................. 1
فصل اول : جوان و نیروهای کنترل کننده
دوران حساس جوانی ................................................................................................ 1
عقل ........................................................................................................................ 3
وجدان اخلاقی .......................................................................................................... 4
آداب و رسوم اجتماعی ............................................................................................ 4
احترام به قانون .......................................................................................................... 5
انعطاف پذیری .......................................................................................................... 6
نماز .......................................................................................................................... 6
ایمان عقلی و ایمان قلبی ............................................................................................ 7
تربیت خانوادگی ...................................................................................................... 8
تربیت فرهنگی ........................................................................................................ 8
تربیت اجتماعی ......................................................................................................... 9
فصل دوم : مسئولیت جوانان
مسئولیت چهار گانه ................................................................................................ 10
مسئولیت روحی ................................................................................................... 11
مسئولیت اجتماعی .................................................................................................. 12
مسئولیت عبودیت .................................................................................................. 13
جوان و معنویت .................................................................................................... 14
آثار توجه به معنویت ............................................................................................ 15
جوان و فسادهای اجتماعی .................................................................................... 16
منابع و مآخذ ......................................................................................................... 17
مقدمه :
بی تردید رشد و توسعه جوامع انسانی در ابعاد گوناگون فرهنگی ، اجتماعی ، اقتصادی ، و رشد همیشگی و بالندگی پیاپی ارزش های بلند معنوی در همه حوزه ها زندگی ، در گرو در یافتن نسل جوان و اهتمام به امور آنان است .
هم از این رو است که جوانان ، همواره تاریخ کانون اصلی توجه مصلحان و نیز هدف اساسی تهاجم مفسدان بوده اند چرا که عالم جوانی – چناکه افتد ودانی - همانگونه که می تواند منشا نیک ترین تحولات زندگی آدمی گردد به همان میزان در معرض فتنه انگیزترین آسیب های اخلاقی و فر هنگی و معنوی نیز ،هست .
فصل اول :
جوان و نیروهای کنترل کننده
دوران حساس جوانی :
دوران جوانی ، دوران بسیار حساسی است زیرا از یک طرف در این دوره تمام غرایز و تمایلات در جوان شعله ور است و زبانه می کشد و از طرف دیگر یک دنیا احساسات و عواطف در جوان بروز می کند و شکوفا می شود ( احساساتی که کاملا ً ضربه پذیر و حساس است .)
جوانی که در این دوره حساس با آن خصوصیات ویژه به سر می برد . یعنی سرا پا احساسات است ، تمام تمایلات و غرایزش بالفعل شده است ، تخیل ها ، آمال وآرزو ها وسوسه ها و شبهه ها وجودش را فراگرفته ومهمتر اینکه غرور جوانی هم بر او حکمفرما گردیده ، نیازمند یک نیروی کنترل کننده قوی است تا او را از سقوط انحراف حتمی بازداشته به راه سعادت هدایت کند پس برای جلوگیری از خطر انحراف و سقوط جوانان عزیز – چه دختر چه پسر – باید یک نیروی کنترل کننده وجود داشته باشد .
البته این نیروی کنترل کننده ، یک چیز نیست بلکه مجموعه ای از عوامل گوناگون است که باید باهم به کار افتد و هماهنگ حرکت کند و جوان ، مخصوصا و سایر اقشار جامعه عموما با استفاده از آنها بتوانند راه خود را بیابند و از خطر ها محفوظ بماند اجزای این مجموعه عبارتند از :
عقل
وجدان اخلاقی
آداب و رسوم اجتماعی
احترام به قانون
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 17
طراحی و ساخت جبران کننده ایستای توان راکتیو منبع
ولتاژی برای جبران بار
محمد مهدی منصوری
صندوق پستی:3173-89195
کلمات کلیدی: جبران کننده ایستای توان راکتیو، SVC ، STATCOM، اینورتر چند سطحی.
چکیده
هدف، طراحی و ساخت یک جبران کننده ایستای توان راکتیو از نوع منبع ولتاژی و بصورت چند سطحی بودهاست، یک اینورتر سه سطحی از نوع اینورترهای متوالی با توان نامی +3KVAR طراحی و ساخته شدهاست، و یک روش کنترلی بر اساس کنترل اختلاف فاز با استفاده از مدولاسیون برنامهریزی و بهینه شده اجرا شدهاست.
مدارات پروژه شامل برد راهانداز کلیدهای الکترونیک قدرت، بردهای اندازهگیری ولتاژ و جریانهای فیدبک، برد پردازشگر اصلی، برد حفاظت از خازنها بودهاست.
1- مقدمه
از پیشرفتهترین کنترل کنندههای توان راکتیو که در دو دهة اخیر به مدد پیشرفت ساخت ادوات نیمههادیهای قدرت با توان بالا ارائه شدهاند جبران کنندههای ایستای توان راکتیو ( SVC ) میباشند. این جبران کنندهها در مقایسه با جبران کنندههای دیگر مزایایی مانند قابلیت انعطاف بیشتر و سرعت پاسخ بالاتر دارند، یکی از آخرین انواع SVC نوع اینورتری آن معروف به STATCOM میباشد که نسبت به انواع قبلی مزایایی مانند استفاده از حداقل عناصر ذخیره کننده انرژی، فضای کمتر مورد نیاز و سرعت پاسخ بالاتر دارد، در این جبران کنندهها از مبدلهای DC/AC استفاده میشود که در حالت کلی میتوانند چند سطحی باشند. اینورترهای چند سطحی نسبت به اینورترهای متداول قابلیت کار در توانها و ولتاژهای بالاتری دارند و همچنین در فرکانس کلیدزنی مشابه میزات آلودگی کمتری به لحاظ هارمونیکی ایجاد میکنند.
از آنجا که برای نمونه آزمایشگاهی طراحی، ساخت و تست یک سیستم تک فاز راحتتر است، جبران کننده مورد نظر بصورت تکفاز در نظر گرفته شد ولی در طراحی همواره سعی شد تا ملاحظاتی در نظر گرفته شود که سیستم قابل گسترش به سهفاز هم باشد و یا اینکه بتوان برای هر فاز یک جبران کننده مستقل در نظر گرفت.طراحی براساس دو اینورتر متوالی انجام شده که یک اینورتر پنج سطحی تکفاز را تشکیل میدهد.
در طراحی سعی شده که همه متغیرهای لازم بصورت نرمافزاری وجود داشته باشند تا انواع روشهای مدولاسیون و کنترل قابل پیاده سازی باشند و در انتها دو روش مدولاسیون و کنترل اجرا شدهاست.
2- تقسیم بندی
یک جبرانساز ایستای سنکرون با کنترل میکروپروسسوری را میتوان بصورت شکل 1) تقسیم بندی نمود. هدف از تقسیم بندی مستقل سازی وظایف هر یک از بخشها و ریز کردن پروژه به بخشهای کوچکتر است. در اینجا به توصیف مختصری از شرح وظایف هر یک از این بخشها میپردازیم.
شکل1) بلوک دیاگرام جبران کننده طراحی شده
2-1- حفاظت ورودی
وظیفه این بخش حفاظت کل سیستم شامل جبران کننده و بار در مقابل خطاهای اضافه ولتاژ یا اضافه جریان است. از آنجا که این سیستم در حال تست بوده و به دفعات زیاد آزمایش میشود در مقابل وقوع خطا مستعد بوده و حفاظت در مقابل انواع خطاها از جمله اضافه ولتاژ و اضافه جریان بعلت خطاهای سیستم و ناپایداری آن لازم به نظر میرسد. این قسمت شامل چهار نوع حفاظت زیر میباشد.
- حفاظت اضافه جریان کم و بلند مدت
- حفاظت اضافه جریان زیاد و لحظهای
- حفاظت اضافه ولتاژ کم و بلند مدت
- حفاظت اضافه ولتاژ زیاد و لحظهای
2-2- فیلتر ورودی
وظیفه این بخش فیلترکردن جریان کل سیستم شامل جبران کننده و بار است تادرحد ممکن درشبکه برق شهری هارمونیکهای کمتری تزریق گردد، وجود این بخش از آن جهت لازم به نظر میرسید که بدلیل موقعیتهای مختلف و زیاد در تست، تأثیر کارکرد سیستم بر شبکه بخصوص مصرف کنندههای نزدیک را کاهش دهیم، این بخش از یک فیلتر LC تشکیل شده است.
شکل 2) فیلتر ورودی
2-3- بخش ترانسهای جریان و ولتاژ
این بخش از دو عدد ترانسفورماتور جریان و ولتاژ تشکیل شده است تا از جریان و ولتاژ مجموعه بار و جبران کننده اندازه گیری نمایند. ترانسفورماتور ولتاژ جهت تهیه سیگنالی متناسب و ایزوله از ولتاژ ورودی استفاده میشود، نسبت تغییرات ولتاژ صفر تا 250 ولت اولیه به صفر تا 10 ولت ثانویه میباشد.
ترانسفورماتور جریان جهت تهیه سیگنالی متناسب و ایزوله از مجموع جریان بار و جبران کننده استفاده میشود. نسبت تغییرات صفر تا 100 آمپرجریان اولیه به تغییرات صفر تا 250 میلی آمپر ثانویه است. این ترانسفورماتور در حالتهای خطا و گذرا نباید به اشباع یا ناحیه غیر خطی نزدیک گردد و به این منظور دامنه کارکرد آن بزرگتر در نظر گرفته شدهاست.
2-4- بخش اتصال بار
این بخش جهت اتصال بار امکاناتی را فراهم مینماید و بطور ساده میتواند فقط شامل ترمینالهایی باشد، این بخش به این علت در نظر گرفته شده است تا موقعیت اتصال بار به سیستم مشخص باشد. در این بخش امکانات دیگری نظیر کلید، فیوز و محافظتهای دیگر میتوان در نظر گرفت.
2-5- بخش راکتانس
این بخش شامل یک سلف است که راکتانس اصلی جبران کننده ایستای توان راکتیو به منظور فیلتر سازی ولتاژ خروجی اینورتر میباشد. مقدار سلف از رابطه اصلی جبران کننده توان راکتیو و مشخصات مورد نیاز بدست آمده است و به صورت زیر طراحی شده است:
(1)
که α زاویه آتش پالسهای اینورتر است ،اگر Vs برابر 220 ولت باشد و توان راکتیو +3KVAR تا –3KVAR بخواهیم داشته باشیم آنگاه :
(2) L=10mH
(3) IMAX=14A
2-6- کلیدهای اصلی
این بخش شامل کلیدهای اصلی اینورتر از نوع IGBT میباشد که به صورت آرایش تمام پل و تک فاز بسته شدهاند. همچنین مدارهای اسنابری، دیودهای موازی- معکوس، خازنهای طرف DC در این بخش هستند.
آرایش این بخش بصورت دو اینورتر متوالی تک فاز تمام پل است که یک اینورتر تک فاز پنج سطحی را تشکیل میدهند. کلیدها از نوع IGBT همراه با دیودهای موازی- معکوس هستند که با توجه به نیازهای طراحی و المان بصرفه موجود در بازار ایران، المان SKM75GD123 از محصولات شرکت SEMIKRON انتخاب شده است.
مدار اسنابر : با توجه به پیشنهاد سازندة کلیدها و اینکه از نوع IGBT هستند، یک مدار اسنابر خازنی ساده برای کلیدها کفایت میکند، که با توجه به این پیشنهاد از خازنهای از نوع MKP با سلف بسیار کم در نزدیکترین نقطه به کلیدها با اندازه 100nF تا 200nF استفاده شده است.
مدار محافظت اتصال کوتاه: این بخش شامل یک فیوز و یک مدار تشخیص اضافه جریان است که در صورت عبور جریان بیش از حد از خازن با اصال کوتاه نمودن مدار باعث سوختن فیوز میشود.
محافظت در لحظه راهاندازی: چنانچه اینورتر را بصورت شکل 3) در نظر بگیریم در لحظهای که ولتاژ خازن پائین بوده و مدار به برق شهر متصل میگردد مسیری از طریق دیودهای موازی- معکوس برای شارژ اولیه خازن وجود دارد که جریان این شارژ اولیه میتواند تا چندین برابر جریان نامی کلیدها و دیودها باشد و حتی به خازنها نیز صدمه بزند ، برای جلوگیری از این موضوع همواره مقاومتی با این خازن سری بوده و در صورتی که ولتاژ آن از حدی بیشتر شود توسط رله ای این مقاومت اتصال کوتاه میگردد.
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 70
فصل9 طراحی تقویت کننده ترانزیستوری RF
طراحی تقویت کننده در RF بطور چشمگیری با روشهای مداری فرکانس پایین مرسوم فرق دارد و در نتیجه به بررسی و ملاحظه ویژه ای نیاز دارد . علی الخصوص این واقعیت که موجهای ولتاژ و جریان روی عنصر فعال تاثیر می گذارد ، تطبیق مناسبی جهت کاهش VSWRو جلوگیری از نوسانات (تغییرات ) نامطلوب را ایجاب می نماید . به این دلیل معمولاً اولین قدم برای طراحی این پروسه یک تحلیل پایداری می باشد که به همراه دوایر عدد نویز و بهره جزء اساسی مورد نیاز برای بهبود مدارهای تقویت کننده ای است که اغلب با مقادیر بهره ، بهره هموار ، توان خروجی ، پهنای باند و شرایط با یاس مواجه می شود .
این فصل براساس مطالب گفته شده در فصلهای 2 و3 توسعه یافته است بطوریکه روابط توان خطوط انتقال خروجی برسی شده است .
بر هر حال بر خلاف مدار پسیو ، فصل 9 به ادوات اکتیو می پردازد بطوریکه به نظر می آید بررسی دقیق بهره و فیدبک دارای اهمیت اصلی باشد .
مواردی از قبیل بهره توان یک طرفه و دو طرفه مدار و نمایش گرافیکی آنها در نمودار اسمیت ، نقطه شروعی برای آنالیز گسترده عملکرد تقویت کننده ترانزیستوری فرکانس بالا می باشد .
خواننده باید به انعطاف پذیری نمودار اسمیت توجه کنید . که دایره بهره ثابت ، VSWRو پایداری میتوانند براساس ضرایب انعکاس و امپدانس بحث شده در فصل 3 روی آن قرار بگیرد .
بعلاوه حتی آنالیز یک نویز هم با تبدیل عدد نویز یک تقویت کننده به دوایری که در نمودار اسمیت نشان داده می شود؛ قابل برسی است.
بعد از توجه به ابزار اساسی طراحی ، همچنین فصل 9 مدلهای مختلفی از تقویت کننده های توان و مشخصه های آنها از قبیل بهره هموار ؛ پهنای باند و اعوجاج درونی را به خوبی اختلافات بین تقویت کننده های یک و چند طبقه بررسی می کند .
1.9 مشخصه های تقویت کننده ها
شاید مهمترین و پیچیده ترین عمل در تئوری مدار آنالوگ ، تقویت یک سیگنال ورودی از میان یک مدار ترانزیستوری یک یا چند طبقه است . یک نمای کلی تقویت کننده یک یا چند طبقه که بین شبکه های تطبیق ورودی و خروجی قرار گرفته شده در شکل 9-1 نشان داده شده است .
شکل (9-1) سیستم کلی تقویت کننده
شبکه های تطبیق ورودی و خروجی که در فصل 8 بحث شده اند نیازمند کاهش انعکاسهای نامطلوب بودند و در نتیجه نیاز به بهبود انتشار توان داشتند .
در شکل 9-1 تقویت کننده توسط ماتریس S خودش در یک نقطه با یاس DC ویژه رسم شده است. بر حسب عملکرد ویژه ، لیست زیر از یک سری پارامترهای کلیدی تقویت کننده تشکیل شده است.
بهره و اندازه بهره (برحسب dB )
فرکانس کاری و عرض باند (برحسب Hz)
توان خروجی (برحسب dBm)
شرایط انعکاس ورودی و خروجی (VSWR)
عدد نویز (برحسب dB)
بعلاوه باید اینطور در نظر گرفته شود که چنین پارامترهایی بعنوان اعوجاج درونی؛ تولید هارمونیک ، فیدبک و اثرات گرمایی می کند که همه آنها می تواند در عملکرد تقویت کننده تاثیر بگذارد .
برای طراحی پروسه تقویت کننده به صورت سازمان یافته ، ابتدا نیاز به چند تعریف برای روابط مختلف توان داریم . این کار توسط چندین ابزار انالیزی مهم که نیازمند تعاریفی برای پایداری ، نویز؛ بهره و عملکرد VSWR هستند انجام می گیرد .
وجه مشترک همه چهار مورد بالا این است که آنها می توانند توسط معادلات دایره بیان شوند و در نمودار اسمیت به نمایش در آیند .
2ـ9 روابط توان تقویت کننده
9-2-1 منبع RF
چندین تعریف برای بهره توان وجود دارد که همه آنها برای درک چگونگی عملکرد تقویت کننده RF ، بحرانی هستند بدین دلیل به ما اجازه دهید تا شکل (9-1) را براساس روابط ناشی از توان بررسی کنیم .
با فرض اینکه دو شبکه تطمیق در امپدانس منبع و بار وجود دارد . سیستم به صورت شکل (9-2-a) خلاصه می شود . نقطه شروع برای آنالیز توان ، منبع RF متصل به شبکه تقویت کننده است .
برای قرار داد نشان داده شده در شکل (2ـ9) بحث مطرح شده سیگنال در بخش 5.4.4 را (82.4 و 83.4 را ببنید) باز خوانی می کنیم و برای ولتاژ منبع می نویسیم :
(1ـ9)
a) شماتیک مختصر شده یک تقویت کننده یک طبقه b ) گراف جریان سیگنال
شکل (2ـ9) منبع و بار متصل به یک شبکه تقویت کننده یک طبقه
موج توان تابشی در رابطه با توسط :
(2ـ9)
داده شده است که توان تابشی بسوی تقویت کننده است .
توان ورودی واقعی Pin دیده شده در ترمینال ورودی تقویت کننده از امواج توان تابشی و انعکاسی تشکیل شده است ، که با کمک ضریب انعکاس ورودی می توانیم بنویسیم :
(3ـ9)
حداکثر انتقال توان از منبع به تقویت کننده زمانی حاصل می گردد که امپدانس ورودی بصورت مزدوج مختلط تطبیق شده باشند . یا برحسب ضریب انعکاسی ، باشد .
تحت شرایط ماکزیمم انتقال توان ما توان قابل دسترسی PA را تعریف می کنیم :
(4ـ9)
این عبارت وابستگی به را روشن می سازد . اگر Fin و از (2ـ9) و (4 ـ 9) دیده می شود که
2-2-9 بهره توان انتقالی
اکنون می توانیم بهره توان انتقالی را بررسی کنیم که بهره تقویت کننده ای که بین منبع و بار قرار دارد را تعیین می کند .
= توان تحویلی به بار =
توان قابل دسترسی از منبع
یا با بدست می آوریم :
(5 .9)
در این عبارت باید نسبت ، تعیین گردد . با کمک مطالب بحث شده در بخش d .4 .4 و بر اساس شکل (2ـ9) بدست می آوریم :
(a6 ـ.9)
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 70
فصل9 طراحی تقویت کننده ترانزیستوری RF
طراحی تقویت کننده در RF بطور چشمگیری با روشهای مداری فرکانس پایین مرسوم فرق دارد و در نتیجه به بررسی و ملاحظه ویژه ای نیاز دارد . علی الخصوص این واقعیت که موجهای ولتاژ و جریان روی عنصر فعال تاثیر می گذارد ، تطبیق مناسبی جهت کاهش VSWRو جلوگیری از نوسانات (تغییرات ) نامطلوب را ایجاب می نماید . به این دلیل معمولاً اولین قدم برای طراحی این پروسه یک تحلیل پایداری می باشد که به همراه دوایر عدد نویز و بهره جزء اساسی مورد نیاز برای بهبود مدارهای تقویت کننده ای است که اغلب با مقادیر بهره ، بهره هموار ، توان خروجی ، پهنای باند و شرایط با یاس مواجه می شود .
این فصل براساس مطالب گفته شده در فصلهای 2 و3 توسعه یافته است بطوریکه روابط توان خطوط انتقال خروجی برسی شده است .
بر هر حال بر خلاف مدار پسیو ، فصل 9 به ادوات اکتیو می پردازد بطوریکه به نظر می آید بررسی دقیق بهره و فیدبک دارای اهمیت اصلی باشد .
مواردی از قبیل بهره توان یک طرفه و دو طرفه مدار و نمایش گرافیکی آنها در نمودار اسمیت ، نقطه شروعی برای آنالیز گسترده عملکرد تقویت کننده ترانزیستوری فرکانس بالا می باشد .
خواننده باید به انعطاف پذیری نمودار اسمیت توجه کنید . که دایره بهره ثابت ، VSWRو پایداری میتوانند براساس ضرایب انعکاس و امپدانس بحث شده در فصل 3 روی آن قرار بگیرد .
بعلاوه حتی آنالیز یک نویز هم با تبدیل عدد نویز یک تقویت کننده به دوایری که در نمودار اسمیت نشان داده می شود؛ قابل برسی است.
بعد از توجه به ابزار اساسی طراحی ، همچنین فصل 9 مدلهای مختلفی از تقویت کننده های توان و مشخصه های آنها از قبیل بهره هموار ؛ پهنای باند و اعوجاج درونی را به خوبی اختلافات بین تقویت کننده های یک و چند طبقه بررسی می کند .
1.9 مشخصه های تقویت کننده ها
شاید مهمترین و پیچیده ترین عمل در تئوری مدار آنالوگ ، تقویت یک سیگنال ورودی از میان یک مدار ترانزیستوری یک یا چند طبقه است . یک نمای کلی تقویت کننده یک یا چند طبقه که بین شبکه های تطبیق ورودی و خروجی قرار گرفته شده در شکل 9-1 نشان داده شده است .
شکل (9-1) سیستم کلی تقویت کننده
شبکه های تطبیق ورودی و خروجی که در فصل 8 بحث شده اند نیازمند کاهش انعکاسهای نامطلوب بودند و در نتیجه نیاز به بهبود انتشار توان داشتند .
در شکل 9-1 تقویت کننده توسط ماتریس S خودش در یک نقطه با یاس DC ویژه رسم شده است. بر حسب عملکرد ویژه ، لیست زیر از یک سری پارامترهای کلیدی تقویت کننده تشکیل شده است.
بهره و اندازه بهره (برحسب dB )
فرکانس کاری و عرض باند (برحسب Hz)
توان خروجی (برحسب dBm)
شرایط انعکاس ورودی و خروجی (VSWR)
عدد نویز (برحسب dB)
بعلاوه باید اینطور در نظر گرفته شود که چنین پارامترهایی بعنوان اعوجاج درونی؛ تولید هارمونیک ، فیدبک و اثرات گرمایی می کند که همه آنها می تواند در عملکرد تقویت کننده تاثیر بگذارد .
برای طراحی پروسه تقویت کننده به صورت سازمان یافته ، ابتدا نیاز به چند تعریف برای روابط مختلف توان داریم . این کار توسط چندین ابزار انالیزی مهم که نیازمند تعاریفی برای پایداری ، نویز؛ بهره و عملکرد VSWR هستند انجام می گیرد .
وجه مشترک همه چهار مورد بالا این است که آنها می توانند توسط معادلات دایره بیان شوند و در نمودار اسمیت به نمایش در آیند .
2ـ9 روابط توان تقویت کننده
9-2-1 منبع RF
چندین تعریف برای بهره توان وجود دارد که همه آنها برای درک چگونگی عملکرد تقویت کننده RF ، بحرانی هستند بدین دلیل به ما اجازه دهید تا شکل (9-1) را براساس روابط ناشی از توان بررسی کنیم .
با فرض اینکه دو شبکه تطمیق در امپدانس منبع و بار وجود دارد . سیستم به صورت شکل (9-2-a) خلاصه می شود . نقطه شروع برای آنالیز توان ، منبع RF متصل به شبکه تقویت کننده است .
برای قرار داد نشان داده شده در شکل (2ـ9) بحث مطرح شده سیگنال در بخش 5.4.4 را (82.4 و 83.4 را ببنید) باز خوانی می کنیم و برای ولتاژ منبع می نویسیم :
(1ـ9)
a) شماتیک مختصر شده یک تقویت کننده یک طبقه b ) گراف جریان سیگنال
شکل (2ـ9) منبع و بار متصل به یک شبکه تقویت کننده یک طبقه
موج توان تابشی در رابطه با توسط :
(2ـ9)
داده شده است که توان تابشی بسوی تقویت کننده است .
توان ورودی واقعی Pin دیده شده در ترمینال ورودی تقویت کننده از امواج توان تابشی و انعکاسی تشکیل شده است ، که با کمک ضریب انعکاس ورودی می توانیم بنویسیم :
(3ـ9)
حداکثر انتقال توان از منبع به تقویت کننده زمانی حاصل می گردد که امپدانس ورودی بصورت مزدوج مختلط تطبیق شده باشند . یا برحسب ضریب انعکاسی ، باشد .
تحت شرایط ماکزیمم انتقال توان ما توان قابل دسترسی PA را تعریف می کنیم :
(4ـ9)
این عبارت وابستگی به را روشن می سازد . اگر Fin و از (2ـ9) و (4 ـ 9) دیده می شود که
2-2-9 بهره توان انتقالی
اکنون می توانیم بهره توان انتقالی را بررسی کنیم که بهره تقویت کننده ای که بین منبع و بار قرار دارد را تعیین می کند .
= توان تحویلی به بار =
توان قابل دسترسی از منبع
یا با بدست می آوریم :
(5 .9)
در این عبارت باید نسبت ، تعیین گردد . با کمک مطالب بحث شده در بخش d .4 .4 و بر اساس شکل (2ـ9) بدست می آوریم :
(a6 ـ.9)