HRAZDĚRA, T. Vysokofrekvenční výkonové zesilovače [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2012.
Hlavním cílem diplomové práce byl rozbor a návrh hybridního vysokofrekvenčního zesilovače s navazující paralelní sekcí zesilovačů pro pásmo 1296 MHz. Diplomant pracoval na zadaném tématu intenzivně a systematicky. Pravidelně předkládal dílčí řešení a problematiku konzultoval. Vzhledem k potížím při návrhu a především při oživování jednotlivých zesilovačů nebylo zadání zcela splněno, přesto diplomant vyřešil řadu dílčích úkolů včetně finální realizace a měření. V úvodní části práce se zaměřil na popis a klasifikaci jednotlivých pracovních tříd zesilovačů. Následně již pokračoval návrhem jednotlivých subsytémů vysokofrekvenčního výkonového zesilovače. Navrhl a nakonec i zdárně odladil a oživil výkonový zesilovač s hybridním modulem RA18H1213. Provedl návrhy, realizace a měření směrové odbočnice pro měření PSV a hybridního slučovače/rozbočovače. Problém nastal při návrhu a konstrukci zesilovače s tranzistorem, který se nepodařilo diplomantovi dotáhnout do úspěšného konce. Úlohu návrhu tohoto stupně měl navíc ztíženou nedostatečně definovanými parametry tranzistoru výrobcem, které musel odhadovat. Vlastní textová část práce je dobře členěná, srozumitelná, bez překlepů, jen s drobnými stylistickými chybami. Výsledkem práce studenta jsou oživené některé části vysokofrekvenčního zesilovače. Oceňuji aktivní systematický přístup studenta, schopnost samostatné tvůrčí práce, rozsáhlé modelování a experimentální přístupy diplomanta k ověřování parametrů dílčích vysokofrekvenčních subsystémů. Práce byla poměrně náročná a diplomant prokázal, že je schopen i takové úlohy řešit.
Předložená diplomová práce Bc. Tomáše Hrazdery se zabývá návrhem vysokofrekvenčního výkonového zesilovače pro pásmo 1296 MHz. Práce je přehledně členěná do osmi kapitol, které postupně popisují návrh celého zesilovače včetně jeho součástí. Kapitola 1-3 tvoří úvod do dané problematiky. Student popisuje základní parametry výkonových prvků zesilovače s ohledem na admitanční a rozptylové parametry tranzistorů. Jsou rovněž popsány jednotlivé třídy zesilovačů a jejich pracovní stavy, včetně vzorových zapojení. Poslední kapitola úvodu se velmi stručně zabývá obecnými principy a zásadami konstrukce zařízení v oblasti vf techniky. Nejsou však zmíněny některé důležité aspekty výběru součástkové základny, materiálu pro desku plošných spojů a celkový pohled na poněkud odlišná návrhová pravidla zesilovačů pro frekvence nad 1 GHz. Zbylá část práce je věnována samotnému návrhu výkonového zesilovače. Student navrhl koncepci, která se skládá z několika dílčích bloků. Tyto bloky jsou popsány samostatně. Při úvaze je pravděpodobně vycházeno z komerčního zesilovacího stupně s tranzistorem BLV958 používaného v GSM technologiích. Z požadavku na výstupní výkon cca. 100W student zvolil koncepci více stupňů, které jsou vhodně sloučeny hybridním slučovačem výkonu na výstupu. Jako vstupní budící prvek byl použitý hybridní modul RA18H1213G. Jednotlivé bloky zapojení byly realizovány postupně, přičemž student simuloval chování každé části v návrhovém programu Ansoft Serenade. Z důvodu nedostatku informací o tranzistoru BLV958 pro pásmo 1296 MHz (především rozptylové parametry) volil student experimentální doladění vstupního a výstupního přizpůsobovacího obvodu s použitím simulačního programu Ansoft Serenade. Během vývoje se nejvíce zabýval optimalizací rozptylových parametrů s11 a s22 tohoto bloku. Postrádám však podrobnější analýzu a vyhodnocení získaných parametrů simulace. Jsou simulované parametry přizpůsobovacích obvodů dostatečné? Rovněž postrádám hlubší analýzu regulačního obvodu předpětí, analýzu účinnosti zesilovacího bloku, atp. Není v práci zmíněna úvaha o požadovaném výkonovém zisku jednotlivých stupňů včetně ztrát hybridního slučovače/rozbočovače. Součástí práce byl i návrh směrové odbočnice a výstupního slučovače výkonu. Byly opět použity výsledky ze simulačního programu Ansoft Serenade. Tyto bloky byly prakticky realizovány a odměřeny. Výsledné parametry se shodovaly s požadovanými, v některých případech i mírně převyšovaly zadání. Kapitola 6. se zabývala praktickou realizací a měřením vstupního budicího bloku s modulem RA18H1213G. Student navrhl vstupní přizpůsobovací obvod a realizoval desku plošných spojů. Přes počáteční problémy s kmitáním této části zařízení, byla provedena série dílčích měření. Postrádám však celkové zhodnocení kvality tohoto bloku. Např. dopočítaná účinnost hybridního zesilovače se pohybovala mezi 10 až 20 procenty, což je velmi málo. Poslední kapitola popisuje kompletaci jednotlivých bloků a oživování celého zesilovače. Student uvádí, že při postupném nastavování pracovního bodu došlo k náhlému kmitání výstupního bloku s tranzistorem BLV958 a k poškození aktivního prvku. Z důvodu nedostatku času již nebylo možné se zařízení dále věnovat. Jako slabší stránku návrhu považuji nepříliš dobré rozmístění jednotlivých bloků zesilovače. Z přiložených obrázků je patrné, že např. blok stabilizace pracovního bodu tranzistoru je prostorově nevhodně umístěný. Snímání teploty koncového aktivního prvku opět není prostorově vhodně zvolené a namísto měření teploty tranzistoru je měřena teplota desky plošných spojů. Jak již bylo uvedeno výše, celé zařízení nedosahuje příliš vysoké celkové účinnosti. Považuji za naprosto nedostatečně vyřešený odvod tepla z aktivních prvků zesilovače. Celkový ztrátový výkon (podle uvedených účinností) se bude pohybovat ve stovkách wattů. Dále je téměř nutné doplnit polovodičový koncový stupeň o systém ochran, např. tepelnou, nadproudovou a v neposlední řadě reflektometrickou ochranu chránící zesilovač proti špatnému přizpůsobení na jeho výstupu. Vhodnost použitých součástek, např. hmota a provedení blokovacích kondenzátorů, nelze posoudit, protože je student neuvádí. Předložená diplomová práce i přes jednotlivé výhrady splňuje kvality vysokoškolské kvalifikační práce. Byly rovněž dodrženy zadané cíle a doporučuji tuto práci k obhajobě.
eVSKP id 52328