Nelineární obvody s řízenými proudovými zdroji
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Tato diplomová práce pojednává o problematice nelineárních obvodů. V úvodu práce jsou popsány základní možnosti řešení nelineárních obvodů. Dále jsou uvedeny základní informace o moderních proudových aktivních prvcích, jako jsou například proudové sledovače, proudové operační zesilovače a proudové konvejory. V další části diplomové práce je probrána problematika reálných vlastností polovodičových diod, hlavní pozornost je věnována závěrné zotavovací době. V diplomové práci jsou popsány tři různé typy obvodů s nelineárními prvky. Prvním typem obvodů jsou obvody diodových přesných usměrňovačů, nejvíce jsou prozkoumány dvoucestné usměrňovače obsahující napěťové operační zesilovače, proudové sledovače a další aktivní prvky popsané v předchozích kapitolách. Pro každý z těchto obvodů byly provedeny simulace v programu PSpice, aby byly zjištěny jejich vlastnosti. Následně je věnována pozornost zvyšování maximální zpracovávané frekvence. Také je hledána minimální potřebná velikost vstupních signálů obvodů. V následující části jsou zpracovány dva návrhy diodového funkčního měniče, funkční měnič s napěťovým operačním zesilovačem a funkční měnič s proudovým sledovačem. Pro oba navržené funkční měniče byly provedeny simulace pro zjištění jejich skutečných vlastností. Třetí zkoumaný typ nelineárních obvodů jsou různé druhy napěťových a proudových diodových okrajovačů, ze kterých jsou blíže zkoumány horní, dolní a oboustranné okrajovače. Pro všechny zkoumané obvody okrajovačů byly opět provedeny simulace a byla zkoumána jejich funkčnost a problémy spojené s jejich využitím pro okrajování signálů s vysokými frekvencemi. V poslední části práce je popsána praktická realizace obvodu přesného usměrňovače, který se ze všech zkoumaných obvodů vykazoval nejlepší schopností zpracovávat vysoké frekvence signálů. Tento obvod byl realizován pro možnost použití v proudovém režimu a ve smíšeném režimu. Získané hodnoty reálných obvodů byly následně srovnávány s hodnotami získanými ze simulací příslušných obvodů.
This thesis treats of problems of nonlinear circuits. In introduction the basic possibilities of solving nonlinear circuits are described. Then the basic information on modern current active elements is mentioned, for example current follower, current operational amplifier and current conveyor. In the next part of this thesis the problem of real characteristics of semiconductor diodes is described, major attention is focused on reverse recovery time. Three various types of circuits with nonlinear elements are described in this masters thesis. The first type of circuits are diode precision rectifiers, the full-wave rectifiers containing voltage operational amplifier are most explored, current follower and other active components are described in previous chapters. Simulations in PSpice were executed for each of these circuits. Then the attention was devoted to increase of maximum working frequence. The minimum necessary amplitude of input signal was also analyzed. In the following part two designs of diode function converters are processed, function converter with voltage operational amplifier and function converter with current follower. For each of the diode function converters designed, simulations were executed to find their real properties. The variety of diode voltage limiters and diode current limiters are the third type of nonlinear circuits described, from which the upper limiter and double limiter are investigated in more detail. Simulations were executed for all limiters and their functionality and problems connected with their usage for limitation of high frequency signals were analyzed. In the last part of the thesis there is described the practical realization of precise rectifier, which showed the best ability to process high frequency signals of all investigated circuits. This circuit was realized so that it is able to operate in current and mixed mode. Measured values of real circuits were compared with values gained from the simulations.
This thesis treats of problems of nonlinear circuits. In introduction the basic possibilities of solving nonlinear circuits are described. Then the basic information on modern current active elements is mentioned, for example current follower, current operational amplifier and current conveyor. In the next part of this thesis the problem of real characteristics of semiconductor diodes is described, major attention is focused on reverse recovery time. Three various types of circuits with nonlinear elements are described in this masters thesis. The first type of circuits are diode precision rectifiers, the full-wave rectifiers containing voltage operational amplifier are most explored, current follower and other active components are described in previous chapters. Simulations in PSpice were executed for each of these circuits. Then the attention was devoted to increase of maximum working frequence. The minimum necessary amplitude of input signal was also analyzed. In the following part two designs of diode function converters are processed, function converter with voltage operational amplifier and function converter with current follower. For each of the diode function converters designed, simulations were executed to find their real properties. The variety of diode voltage limiters and diode current limiters are the third type of nonlinear circuits described, from which the upper limiter and double limiter are investigated in more detail. Simulations were executed for all limiters and their functionality and problems connected with their usage for limitation of high frequency signals were analyzed. In the last part of the thesis there is described the practical realization of precise rectifier, which showed the best ability to process high frequency signals of all investigated circuits. This circuit was realized so that it is able to operate in current and mixed mode. Measured values of real circuits were compared with values gained from the simulations.
Description
Citation
DOLÁK, J. Nelineární obvody s řízenými proudovými zdroji [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2010.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Telekomunikační a informační technika
Comittee
doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Miloš Orgoň, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Tomáš Zeman, Ph.D. (člen)
Ing. David Kubánek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Koutný, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Hanák, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2010-06-08
Defence
V celé kapitole 8 tvrdíte, že odchylky usměrněných průběhů od předpokládaného tvaru jsou způsobeny použitými diodami 1N4009. Jste si jistý tímto tvrzením? Tyto diody mají zotavovací dobu 4 ns, tedy o tři řády nižší, než je časové měřítko v simulovaných průbězích. Zkoušel jste provést stejné simulace se Schottkyho (má zotavovací dobu v řádu ps) nebo s ideální diodou (PSpice knihovnu s jejím modelem lze stáhnout)?
Na změřených průbězích ze stran 51-52 jsou jasně patrné zákmity. Pokuste se vysvětlit či odhalit mechanizmus jejich vzniku a co by bylo možné udělat pro jejich potlačení.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení