電力變壓器是電力系統(tǒng)中及其重要的電氣設(shè)備，它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。變壓器長期在電網(wǎng)中運(yùn)行會發(fā)生各種故障和事故，一旦遭到破壞，損失巨大。通過預(yù)防性試驗和油中溶解氣體的氣相色譜分析結(jié)果判斷變壓器的絕緣狀況，對防止事故的發(fā)生有很大作用，但定期的預(yù)防性試驗可能出現(xiàn)過多的維修和不必要的停機(jī)，又不能及時發(fā)現(xiàn)故障；而變壓器在線監(jiān)測可以及早發(fā)現(xiàn)變壓器故障，避免事故的發(fā)生，而且可以降低維護(hù)成本。 變壓器中最常發(fā)生故障的部位是繞組，它的損壞率約占整個變壓器故障的60％～70％。診斷繞組變形的方法中，頻率響應(yīng)法、阻抗分析法、低壓脈沖法雖然有可取之處，但是都屬于離線方法，不能及時發(fā)現(xiàn)變壓器的故障，不適于在線測量；通過實時計算變壓器繞組短路電抗來在線診斷變壓器故障是一種有效的在線監(jiān)測方法。 本文根據(jù)變壓器繞組的短路電抗在正常運(yùn)行時不發(fā)生變化，而在變壓器內(nèi)部故障時要發(fā)生變化的特性，應(yīng)用辯識理論，利用變壓器三相電壓、電流的測量值來辨識繞組的短路電抗。把辨識結(jié)果對比正常時的三相繞組的短路電抗，可以發(fā)現(xiàn)繞組是否異常及故障發(fā)生的部位，保證變壓器元件得到及時更換，防止變壓器非正常退出運(yùn)行。 本文采用傅立葉算法來計算變壓器三相電壓、電流采樣信號的基波分量的幅值與相角，實現(xiàn)變壓器繞組的參數(shù)辨識，此時并沒有考慮衰減直流分量。經(jīng)過分析，當(dāng)采樣信號中存在衰減直流分量時傅立葉算法就會產(chǎn)生誤差，而遞推最小二乘法和卡爾曼濾波效果很好。 最后本文介紹了變壓器繞組參數(shù)辨識的實際應(yīng)用與誤差分析，分析了系統(tǒng)中軟件、硬件方面的問題對測量短路電抗造成的影響；以及參數(shù)辨識的軟件設(shè)計和運(yùn)行試驗，驗證了方案的可行性。
上傳時間： 2013-07-29
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電動摩托車具有零排放、低噪聲等優(yōu)點，是真正的綠色環(huán)保輕型交通工具，它以方便j快捷等特點被越來越多的人們所接受，成為大中城市公共交通的理想補(bǔ)充。而無刷直流電動機(jī)以其控制簡單、可靠性高、輸出轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點，被大量地用作電動摩托車驅(qū)動電機(jī)。本文主要研究基于AVR單片機(jī)的電動摩托車控制技術(shù)。 首先，分析了電動摩托車的發(fā)展趨勢，以及無刷直流電動機(jī)能在電動摩托車驅(qū)動領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的原因，并探討了電動摩托車無刷直流驅(qū)動電機(jī)的控制方法。 其次，在分析無刷直流電動機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，構(gòu)造了無刷直流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型，確立了通過PWM調(diào)節(jié)改變電樞電壓的大小來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的控制策略。 第三，采用ATMEL公司的ATmega88單片機(jī)為控制核心，設(shè)計了包括電流檢測與保護(hù)、位置信號檢測、功率開關(guān)管驅(qū)動、電源轉(zhuǎn)換和電壓采樣與欠壓保護(hù)等一系列硬件電路，充分利用了ATmega88單片機(jī)成本低、功能豐富、運(yùn)算能力強(qiáng)等優(yōu)點，簡化了控制電路，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，降低了控制成本。 第四，采用C語言編寫了控制程序，完善了控制功能，實現(xiàn)了軟、硬件控制方法的結(jié)合。使用ICC-AVR集成開發(fā)環(huán)境和SL-ISP在線編程，降低了開發(fā)成本；采用模塊化設(shè)計方法設(shè)計控制程序，提高了程序的可維護(hù)性。完成的功能模塊主要包括啟動與換相模塊、電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊、過電流與堵轉(zhuǎn)保護(hù)模塊、欠電壓保護(hù)模塊和定速巡航模塊等。 最后，對開發(fā)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，并對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠、實時性好，證明ATmega88單片機(jī)適合用作電動摩托車驅(qū)動電機(jī)的控制芯片。
上傳時間： 2013-05-20
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隨著工業(yè)電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)載越來越多，由此帶來的諧波公害越來越嚴(yán)重。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對諧波等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、有效地補(bǔ)償是目前急待解決的重要問題之一。消除諧波的方法是加裝濾波裝置。對高壓大容量諧波源國內(nèi)外目前主要是采用LC諧振型無源濾波器(PassivePowerFilter，PF)，這些濾波器還兼有無功和負(fù)序補(bǔ)償功能。盡管PF具有初期投資小、運(yùn)行效率高等優(yōu)點，但其濾波效果受電力系統(tǒng)阻抗的影響較大，且只能消除特定次數(shù)的諧波，對于諧波次數(shù)經(jīng)常變化的負(fù)載濾波效果不好，還可能與系統(tǒng)發(fā)生串聯(lián)、并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使LC濾波器過載甚至燒毀。進(jìn)入80年代以后，隨著有源濾波技術(shù)的不斷深入和用戶對諧波問題的重視，以及電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率可關(guān)斷器件(GTR，GTO，IGBT等)的不斷進(jìn)步，有源電力濾波器(ActivePowerFilter，APF)作為抑制電網(wǎng)諧波、補(bǔ)償供電系統(tǒng)無功功率的新型電力電子裝置得到迅速發(fā)展，其中又以并聯(lián)型有源電力濾波器的使用最為廣泛。 本文以并聯(lián)型注入式混合有源濾波器為基礎(chǔ)，就其設(shè)計與應(yīng)用的幾項重要技術(shù)進(jìn)行了研究，論文主要包括以下幾個方面的內(nèi)容： 1.就國內(nèi)外有源濾波器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展概況作了較為全面的綜述，介紹了目前研究的熱點與難點。 2.研究了各型有源濾波器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，分析了其各自的優(yōu)缺點。 3.提出了一種適合大容量工程應(yīng)用的混合型濾波器結(jié)構(gòu)，結(jié)合工程實際完成了各組成部分的參數(shù)設(shè)計。 4.對各種諧波檢測算法進(jìn)行了比較研究，提出了一種準(zhǔn)確性較高、延時較短的新型檢測方法。 5.就APF中逆變器的PWM調(diào)制問題，提出了一種基于新的改進(jìn)規(guī)則采樣法的死區(qū)補(bǔ)償方法。
標(biāo)簽： 混合型 有源濾波 應(yīng)用研究
上傳時間： 2013-07-06
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隨著電力電子裝置越加廣泛的投入使用,電能得到了更加充分的應(yīng)用,但是伴隨而來的是越來越多的非線性、沖擊性負(fù)載的投入使用,電網(wǎng)中諧波污染日益嚴(yán)重,在針對此類諧波抑制和無功補(bǔ)償裝置的研究中,電力有源濾波器APF得到了廣泛應(yīng)用. 與傳統(tǒng)無源濾波器比較,有源電力濾波器具有動態(tài)響應(yīng)特性好,濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響等優(yōu)勢.而APF所采用的諧波電流檢測方法,直接決定了諧波的檢測精度和跟蹤速度,是決定諧波補(bǔ)償特性的關(guān)鍵.本論文重點研究了諧波電流檢測方法. 在眾多有源濾波器的諧波及無功電流檢測算法中,基于三相瞬時無功功率理論的應(yīng)用最為廣泛.應(yīng)用此理論的i<,p>-i<,q>島檢測方法計算簡單,具有較好實時性,適合電流快速檢測的優(yōu)點；但同時也存在很多局限性. 本文首先通過分析、比較總結(jié)出各類APF的優(yōu)缺點和適用性,系統(tǒng)地研究了有源電力濾波器的兩個關(guān)鍵技術(shù):諧波電流檢測和PWM信號發(fā)生器的控制策略；在此基礎(chǔ)上,針對在負(fù)載電流有較大突變時補(bǔ)償電路會產(chǎn)生較大畸變影響補(bǔ)償效果的問題,以及三相電壓畸變時i<,p>-i<,q>檢測法存在的誤差等問題,從基于DSP控制的三相四線制并聯(lián)型有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)出發(fā)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,提出了一種改進(jìn)的i<,p>-i<,q>檢測法,在該檢測法中增加了平衡.APF直流側(cè)電容總電壓和上下電容電壓的閉環(huán)控制,以消除負(fù)載電流突變時產(chǎn)生的畸變；并采用一種新穎的基于低通濾波的A相正序電壓提取單元來代替原始的i<,p>-i<,q>檢測法的PLL鎖相環(huán),在三相電壓畸變情況下仍可以正確提取A相正序電壓,以精確檢測出諧波和無功電流. 最后通過MATLAB6.5對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗證,仿真結(jié)果表明該算法能有效保證檢測效果的實時性和精確性,證明了該算法的可行性.
上傳時間： 2013-04-24
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電氣化鐵道牽引網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電氣元件上具有特殊性，開展數(shù)學(xué)模型和電氣參數(shù)研究對掌握其電氣性能具有重要意義。 本文主要介紹了電氣化鐵道牽引網(wǎng)基波與諧波的模型建立與電氣參數(shù)計算。 借用電力系統(tǒng)中的成熟計算方法，并結(jié)合牽引網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和導(dǎo)線的特殊性，闡述了多導(dǎo)體傳輸線的串聯(lián)阻抗和并聯(lián)導(dǎo)納矩陣的計算方法，給出了計算實例。 各種供電方式的牽引網(wǎng)都可等效成多導(dǎo)體傳輸線的供電網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上的各種電氣參數(shù)均可視為串聯(lián)元件和并聯(lián)元件。牽引網(wǎng)的均勻多導(dǎo)體傳輸線采用等值Ⅱ型電路，對其它各種串聯(lián)與并聯(lián)元件也分別建模。 用C＃語言編制了牽引網(wǎng)模型仿真計算軟件，實現(xiàn)了諧波在牽引網(wǎng)中的分布計算。為計算程序設(shè)計了良好的人機(jī)界面，通過界面可以完成牽引網(wǎng)的參數(shù)輸入與外部數(shù)據(jù)讀取，計算結(jié)果再用.csv格式輸出。其中，詳細(xì)介紹了LU三角算法。 最后，結(jié)合京哈線薊縣南牽引變電所供電區(qū)段高次諧波諧振測試，分析了牽引網(wǎng)參數(shù)對高次諧波諧振的影響，說明了諧振的原因并給出了治理措施。利用程序進(jìn)行了仿真計算，驗證了程序的可用性。
上傳時間： 2013-07-23
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超聲波電機(jī)（Ultrasonic Motor，簡稱USM）是近二十年來發(fā)展起來的一種新原理微型電機(jī)，該類電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī)，它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動，借助彈性體諧振放大，通過摩擦耦合使運(yùn)動體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。這種電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、低速大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點，在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、汽車、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。 二十多年來超聲波電機(jī)的研究取得了很大的進(jìn)展，有些機(jī)型已經(jīng)逐步產(chǎn)業(yè)化。為了適應(yīng)超聲波電機(jī)推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，必須加強(qiáng)電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的研究工作。目前，小型化、通用化、高性能的驅(qū)動電源和簡單、實用的控制技術(shù)已成為國內(nèi)外研究的熱點。本文總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于超聲波電機(jī)的驅(qū)動控制技術(shù)以及其驅(qū)動電源的設(shè)計理論與經(jīng)驗，分析了電機(jī)的阻抗特性及其諧振頻率漂移的影響因素。在此基礎(chǔ)上，本文提出了基于保持電機(jī)驅(qū)動電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法，設(shè)計了一種新型的超聲波電機(jī)驅(qū)動電源。 本文開展的主要研究工作如下： （1）簡要介紹了超聲波電機(jī)的基本原理、獨特優(yōu)點、發(fā)展歷史以及本論文的選題意義和主要內(nèi)容。 （2）分析了超聲波電機(jī)的阻抗特性，在此基礎(chǔ)上研究了電機(jī)頻率漂移的原因及不利影響，總結(jié)了各種實現(xiàn)頻率跟蹤的方法。 （3）在理論分析的基礎(chǔ)上，提出了基于保持超聲波電機(jī)驅(qū)動電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法，該方法可以由鎖相環(huán)CD4046實現(xiàn)。 （4）對所設(shè)計的超聲波電機(jī)驅(qū)動電源進(jìn)行實驗，從實驗結(jié)果可知該電源能夠有效地驅(qū)動電機(jī)，并且頻率跟蹤的效果較好，電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化可穩(wěn)定在4％左右。
標(biāo)簽： 頻率 自動跟蹤 電機(jī)驅(qū)動電源
上傳時間： 2013-06-27
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永磁同步發(fā)電機(jī)由于一系列高效節(jié)能的優(yōu)點，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應(yīng)用，并且受到許多學(xué)者的關(guān)注，其研究領(lǐng)域主要涉及永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計、精確性能分析、控制等方面。 本課題作為國家自然科學(xué)基金項目《無刷無勵磁機(jī)諧波勵磁的混合勵磁永磁電機(jī)的研究》的課題，主要研究永磁電機(jī)的電磁場空載和負(fù)載計算，求出永磁電機(jī)的電壓波形和電壓調(diào)整率，為分段式轉(zhuǎn)子的混合勵磁永磁電機(jī)的研究奠定基礎(chǔ)，主要做了以下工作： 首先介紹了永磁同步發(fā)電機(jī)的基本原理，包括永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和永磁同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能，采用傳統(tǒng)解析理論給出了電壓調(diào)整率的計算方法及外特性的計算模型；然后用有限元ANSYS對永磁同步發(fā)電機(jī)樣機(jī)進(jìn)行實體建模，經(jīng)過定義分配材料、劃分網(wǎng)格、加邊界條件和載荷、求解計算等，得到矢量磁位Az、磁場強(qiáng)度H、磁感應(yīng)強(qiáng)度B等結(jié)果，直觀地看出電機(jī)內(nèi)部的磁場分布情況。 其次根據(jù)電磁場計算結(jié)果，應(yīng)用齒磁通法對其進(jìn)行后處理。該方法求解轉(zhuǎn)子在一個齒距內(nèi)不同位置處的磁場，以定子齒的磁通為計算單位，根據(jù)繞組與齒的匝鏈關(guān)系，計算出磁鏈隨時間的變化，進(jìn)而得到永磁同步發(fā)電機(jī)空、負(fù)載時電壓大小及波形。通過計算結(jié)果寫實驗結(jié)果對比，驗證了齒磁通法的正確性，為計算永磁同步發(fā)電機(jī)各種性能特性提供有力工具。 最后，基于齒磁通法對永磁同步發(fā)電機(jī)的外特性進(jìn)行了深入研究，定量分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對外特性的影響規(guī)律，提出了有效降低電壓調(diào)整率的方法的是：增加氣隙長度g的同時，適當(dāng)增加永磁體的磁化方向的長度hm；此外，要盡量的減少每相串聯(lián)匝數(shù)N和增大導(dǎo)線面積以減小阻抗參數(shù)。通過改變電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對其電磁場進(jìn)行計算，找到永磁電機(jī)電壓調(diào)整率的變化規(guī)律，為加電勵磁的混合勵磁永磁電機(jī)做準(zhǔn)備，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
標(biāo)簽： 永磁同步 發(fā)電機(jī) 磁場分析
上傳時間： 2013-04-24
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由于能源危機(jī)和環(huán)境污染，世界各國均在投巨資發(fā)展電動汽車。燃料電池電動汽車成為電動汽車發(fā)展的“熱點”。大功率DC/DC變換器能夠改善燃料電池的輸出特性，是燃料電池轎車動力系統(tǒng)中關(guān)鍵的零部件。然而它作為一種BUCK形式的開關(guān)電源，主電路是很強(qiáng)的電磁干擾源，產(chǎn)生的干擾可能通過電源線進(jìn)入到控制電路板，同時控制電路部分也要用小功率的開關(guān)電源進(jìn)行穩(wěn)壓，因此也可能產(chǎn)生開關(guān)噪聲經(jīng)電源線向外傳輸。因此就必須在控制電路輸入端設(shè)計電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)濾波器進(jìn)行傳導(dǎo)干擾的抑制。 本論文首先討論了DC/DC變換器的工作原理，分析了變換器產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾從而影響控制電路正常工作的原因。 其次全面、系統(tǒng)地闡述了EMI濾波器的相關(guān)理論，包括阻抗失配原則、人工電源網(wǎng)絡(luò)、濾波網(wǎng)絡(luò)、插入損耗等重要概念。接著研究了濾波元件的選取原則，并針對關(guān)鍵點之一—高頻性能展開了分析，借助仿真觀察了元件寄生參數(shù)的影響，提出了改善濾波器高頻性能的部分方法。 隨后介紹了濾波器的設(shè)計方法，除了介紹通用的設(shè)計方法外，著重分析了濾波器設(shè)計中的另一個關(guān)鍵點—噪聲源阻抗的影響、測量及估算，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地形成了基于源阻抗的設(shè)計方法，同時也考慮了濾波器與開關(guān)電源連接時可能出現(xiàn)的系統(tǒng)不穩(wěn)定性問題，通過仿真分析提出解決方案。 然后闡述了EMI濾波器在工程應(yīng)用中的各種注意事項。 最后結(jié)合DC/DC變換器控制電路的實際干擾情況，設(shè)計了EMI濾波器，使控制電路電源輸入端的傳導(dǎo)干擾基本下降到相關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)(CISPR25)的三級限值以下。
標(biāo)簽： EMI 開關(guān)電源 濾波器設(shè)計
上傳時間： 2013-06-15
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LED顯示屏自問世以來經(jīng)歷了飛速發(fā)展，如今已經(jīng)成為了平板顯示器的一個重要產(chǎn)品。LED顯示屏具有亮度高、功耗小、顏色鮮艷等特點，能完成實時性、多樣性、動態(tài)性的信息發(fā)布任務(wù)，勝任各種戶外公共場合。高效節(jié)能和保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)今世界發(fā)展的重要議題。因此，為LED顯示屏提供高效節(jié)能的電源及其驅(qū)動技術(shù)，就成為了LED大屏幕顯示技術(shù)得到推廣普及的關(guān)鍵性問題。 本文設(shè)計了一種低功耗、小成本的LED顯示屏驅(qū)動電源，并在此基礎(chǔ)上研究了LED顯示屏的一種時序掃描算法。采用半橋式開關(guān)電源作為LED顯示屏驅(qū)動電源的基本拓?fù)洌瓿闪薊MI濾波器、主電路和控制驅(qū)動電路的設(shè)計工作：利用FPGA和VHDL語言設(shè)計了基于PWM技術(shù)的閉環(huán)反饋控制，實現(xiàn)了恒壓電源的基本要求；并在電源輸出整流側(cè)采用同步整流的設(shè)計方案，利用低導(dǎo)通阻抗的電力MOSFET，使整流損耗得到了大大降低。研究了LED顯示屏的基本掃描算法，介紹了LED顯示屏的一些基本常識和概念，利用FPGA和VHDL語言設(shè)計了一種簡易的LED顯示陣列。仿真和實驗研究表明該電路結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，掃描算法簡易可行，滿足了LED顯示屏?xí)r序掃描控制的基本要求。
上傳時間： 2013-06-23
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射頻功率放大器存在于各種現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的末端，所以射頻功率放大器性能的優(yōu)劣直接影響到整個通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)。如何在兼顧效率的前提下提高功放的線性度是近年來國內(nèi)外的研究熱點，在射頻功率放大器的設(shè)計過程中這是非常重要的問題。 作為發(fā)射機(jī)末端的重要模塊，射頻功率放大器的主要任務(wù)是給負(fù)載天線提供一定功率的發(fā)射信號，因此射頻功率放大器一般都工作在大信號條件下。所以設(shè)計射頻功率放大器時，器件的選型和設(shè)計方式都和一般的小信號放大器不同，尤其在寬帶射頻功率放大器的設(shè)計過程中，由于工作頻帶很寬，且要綜合考慮線性度和效率問題，所以射頻功率放大器的設(shè)計難度很大。 本文設(shè)計了一個工作頻帶為30-108MHz，增益為25dB的寬帶射頻功率放大器。由于工作頻帶較寬，輸出功率較大，線性度要求高；所以在實際的過程中采用了寬帶匹配，功率回退等技術(shù)來達(dá)到最終的設(shè)計目標(biāo)。 本文首先介紹了關(guān)于射頻功率放大器的一些基礎(chǔ)理論，包括器件在射頻段的工作模型，使用傳輸線變壓器實現(xiàn)阻抗變換的基本原理，S參數(shù)等，這些是設(shè)計射頻功率放大器的基本理論依據(jù)。然后本文描述了射頻功率放大器非線性失真產(chǎn)生的原因，在此基礎(chǔ)上介紹了幾種線性化技術(shù)并做出比較。然后本文介紹了射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)并提出一種具體的設(shè)計方案，最后利用ADS軟件對設(shè)計方案進(jìn)行了仿真。仿真過程包括兩個步驟，首先是進(jìn)行直流仿真來確定功放管的靜態(tài)工作點，然后進(jìn)行功率增益即S21的仿真并達(dá)到設(shè)計要求。
上傳時間： 2013-07-28
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