автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Исследование и разработка тракта усиления мощности передатчика цифрового радиовещания диапазона ОВЧ

На правах рукописи

Дулов Иван Валерьевич

Исследование и разработка тракта усиления мощности передатчика цифрового радиовещания диапазона ОВЧ

Специальность: 05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005531737

Москва 2013

005531737

Работа выполнена на кафедре радиооборудования и схемотехники Федерального государственного образовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Иванюшкин Роман Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Каганов Вильям Ильич МГТУ МИРЭА, кафедра Радиолокации и радионавигации

кандидат технических наук, Ставиская Рашель Моисеевна ФГБУ РГРК «Голос России», эксперт

Ведущая организация: закрытое акционерное общество

«Московский научно-исследовательский телевизионный институт» (ЗАО «МНИТИ»)

Защита состоится 24 сентября 2013г. в 13 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д219.001.01 при ФГОБУ ВПО МТУ СИ по адресу: 111024, г. Москва, ул. Авиамоторная д. 8а, ауд. А-448.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОБУ ВПО МТУ СИ.

Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации.

Автореферат разослан «5 » июля 2013 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д219.001.01 кандидат технических наук, доцент

Иванюшкин Р.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Сегодня многие развитые страны мира активно внедряют цифровые системы радиовещания взамен аналоговых. В России этот процесс пока находится на начальном этапе. Основные преимущества цифрового радиовещания перед аналоговым следующие:

а) значительная экономия частотного ресурса, например, в полосе частот шириной 207 кГц аналоговая система радиовещания ОВЧ диапазона позволяет передавать одну программу, в то время как, к примеру, отечественный цифровой стандарт ОВЧ диапазона РАВИС в полосе частот 250 кГц позволяет передавать до 10-ти программ с тем же качеством;

б) несколько меньшая мощность радиопередатчиков при сохранении размеров зоны покрытия, что приводит к уменьшению потребляемой мощности и уменьшению нагрева усилительных приборов радиопередающей аппаратуры при условии одинаковости КПД;

в) возможность предоставления пользователю дополнительных мультимедийных сервисов: информация о пробках на дорогах, прогноз погоды, изображения обложек проигрываемых музыкальных альбомов и т.п.;

г) возможность организации одночастотной радиовещательной сети (англ. SFN-Single Frequency Network) - в этом случае используются несколько передатчиков, покрывающих соседние зоны, работающих на одной и той же центральной частоте и передающих одни и те же программы (один и тот же мультиплекс). При этом на приемной стороне, не происходит никакого мешающего влияния сигналов от разных передатчиков друг на друга. Такое решение позволяет значительно сэкономить частотный ресурс. Аналоговые же системы радиовещания очень чувствительны к взаимной интерференции сигналов и многолучевости, потому аналоговые сети функционируют по многочастотному принципу. Вещание на одних и тех же частотах, когда речь идет об аналоговых системах, ведется только на территориях, находящихся на большом расстоянии друг от друга.

Решение о том, какой из стандартов цифрового радиовещания ОВЧ диапазона выбрать на территории России пока не принято. Однако можно сказать, что наиболее перспективными для внедрения на территории России, являются стандарты РАВИС и ЭАВ+.

При внедрении в диапазоне ОВЧ цифрового радиовещания возникает целый ряд специфических проблем касательно построения радиопередатчиков. Традиционно в аналоговом радиовещании ОВЧ диапазона используются сигналы с частотной модуляцией, амплитуда которых постоянна. Это позволяет строить передатчики, использующие нелинейные режимы усиления мощности и имеющие высокие энергетические показатели.

В цифровом радиовещании, в частности диапазона ОВЧ, применяется сигнал с частотным мультиплексированием (ОРБМ-сигнал). Данный тип сигнала характеризуется переменной огибающей и высоким значением пик-фактора. Это означает, что к усилителям мощности (УМ) сигнала цифрового ОВЧ радиовещания предъявляются высокие требования по части линейности амплитудной и равномерности фазо-амплитудной характеристик. Следовательно, в таких УМ необходимо применять линейные режимы работы, отличающиеся низкой энергетической эффективностью. Помимо этого, при построении УМ цифрового ОВЧ радиовещания, должны использоваться высоколинейные усилительные приборы, стоимость которых значительно превышает стоимость усилительных приборов, использующихся при построении нелинейных трактов усиления.

В настоящее время существуют различные методы, направленные на повышение энергетической эффективности УМ при усилении сигналов с непостоянной огибающей. К числу наиболее эффективных методов относятся:

1) метод Л. Кана;

2) метод дефазирования;

3) метод автоматической регулировки режима (АРР) по питанию.

Усилитель мощности, построенный по методу Л. Кана, очень

чувствителен к рассинхронизации сигналов в НЧ и ВЧ трактах. Следует

отметить, что требования к задержкам в НЧ и ВЧ трактах при использовании метода Кана тем жестче, чем шире полоса передаваемого сигнала. При дефазировании требуется обеспечить высокую идентичность двух трактов по коэффициентам усиления и по фазе, кроме того, комплексные нагрузочные сопротивления усилителя могут принимать значения, включая ноль и бесконечность, что усложняет его построение.

Наличие данных недостатков делает крайне затруднительным применение этих методов в передатчиках цифрового радиовещания ОВЧ диапазона, где ширина полосы канала составляет 100 - 250 кГц. Таких принципиальных трудностей нет в случае применения метода APP. Также в пользу применения метода АРР говорит то, что, в отличие от метода JI. Кана, никаких нелинейных преобразований над исходным сигналом не производится.

Учитывая вышеназванные проблемы, повышение энергетических характеристик УМ передатчика цифрового радиовещания ОВЧ диапазона с помощью метода АРР по питающему напряжению является актуальным предметом исследования, предпринятого в данной работе.

Степень разработанности темы

Впервые АРР по питающему напряжению была предложена, применительно к однополосным передатчикам, советскими специалистами Б.М. Рассадиным и К.С. Полянским-Майковым в 1953 г. Дальнейшее развитие этот метод получил в работах В.М. Розова и В.Ф. Кузьмина (1969 г.), которыми было показано как полное плавное регулирование питающего напряжения, так и неполное регулирование с начальным порогом, а также дискретное (ступенчатое) регулирование питающего напряжения.

Большой вклад в развитие данного метода в 70-е - 80-е г.г 20 века, внесла группа разработчиков под руководством А.Д. Артыма в составе М.В. Кондратьева, А.Е. Антонова, A.B. Тюрина. В частности этим коллективом была исследована энергетическая эффективность АРР, а также нелинейные

искажения, возникающие при использовании АРР в усилителе однополосного сигнала.

Сегодня к АРР проявляют интерес и зарубежные специалисты. Так, применению АРР (англ. Envelope Tracking) в УМ OFDM сигналов (применительно к технологиям WLAN и WCDMA), посвящен целый ряд работ коллектива из США под руководством Питера Асбека (Peter Asbeck), Дональда Кимбала (Donald Kimball) и Лоуренса Ларсена (Lawrence Larson). Также передатчики цифрового телевидения DVB-T с УМ, построенными по методу АРР, разрабатывает французская компания Thomson.

Объектом исследования является УМ передатчика сигналов цифрового радиовещания диапазона ОВЧ, построенный на основе метода АРР по питающему напряжению.

Предмет исследования — энергетическая эффективность и показатели качества УМ передатчика цифрового радиовещания диапазона ОВЧ, построенного по методу АРР.

Цель исследования - определение возможности и целесообразности применения метода АРР по питающему напряжению для повышения энергетической эффективности УМ передатчика цифрового радиовещания диапазона ОВЧ.

Задачи исследования:

а) сравнительный обзор методов повышения энергетической эффективности и линеаризации УМ сигналов с непостоянной огибающей;

б) компьютерное моделирование и сравнительный анализ энергетической эффективности усилителя мощности с линейной и нелинейной АРР;

в) анализ влияния АРР на линейность характеристики Реых=/(Рвх) и равномерность характеристики А(р=/(Реых) усилителя мощности;

г) оценка энергетического выигрыша от использования АРР с учетом статистических характеристик сигнала цифрового радиовещания;

д) оценка величины необходимого «запаса» регулирования питающего напряжения для обеспечения требуемых показателей качества;

е) исследование влияния АРР на выходной сигнал усилителя мощности;

ж) анализ требуемых характеристик корректирующего элемента для линеаризации усилителя мощности;

з) аналитическое определение энергетических характеристик тракта огибающей усилителя мощности, построенного по методу АРР;

и) моделирование тракта огибающей усилителя мощности, построенного по методу АРР. Исследование его энергетических характеристик на модели;

к) экспериментальное исследование энергетических характеристик усилителя мощности с АРР на основе натурного макета тракта огибающей.

Методы исследования

Решение представленных выше задач было выполнено с использованием: компьютерного моделирования, методов теории вероятностей и математической статистики, математического анализа, теории цепей, спектрального анализа, численных методов, гармонического анализа, а также натурного макетирования.

Обоснованность научных результатов определяется:

а) применением апробированных методик расчета и моделирования;

б) применением специализированных систем автоматизированного проектирования (САПР), с мощным математическим аппаратом, достоверность результатов которых подтверждена на практике;

в) использованием компьютерных моделей элементов, разработанных самими производителями элементов, которые максимально полно отражают свойства и характеристики реальных элементов;

г) частичным совпадением полученных результатов с известными результатами, опубликованными в открытой печати и литературе.

Достоверность результатов работы подтверждена результатами сравнения данных теории, компьютерного моделирования и натурного макетирования.

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

а) исследована реализация метода АРР по питанию применительно к УМ передатчика цифрового ОВЧ радиовещания, построенному на современном полевом транзисторе;

б) предложена нелинейная функция плавного регулирования питающего напряжения для УМ передатчика цифрового ОВЧ радиовещания, построенного по методу АРР, применение которой позволяет существенно повысить энергетическую эффективность усилителя. Показаны основные преимущества плавного нелинейного регулирования питающего напряжения перед линейным;

в) исследовано влияние линейной и нелинейной АРР на выходной сигнал усилителя мощности передатчика цифрового ОВЧ радиовещания, а также предложена функция линеаризующей коррекции характеристик Реых=/(Рех), Л<Р=/(Рвых) такого усилителя.

Практическая ценность результатов, полученных в диссертации состоит в следующем:

а) сформулированы рекомендации по определению необходимой величины «запаса» по питающему напряжению в УМ с линейной и нелинейной АРР для обеспечения допустимого уровня искажений выходного сигнала УМ цифрового ОВЧ радиовещания;

б) разработано программное обеспечение, позволяющее оценить энергетические характеристики ШИМ-регулятора тракта АРР с учетом паразитных параметров электронных компонентов;

в) показана необходимость использования предварительной коррекции характеристик Pebtx=f(Pex), A<p=f(Pmji) УМ при введении линейной и нелинейной АРР по питанию;

г) получен закон распределения амплитуд сигнала цифрового ОВЧ радиовещания для случаев отсутствия и наличия предварительной коррекции;

д) даны практические рекомендации относительно выбора тактовой частоты ШИМ тракта огибающей, а также относительно построения выходного ФНЧ ШИМ-регулятора тракта огибающей усилителя мощности, построенного по методу АРР.

Основные положения, выносимые на защиту:

а) метод АРР по питающему напряжению является наиболее перспективным методом повышения энергетической эффективности УМ передатчика цифрового ОВЧ радиовещания;

б) с точки зрения энергетической эффективности, АРР с нелинейной функцией плавного регулирования питающего напряжения, значительно превосходит АРР с линейной функцией регулирования;

в) при использовании АРР как с линейной, так и с нелинейной функцией регулирования необходима коррекция характеристик Рвых=/(Рвк), А(р=/(Рвых) УМ, в противном случае выходной сигнал не соответствует требованиям к внеполосным излучениям;

г) в тракт АРР целесообразно пропускать сигнал огибающей, полоса которого, ограничена до величины равной ширине полосы частот передаваемого сигнала цифрового ОВЧ радиовещания.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, описаны цели и задачи исследования, показана научная и практическая ценность работы, отмечены основные положения, выносимые на защиту, и описана структура диссертации. Кратко изложено содержание каждой из глав диссертации.

В первой главе анализируются стандарты цифрового радиовещания диапазона ОВЧ, наиболее перспективные для внедрения на территории России. Такими стандартами являются иностранные стандарты DRM+ и DAB+, а также отечественный стандарт РАВИС. Среди этих трех наибольшие шансы на внедрение имеют стандарты DRM+ и РАВИС, потому как они наилучшим образом соответствуют частотному планированию ОВЧ диапазона в нашей стране.

Кратко рассмотрены критерии качества сигнала на выходе передатчика: MER и спектральная маска.

Проведен сравнительный анализ методов повышения энергетической эффективности усилителя мощности, а также методов линеаризации его характеристик Рвых=/(Рвх), А(р=/(Рвых). Выполнена постановка задач исследования.

Показано, что наиболее перспективным методом повышения энергетической эффективности, применительно к УМ передатчика цифрового ОВЧ радиовещания, является метод автоматической регулировки режима по питающему напряжению. Метод АРР по сравнению с другими методами, применяющимися сегодня для повышения энергетики усилителей OFDM-сигнала, такими как метод дефазирования и метод Л.Кана имеет ряд существенных преимуществ:

а) в отличие от двух других методов, АРР не предполагает разрушения исходного сигнала;

б) требования к точности синхронизации двух трактов усиления в методе АРР существенно ниже, чем в методах дефазирования и Л.Кана;

в) тактовая частота работы ШИМ-регулятора в тракте огибающей АРР значительно ниже, чем в методе Л.Кана, а уменьшение тактовой частоты приводит к увеличению КПД ШИМ-регулятора и усилителя в целом.

Отсутствие каких-либо преобразований исходного сигнала в АРР делает возможным ограничение полосы частот огибающей, до полосы, в которой сосредоточена основная энергия сигнала. Благодаря ограничению сигнала поступающего в тракт АРР, уменьшается тактовая частота работы ШИМ-регулятора, а, следовательно, повышается КПД.

Методы дефазирования и Л. Кана имеют недостатки, ставящие под вопрос саму возможность их применения при построении УМ передатчиков ОВЧ диапазона. Так, в методе Л. Кана, в отличие от АРР, недопустимо ограничение полосы тракта огибающей, что обусловлено необходимостью ее точного восстановления в оконечном каскаде. Это влечет за собой очень значительное, по сравнению с методом АРР, повышение тактовой частоты ШИМ-регулятора, что неизбежно ведет к существенному снижению выигрыша по КПД от применения этого метода. При дефазировании серьезную проблему представляет собой необходимость обеспечения идентичности двух трактов УМ по коэффициенту усиления, а также обеспечения их минимального фазового разбаланса, в противном случае появляются недопустимые искажения восстановленного сигнала. Также большие сложности вызывает необходимость суммирования двух фазомодулированных сигналов на высоком уровне мощности. Если в СЧ диапазоне такое сложение легко выполняется с помощью усилителя, работающего в ключевом режиме класса Б, то в диапазоне ОВЧ применение такого ключевого усилителя чревато неприемлемо большими коммутативными потерями и низким КПД.

Помимо обеспечения высокой энергетической эффективности (высокого КПД), необходимо обеспечить требуемую линейность работы усилителя мощности. Это, в свою очередь, позволит обеспечить требуемые уровни внеполосных излучений передатчика, определяемые спектральной маской. Недостаточная линейность УМ также приводит и к возникновению

комбинационных составляющих, попадающих внутрь спектра полезного сигнала и затрудняющих его декодирование в приемнике. Если внеполосные излучения могут быть дополнительно ослаблены с помощью дополнительного сложного выходного фильтра, то с комбинационными искажениями полезного сигнала можно бороться только применением специальных методов линеаризации.

Среди методов линеаризации наиболее целесообразным для применения в усилителе мощности передатчика цифрового ОВЧ радиовещания является метод адаптивной коррекции, который сочетает в себе достоинства методов обратной связи и предыскажения, также широко применяющихся в современной инженерной практике. Метод предыскажения уступает методу адаптивной коррекции в том, что не позволяет корректировать характеристики усилителя мощности при их изменении в процессе его эксплуатации. Что касается метода обратной связи, то при его использовании существует потенциальная неустойчивость линеаризуемого УМ.

Во второй главе проведено компьютерное моделирование УМ. Пиковая выходная мощность синтезированного усилителя составляет 436,5 Вт, средняя выходная мощность равна 43,7 Вт. Усилитель работает в классе АВ на центральной частоте 98 МГц. На компьютерной модели УМ исследована работа линейной и нелинейной АРР по питанию. При линейной АРР изменение напряжения питания в зависимости от амплитуды напряжения на входе УМ описывается линейной функцией. Однако применение линейной АРР не позволяет получить наивысшее значение КПД по причине того, что из-за неидеальности реальных статических характеристик транзистора (в первую очередь в области граничной линии) при линейном изменении напряжения питания не всегда выдерживается режим близкий к граничному.

Данную проблему решает применение нелинейной АРР, которая учитывает неидеальность характеристик транзистора. При этом каждому значению амплитуды входного сигнала соответствует режим УМ, близкий к граничному, что позволяет добиться максимального КПД. В этом случае

зависимость напряжения питания УМ от амплитуды входного напряжения описывается нелинейной функцией. Данная зависимость изображена на рисунке 1. Математически эта зависимость описывается полиномом второй степени (1):

Ес(ивх) = а-и1с+Ьиш+с, (1)

где а=0,067, Ь=1,014, с = 0,577.

Как показали исследования энергетической эффективности УМ с АРР, проведенные с использованием компьютерной модели (см. рисунок 2), при

средней выходной

мощности (равной 43,7 Вт) УМ с нелинейной АРР превосходит по КПД УМ с линейной АРР на 15%, а УМ без АРР - на 40%. Анализ характеристики Peux=f(PJ УМ без АРР, с

0 5 ю 15 20 линейной и нелинейной

Ubx, Б

АРР, показал, что

Рисунок 1 - Функция регулирования напряжения питания при нелинейной АРР применение АРР ухудшает

линейность данной

характеристики, причем в случае нелинейной АРР степень нелинейности выше, чем при использовании линейной АРР. Однако отмечено, что такая нелинейность может быть скомпенсирована с помощью методов линеаризации (коррекции). Также проведена оценка величины АФК УМ как без АРР, так и с линейной и нелинейной АРР. Она показала, что в УМ с АРР неравномерность характеристики A(p=f(Peux) в области выходных мощностей от 0 до 0,5РПИК составляет величину порядка 7 градусов против менее чем 2 градусов в усилителе без АРР, причем для линейной и нелинейной АРР величина неравномерности приблизительно одинакова.

Данная неравномерность компенсируется с помощью методов линеаризации.

С использованием

методов математической

статистики было определено, что распределение амплитуд огибающей сигнала цифрового радиовещания описывается Гамма-распределением. В результате был рассчитан среднестатистический КПД усилителя мощности как с линейной так и с нелинейной APP. Результат расчета показан в таблице 1.

Таблица 1 - Среднестатистический КПД усилителя мощности

Тип усилителя без АРР с линейной АРР с нелинейной АРР

Значение КПД 0,15 0,34 0.51

Данные из таблицы 1 показывают, что по среднестатистическому КПД УМ с нелинейной АРР значительно превосходит как УМ без АРР, так и УМ с линейной АРР (0,51 против 0,15 и 0,34 соответственно).

В третьей главе проведено компьютерное моделирование УМ при усилении сигнала цифрового ОВЧ-радиовещания стандарта ОЯМ+ с использованием линейной и нелинейной АРР по питанию. Результаты моделирования показали, что спектр выходной мощности УМ с АРР (как при линейной, так и при нелинейной функции регулирования), в отличие от УМ без АРР, не соответствует требованиям спектральной маски. Соответственно

Рисунок

100 Ж Ш Ж)

Р . Ва

лиИ

-усилитель бет АРР.

----усилитель с линейной АРР.

- - - • усшттея» с яеяияейжой АРР.

2 - Оценка энергетической эффективности усилителя мощности

отмечена необходимость проведения линеаризации характеристик УМ с линейной и нелинейной APP. В результате проведенного анализа были получены характеристики корректирующего элемента как для случая линейной, так и для случая нелинейной APP. Характеристики Peba=f(Pex) и А(р=/(Рвых) усилителя до и после коррекции приведены на рисунках 3,4.

а) б)

Рисунок 3 - Характеристика Рвых=/(Рвх) УМ до и после коррекции: а) для случая линейной АРР, б) для случая нелинейной АРР

Дф, ЦНЩ

I-т~

ф о

!—

*— КзО

. Ja.

■ шг ■

«Р

,-88-

ф О

I--------120

аф, град

<-------МО

- Яу-тймж А.РР

Р»ык, д8 м

"Линейная АРРс коррекцией

а)

--1«

-гоа

, ja,

• Иешн#ЙМйй АРР

Рем*, дбм

—Нелинейная А'-'р с х&рртцией

6)

Рисунок 4 - Характеристика А<р=/(РШХ) УМ до и после коррекции: а) для случая линейной АРР, б) для случая нелинейной АРР

При помощи компьютерного моделирования показано, что применение предкоррекции входного сигнала УМ позволяет получить выходной сигнал, удовлетворяющий требованиям спектральной маски (см. рисунки 5, 6). В связи с ограничением полосы огибающей (целесообразность которого была отмечена

Рисунок 5 - нормированный спектр выходной мощности усилителя с линейной АРР -без коррекции, - ■ - ■ ■ с коррекцией,---- спектральная маска

Рисунок 6 - нормированный спектр выходной мощности усилителя с нелинейной АРР -без коррекции, - ■ - • с коррекцией,----спектральная маска

в главе 1), поступающей в тракт АРР, показана необходимость введения «запаса» по питающему напряжению. Эта необходимость вызвана тем, что при ограничении полосы частот огибающей, амплитуда напряжения на входе ШИМ-регулятора становится меньше, чем реальная амплитуда усиливаемого

сигнала на входе УМ. Если использовать вариант АРР без «запаса», то при малой амплитуде сигнала на входе УМ, ШИМ-регулятор на это напряжение не отреагирует (из-за ограничения огибающей), напряжение питания УМ не изменится, и он перейдет в перенапряженный режим, что чревато недопустимыми нелинейными искажениями и расширением спектра выходного сигнала передатчика.

Определена величина требуемого «запаса», которая составила 0,075Етах для линейной АРР и 0,068Етах для нелинейной АРР (где Етах - максимальное напряжение питания усилителя). Показано, что данной величине «запаса», как в случае линейной, так и в случае нелинейной АРР, соответствует частота ограничения полосы тракта огибающей равная ширине полосы передаваемого канала В.

Скорректирована нелинейная функция регулирования с учетом введения «запаса» по напряжению, также скорректирована функция предкоррекции. Приведены характеристики УМ, а также результаты моделирования УМ с сигналом DRM+ с учетом коррекции нелинейной функции регулирования.

Уточнен закон распределения амплитуд сигнала цифрового радиовещания с учетом предкоррекции. Определен среднестатистический КПД УМ с учетом введения «запаса» по питающему напряжению для случаев линейной и нелинейной АРР. Значения КПД показаны в таблице 2.

Таблица 2 - Среднестатистический КПД усилителя мощности

Тип АРР Вид эксперимента Линейная АРР Нелинейная АРР Усилитель без АРР

с учетом и коррекции, но без учета «запаса» 0,42 0,6 0,15

с учетом и коррекции и «запаса» 0,37 0,48

В четвертой главе проведен анализ и исследование энергетических характеристик ШИМ-регулятора тракта огибающей УМ, построенного по

методу АРР по питанию, с помощью специально разработанного автором программного обеспечения. Принципиальная электрическая схема ШИМ-регулятора изображена на рисунке 7.

11 НмкГи И И шГй

; О

Ш0

О UU

; сг 0,22«

X

' >vo« Е

Рисунок 7 - Принципиальная электрическая схема ШИМ-регулятора

Также проведено исследование ШИМ-регулятора для случая увеличения тактовой частоты ШИМ и, соответственно, полосы заграждения ФНЧ с целью снижения порядка фильтра и, следовательно, потерь в его элементах. Показано, что увеличение полосы заграждения, наряду с уменьшением порядка фильтра с 3-го до 2-го, требует увеличения тактовой частоты ШИМ-регулятора с 6В до 20В (где В - ширина полосы частот сигнала цифрового радиовещания). При этом энергетический выигрыш от снижения потерь в элементах фильтра практически нивелируется ростом коммутативных потерь в транзисторе, вызванным повышением тактовой частоты. В результате был сделан вывод о нецелесообразности увеличения тактовой частоты ШИМ-регулятора.

Получены энергетические характеристики УМ с учетом КПД ШИМ-регулятора. Теоретически рассчитан среднестатистический КПД УМ с учетом КПД ШИМ-регулятора (см таблицу 3, раздел Теоретические результаты).

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод о том, что по среднестатистическому КПД УМ с нелинейной АРР превосходит УМ с линейной АРР. Кроме того, видно, что применение более высокой тактовой частоты ШИМ-регулятора, как было отмечено выше, не дает ощутимого выигрыша в КПД.

В пятой главе разработана компьютерная модель ШИМ-регулятора. С помощью данной модели исследованы энергетические характеристики ШИМ-

регулятора. Определен среднестатистический КПД УМ с учетом КПД ШИМ-регулятора. Проведено сравнение результатов моделирования с теоретическими результатами (см. таблицу 3).

Таблица 3 - Среднестатистический КПД усилителя мощности

—Тип АРР Линейная Нелинейная КПД УМ без

Вид эксперимента ~ .................... АРР АРР АРР

Бе! учета КПД ШИМ-регулятора 0,37 0.48 0,15

Теоретические результаты

С учетом КПД ШИМ-регулятора при fr = 6В* 0,35 0.45

С учетом КПД ШИМ-регулятора при fr = 20В 0,35 0.46

Моделирование

С учетом КПД ШИМ-регулятора при fr = 6В 0,33 0,42

С учетом КПД ШИМ-регулятора при fr = 20В 0,33 0,41

*В - ширина полосы частот сигнала цифрового радиовещания

Анализ данных, приведенных в таблице 3 показывает, что, как и в случае аналитического определения, КПД УМ с линейной АРР значительно уступает КПД УМ с нелинейной АРР (33% против 42% для тактовой частоты равной 6В). Также моделирование подтвердило теоретические результаты относительно того, что увеличение тактовой частоты ШИМ-регулятора (при сохранении полосы пропускания) не дает выигрыша в КПД, следовательно, использовать такой способ нецелесообразно. Для проверки данных, полученных по результатам аналитического расчета и моделирования, дополнительно был разработан натурный макет ШИМ-регулятора тракта огибающей УМ, построенного по методу АРР. На рисунке 8 приведены энергетические характеристики ШИМ-регулятора для теоретического случая,

т] 0.6 4

0.4 I.....;■-■--;

0.2 j • : i :.....f= =

0

0 10 20 30 40 50

Епит_УМ, В

-Макет — ' -Компьютерная модель--Теоретический результат

Рисунок 8 - Зависимость КПД ШИМ-регулятора от напряжения питания УМ

моделирования на компьютере и макетирования. Проведено сравнение данных, полученных в ходе натурного эксперимента с теоретическими результатами и результатами компьютерного моделирования.

Анализ приведенных зависимостей показывает, что результаты, полученные в ходе трех видов исследования, близки друг к другу. В области наиболее вероятных значений напряжения питания усилителя 14,9 - 24,4 В теоретическое значение КПД выше КПД макета на величину не более 5%. На том же интервале КПД, полученный на компьютерной модели, превышает КПД макета на величину не более 4%. Данное отличие в показателях КПД вызвано тем, что при его теоретическом определении и компьютерном моделировании в полном объеме сложно учесть все параметры и характеристики реального устройства.

В заключении приведены основные результаты, полученные в диссертации.

1) Разработана компьютерная модель УМ передатчика цифрового ОВЧ радиовещания, позволяющая исследовать энергетические характеристики УМ, в том числе, построенного по методу APP.

2) Введено понятие плавной нелинейной APP.

3) Показана необходимость введения «запаса» по питающему напряжению, рассчитана требуемая величина «запаса».

4) Аппроксимирована функция плавного нелинейного регулирования питающего напряжения УМ с APP.

5) Показана необходимость применения специальных методов коррекции характеристик Рвых=/(Рвх), Аср=/(Реых) усилителя мощности.

6) Аппроксимированы характеристики Рвых=/(Рвх) и Агр=/(Рвых) корректирующего нелинейного элемента.

7) Разработана компьютерная модель формирования сигнала цифрового радиовещания, позволяющая исследовать статистические характеристики сигнала, а также моделировать работу усилителя мощности при подаче на него сигнала цифрового радиовещания.

8) Получен закон распределения огибающей сигнала цифрового радиовещания стандарта DRM+ с учетом предкоррекции.

9) Даны рекомендации по выбору тактовой частоты ШИМ-регулятора тракта огибающей APP.

10) Создана специальная компьютерная программа для определения теоретических энергетических характеристик ШИМ-регулятора тракта огибающей АРР с учетом параметров элементов, входящих в схему регулятора.

11) Создан натурный макет ШИМ-регулятора тракта огибающей АРР. Данные полученные по результатам исследования макета подтвердили высокую энергетическую эффективность метода нелинейной АРР по питанию.

12) Показано, что применение нелинейной АРР по питанию позволяет существенно повысить КПД УМ передатчика цифрового ОВЧ радиовещания.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Дулов И.В., Иванюшкин Р.Ю. Проблематика построения передатчиков

цифрового радиовещания ОВЧ диапазона // T-Comm,

Телекоммуникации и транспорт. — 2010, №9 — с. 6 - 9.

2. Дулов И.В., Иванюшкин Р.Ю. Исследование энергетических

характеристик системы АРР каскада усиления мощности передатчика

цифрового ОВЧ радиовещания // T-Cornm, Телекоммуникации и транспорт. — Москва, 2011, №9 — с. 71-73.

3. Дулов И.В. Энергетика усилителя мощности цифрового ОВЧ радиовещания с линейной и нелинейной АРР по питающему напряжению // Журнал радиоэлектроники (электронный журнал) URL:http://jre.cplire.ru/jre/marl2/9/text.pdf (дата обращения 08.04.2013). — ИРЭ РАН, 2012, №3.

4. Дулов И.В., Иванюшкин Р.Ю. Исследование энергетической эффективности передатчика цифрового радиовещания с автоматической регулировкой режима по питанию // Электросвязь. — 2013, №1—с. 46-47.

5. Дулов И.В., Иванюшкин Р.Ю. Проблематика построения новых вещательных ОВЧ передатчиков стандарта DRM // INTERMATIC-2009, Материалы Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» / Под ред. члена-корреспондента РАН Сигова A.C. — Москва, 7-11 декабря 2009 г. —т. 4 —с. 215-217.

6. Дулов И.В. Моделирование усилителя мощности сигналов OFDM в среде AWR // INTERMATIC-2009, Материалы Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» / Под ред. члена-корреспондента РАН Сигова A.C. — Москва, 7-11 декабря 2009 г. — т. 3 — с. 117-120.

7. Дулов И.В. Моделирование сигналов систем цифрового радиовещания DRM, DRM+ и AVIS в программном пакете AWR // 12-я Международная конференция и выставка «Цифровая обработка сигналов и ее применение -DSPA 2010», доклады. — Москва, 2010. — с. 288 -290.

8. Дулов И.В. Обзор современных стандартов цифрового радиовещания, перспективных для внедрения в России// 12-я Международная конференция и выставка «Цифровая обработка сигналов и ее применение — DSPA 2010», доклады. — Москва, 2010. — с. 286 -287.

9. Дулов И.В., Иванюшкин Р.Ю. Применение метода АРР для построения вещательных ОВЧ передатчиков систем цифрового радиовещания // Материалы VII Международной научно-технической конференции, INTERMATIC - 2010. — Москва: МИРЭА, 2010 — с. 150-154.

10. Дулов И.В., Иванюшкин Р.Ю. Моделирование тракта огибающей системы АРР вещательного передатчика // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 9-й международной научно-технической конференции / Под ред. А.Г. Самойлова и др. — Владимир, 2011. — т. 2 — с. 138-141.

П.Дулов И.В. Энергетическая эффективность системы АРР передатчика цифрового ОВЧ радиовещания с учетом статистики огибающей входного сигнала // Материалы Международной научно-технической конференции, INTERMATIC - 2011. — Москва: МИРЭА, 2011. — т. 3 — с. 97-100.

12. Дулов И.В. Исследование системы АРР с линейным и нелинейным законом регулирования для передатчиков цифрового радиовещания // V Всероссийская научно-техническая конференция "Радиолокация и радиосвязь" 21-25 ноября 2011 г, доклады. — Москва: ИРЭ РАН, 2011. — с. 443-447.

13. Акопян Н.М., Баханович В.В., Дулов И.В., и др. Архитектуры построения передатчиков цифрового телерадиовещания с повышенным КПД. — Москва: RDC 2012, 67-я всероссийская конференция с международным участием, 2012.

14. Дулов И.В. Влияние АРР по питающему напряжению на амплитудную и фазо-амплитудную характеристики усилителя мощности цифрового радиовещания // RDC 2012, 67-я всероссийская конференция с международным участием, —Москва, 16-17 мая 2012 г. — с. 440-443.

15. Дулов И.В. Вопросы применения АРР в передатчиках цифрового радиовещания ОВЧ диапазона // Материалы Международной научно-технической конференции INTERMATIC - 2012. — Москва: МИРЭА, 2012. — т. 6 —с. 71-74.

16. Дулов И.В. Применение метода АРР в усилителях мощности сигнала Б11М+ // V Всероссийская научно-техническая конференция "Радиолокация и радиосвязь". — Москва, 2012. — т. 2 — с. 88-92.

17. Дулов И.В., Иванюшкин Р.Ю., Синева И.С. Исследование тракта огибающей усилителя мощности сигнала цифрового ОВЧ-радиовещания с АРР // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 10-й международной научно-технической конференции / Под ред. А.Г. Самойлова—Владимир, 2013. — т. 2 — с. 123-125.

Заказ № 09-А/07/2013 Подписано в печать 02.007.2013 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1.2

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 www.cfr.ru; e-maitzak@cfr.ru

Московский технический университет связи и информатики

04201361211) и

^ На правах рукописи

Дулов Иван Валерьевич

Исследование и разработка тракта усиления мощности передатчика цифрового радиовещания диапазона ОВЧ

Специальность: 05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель Иванюшкин Роман Юрьевич к.т.н., доцент

Москва 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...........................................................................................................................6

1 Проблематика построения передатчиков цифрового радиовещания диапазона ОВЧ.................................................................................................................................16

1.1 Анализ перспективных для РФ стандартов ЦРВ ОВЧ диапазона,....................16

1.2 Анализ основных проблем построения тракта усиления мощности передатчика цифрового вещания диапазона ОВЧ...........................................................................18

1.3 Критерии качества сигнала на выходе передатчика системы цифрового радиовещания................................................................................................................19

1.3.1 Обзор критериев...................................................................................................19

1.3.2 Спектральная маска.............................................................................................20

1.3.3 Характеристика MER...........................................................................................21

1.3.4 Точечная (констелляционная) диаграмма.........................................................22

1.4 Методы повышения энергетической эффективности тракта усиления мощности, перспективные для ОВЧ передатчика ЦРВ............................................23

1.4.1 Обзор методов......................................................................................................23

1.4.2 Метод Л. Кана.......................................................................................................24

1.4.3 Метод дефазирования (метод М. Ширекса)......................................................27

1.4.4 Метод АРР.............................................................................................................32

1.4.5 Сравнительный анализ методов повышения энергетической эффективности...............................................................................................................35

1.5 Методы линеаризации тракта усиления мощности, перспективные для передатчика ЦРВ ОВЧ диапазона...............................................................................38

1.5.1 Обзор методов линеаризации..............................................................................38

1.5.2 Метод «связь вперед»..........................................................................................39

1.5.2 Линеаризация отрицательной обратной связью...............................................42

1.5.3 Линеаризация предыскажением.........................................................................43

1.5.4 Адаптивная коррекция.........................................................................................45

1.5.5 Сравнительный анализ методов линеаризации УМ.........................................47

1.6 Выводы по главе 1...................................................................................................49

2 Исследование энергетических характеристик усилителя мощности с АРР по

питанию..........................................................................................................................52

2.1 Задачи исследования...............................................................................................52

2.2 Построение компьютерной модели усилителя мощности и оценка его энергетических характеристик....................................................................................53

2.3 Оценка величины АФК УМ без АРР....................................................................58

2.4 Теоретический расчет КПД усилителя мощности...............................................59

2.5 Моделирование работы усилителя мощности с сигналом цифрового радиовещания................................................................................................................61

2.6 Моделирование работы АРР..................................................................................63

2.6.1 Общие замечания.................................................................................................63

2.6.2 Линейная АРР.......................................................................................................64

2.6.3 Нелинейная АРР...................................................................................................71

2.7 Исследование зависимости эквивалентного сопротивления каскада УМ по постоянному току от напряжения питания................................................................78

2.8 Оценка величины АФК УМ с АРР........................................................................81

2.9 Закон распределения амплитуд огибающей сигнала цифрового радиовещания................................................................................................................82

2.10 Определение среднестатистического КПД усилителя мощности...................86

2.11 Выводы по главе 2.................................................................................................87

3 Исследование влияния АРР по питающему напряжению на выходной сигнал усилителя мощности.....................................................................................................89

3.1 Общие замечания....................................................................................................89

3.2 Моделирование усилителя мощности с АРР при работе....................................90

с сигналом ЦРВ.............................................................................................................90

3.3 Коррекция характеристик усилителя с АРР.........................................................92

3.4 Функция регулирования питающего напряжения с учетом коррекции и

«запаса» по питающему напряжению.......................................................................100

3.4.1 Оценка величины «запаса» по питающему напряжению и необходимой полосы пропускания тракта огибающей...................................................................100

3.4.2 Влияние «запаса» по питающему напряжению на КПД

усилителя мощности...................................................................................................106

3.4.3 Характеристики усилителя мощности с АРР с учетом «запаса» по питающему напряжению............................................................................................108

3.4.4 Моделирование усилителя мощности с АРР при работе с сигналом ЦРВ с учетом «запаса» по питающему напряжению.........................................................115

3.4.5 Коррекция характеристик усилителя с АРР с «запасом» по питанию.........116

3.5 Закон распределения амплитуд огибающей сигнала цифрового радиовещания с учетом коррекции входного сигнала и «запаса» по питанию.............................122

3.6 Расчет среднестатистического КПД усилителя мощности с учетом коррекции выходного сигнала и «запаса» по питанию..............................................................125

3.7 Выводы по главе 3.................................................................................................126

4 Исследование тракта огибающей АРР...................................................................128

4.1 Влияние энергетической эффективности тракта огибающей на КПД усилителя мощности......................................................................................................................128

4.2 Разработка тракта огибающей.............................................................................129

4.3 Разработка выходного ФНЧ ШИМ-регулятора.................................................134

4.4 Уменьшение порядка выходного фильтра........................................................137

4.5 Расчетное соотношение для КПД ШИМ-регулятора........................................140

4.6 Теоретическая оценка энергетической эффективности

ШИМ- регулятора.......................................................................................................141

4.7 Энергетические характеристики УМ с АРР с учетом тракта огибающей.....147

4.8 Выводы по главе 4.................................................................................................150

5 Моделирование и макетирование тракта огибающей..........................................151

5.1 Задачи моделирования и макетирования............................................................151

5.2 Построение компьютерной модели и исследование энергетических характеристик тракта огибающей.............................................................................152

5.3 Натурное макетирование ШИМ-регулятора......................................................158

5.3.1 Общие вопросы построения макета и его описание...............................!.......158

5.3.2 Схема рабочего места для проведения натурного эксперимента.................160

5.3.3 Методика проведения эксперимента................................................................161

5.3.4 Результаты натурного эксперимента на макете ШИМ-регулятора..............162

5.4 Выводы по главе 5.................................................................................................166

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................................................168

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..................................................172

Приложение 1. Листинг программы для аналитического расчета энергетики

ШИМ-регулятора........................................................................................................183

Приложение 2. Акты внедрения............................................................187

Введение

Актуальность исследования

Сегодня многие развитые страны мира активно внедряют цифровые системы радиовещания взамен аналоговых. В России этот процесс пока находится на начальном этапе. Основные преимущества цифрового радиовещания перед аналоговым следующие:

а) значительная экономия частотного ресурса, например, в полосе частот шириной 207 кГц аналоговая система радиовещания ОВЧ диапазона позволяет передавать одну программу, в то время как, к примеру, отечественный цифровой стандарт ОВЧ диапазона РАВИС [1] в полосе частот 250 кГц позволяет передавать до 10-ти программ с тем же качеством;

б) несколько меньшая мощность радиопередатчиков при сохранении размеров зоны покрытия, что приводит к уменьшению потребляемой мощности и уменьшению нагрева усилительных приборов радиопередающей аппаратуры при условии одинаковости КПД;

в) возможность предоставления пользователю дополнительных мультимедийных сервисов: информация о пробках на дорогах, прогноз погоды, изображения обложек проигрываемых музыкальных альбомов и т.п.;

г) возможность организации одночастотной радиовещательной сети (англ. SFN-Single Frequency Network) [2, 3] - в этом случае используются несколько передатчиков, покрывающих соседние зоны, работающих на одной и той же центральной частоте и передающих одни и те же программы (один и тот же мультиплекс). При этом на приемной стороне, не происходит никакого мешающего влияния сигналов от разных передатчиков друг на друга. Такое решение позволяет значительно сэкономить частотный ресурс. Аналоговые же системы радиовещания очень чувствительны к взаимной интерференции сигналов и многолучевости, потому аналоговые сети функционируют по многочастотному принципу. Вещание на одних и тех же частотах, когда речь идет об аналоговых

системах, ведется только на территориях, находящихся на большом расстоянии друг от друга.

Решение о том, какой из стандартов цифрового радиовещания ОВЧ диапазона выбрать на территории России пока не принято. Однако можно сказать, что наиболее перспективными для внедрения на территории России, являются стандарты ОЯМ+, РАВИС и ЭАВ+ [4].

При внедрении в диапазоне ОВЧ цифрового радиовещания возникает целый ряд специфических проблем касательно построения радиопередатчиков. Традиционно в аналоговом радиовещании ОВЧ диапазона используются сигналы с частотной модуляцией, амплитуда которых постоянна. Это позволяет строить передатчики, использующие нелинейные режимы усиления мощности и имеющие высокие энергетические показатели.

В цифровом радиовещании, в частности диапазона ОВЧ, применяется сигнал с частотным мультиплексированием (ОРБМ-сигнал). Данный тип сигнала характеризуется переменной огибающей и высоким значением пик-фактора. Это означает, что к усилителям мощности (УМ) сигнала цифрового ОВЧ радиовещания предъявляются высокие требования по части линейности амплитудной и равномерности фазо-амплитудной характеристик. Следовательно, в таких УМ необходимо применять линейные режимы работы, отличающиеся низкой энергетической эффективностью. Помимо этого, при построении УМ цифрового ОВЧ радиовещания, должны использоваться высоколинейные усилительные приборы, стоимость которых значительно превышает стоимость усилительных приборов, использующихся при построении нелинейных трактов усиления.

В настоящее время существуют различные методы, направленные на повышение энергетической эффективности УМ при усилении сигналов с непостоянной огибающей. К числу наиболее эффективных методов относятся:

1) метод Л. Кана [5, 6, 7];

2) метод дефазирования [6];

3) метод автоматической регулировки режима (АРР) по питанию [6, 7].

Усилитель мощности, построенный по методу Л. Кана, очень чувствителен к рассинхронизации сигналов в НЧ и ВЧ трактах. Следует отметить, что требования к задержкам в НЧ и ВЧ трактах при использовании метода Кана тем жестче, чем шире полоса передаваемого сигнала. При дефазировании требуется обеспечить высокую идентичность двух трактов по коэффициентам усиления и по фазе, кроме того, комплексные нагрузочные сопротивления усилителя могут принимать значения включая ноль и бесконечность, что усложняет его построение.

Наличие данных недостатков делает крайне затруднительным применение этих методов в передатчиках цифрового радиовещания ОВЧ диапазона, где ширина полосы канала составляет 100 - 250 кГц. Таких принципиальных трудностей нет в случае применения метода APP. Также в пользу применения метода АРР говорит то, что, в отличие от метода J1. Кана, никаких нелинейных преобразований над исходным сигналом не производится.

Учитывая вышеназванные проблемы, повышение энергетических характеристик УМ передатчика цифрового радиовещания ОВЧ диапазона с помощью метода АРР по питающему напряжению является актуальным предметом исследования, предпринятого в данной работе.

Степень разработанности темы

Впервые АРР по питающему напряжению была предложена, применительно к однополосным передатчикам, советскими специалистами Б.М. Рассадиным и К.С. Полянским-Майковым в 1953 г [8]. Дальнейшее развитие этот метод получил в работах В.М. Розова и В.Ф. Кузьмина (1969 г.) [9], которыми было показано как полное плавное регулирование питающего напряжения, так и неполное регулирование с начальным порогом, а также дискретное (ступенчатое) регулирование питающего напряжения.

Большой вклад в развитие данного метода в 70-е — 80-е г.г. 20 века внесла группа разработчиков под руководством А.Д. Артыма [10] в составе М.В. Кондратьева, А.Е. Антонова, A.B. Тюрина. В частности этим коллективом была

исследована энергетическая эффективность АРР, а также нелинейные искажения, возникающие при использовании АРР в усилителе однополосного сигнала.

Сегодня к АРР проявляют интерес и зарубежные специалисты. Так, применению АРР (англ. Envelope Tracking) в УМ OFDM сигналов (применительно к технологиям WLAN и WCDMA), посвящен целый ряд работ коллектива из США под руководством Питера Асбека (Peter Asbeck), Дональда Кимбала (Donald Kimball) и Лоуренса Ларсена (Lawrence Larson) [11, 12]. Также передатчики цифрового телевидения DVB-T с УМ, построенными по методу АРР, разрабатывает французская компания Thomson [13].

Объектом исследования является УМ передатчика сигналов цифрового радиовещания диапазона ОВЧ, построенный на основе метода АРР по питающему напряжению.

Предмет исследования - энергетическая эффективность и показатели качества УМ передатчика цифрового радиовещания диапазона ОВЧ, построенного по методу АРР.

Цель исследования - определение возможности и целесообразности применения метода АРР по питающему напряжению для повышения энергетической эффективности УМ передатчика цифрового радиовещания диапазона ОВЧ.

Задачи исследования:

а) сравнительный обзор методов повышения энергетической эффективности и линеаризации УМ сигналов с непостоянной огибающей;

б) компьютерное моделирование и сравнительный анализ энергетической эффективности усилителя мощности с линейной и нелинейной АРР;

в) анализ влияния АРР на линейность характеристики Рвых=/(Рвх) и равномерность характеристики Л(р~/(Рвых) усилителя мощности;

г) оценка энергетического выигрыша от использования АРР с учетом статистических характеристик сигнала цифрового радиовещания;

д) оценка величины необходимого «запаса» регулирования питающего напряжения для обеспечения требуемых показателей качества;

е) исследование влияния АРР на выходной сигнал усилителя мощности;

ж) анализ требуемых характеристик корректирующего элемента для линеаризации усилителя мощности;

з) аналитическое определение энергетических характеристик тракта огибающей усилителя мощности, построенного по методу АРР;

и) моделирование тракта огибающей усилителя мощности, построенного по методу АРР. Исследование его энергетических характеристик на модели;

к) экспериментальное исследование энергетических характеристик усилителя мощности с АРР на основе натурного макета тракта огибающей.

Методы исследования

Решение представленных выше задач было выполнено с использованием: компьютерного моделирования, методов теории вероятностей и математической статистики, математического анализа, теории цепей, спектрального анализа, численных методов, гармонического анализа, а также натурного макетирования.

Обоснованность научных результатов определяется:

а) применением апробированных методик расчета и моделирования;

б) применением специализированных систем автоматизированного проектирования (САПР), с мощным математическим аппаратом, достоверность результатов которых подтверждена на практике;

в) использованием компьютерных моделей элементов, разработанных самими производителями элементов, которые максимально полно отражают свойства и характеристики реальных элементов;

г) частичным совпадением полученных результатов с известными результатами, опубликованными в открытой печати и литературе.

Достоверность результатов работы подтверждена результатами сравнения данных теории, компьютерного моделирования и натурного макетиро