🗊Презентация Аппаратный модуль генерации белого шума

Категория: Технология
Нажмите для полного просмотра!
Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №1Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №2Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №3Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №4Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №5Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №6Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №7Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №8Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №9Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №10Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №11Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №12Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №13Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №14Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №15Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №16Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №17Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №18Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №19Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №20Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №21Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №22Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №23Аппаратный модуль генерации белого шума, слайд №24
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Аппаратный модуль генерации белого шума. Доклад-сообщение содержит 24 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


Аппаратный модуль генерации белого шума Научно-исследовательская работа студента группы А08-01 Канышева Антона
Описание слайда:
Аппаратный модуль генерации белого шума Научно-исследовательская работа студента группы А08-01 Канышева Антона

Слайд 2


В рамках данной НИРС требовалось разработать: Структурная схема аппаратного модуля генерации белого шума; Электрическая принципиальная схема аппаратного модуля генерации белого шума; Проект печатной платы аппаратного модуля генерации белого шума; Конструкторская документация на аппаратный модуль генерации белого шума. Опытный образец аппаратного модуля генерации белого шума;
Описание слайда:
В рамках данной НИРС требовалось разработать: Структурная схема аппаратного модуля генерации белого шума; Электрическая принципиальная схема аппаратного модуля генерации белого шума; Проект печатной платы аппаратного модуля генерации белого шума; Конструкторская документация на аппаратный модуль генерации белого шума. Опытный образец аппаратного модуля генерации белого шума;

Слайд 3


Общие теоретические сведения о генераторах радиошума Принцип действия генераторов шума основан на свойствах лавинного пробоя перехода диода. В начальной стадии лавинного пробоя процесс ударной ионизации оказывается неустойчивым: ударная ионизация возникает, срывается, возникает вновь в тех местах перехода, где оказывается в данный момент достаточная напряженность электрического поля. Результатом случайной неравномерности генерации новых носителей заряда при ударной ионизации являются шумы, которые характерны для определенного диапазона токов.
Описание слайда:
Общие теоретические сведения о генераторах радиошума Принцип действия генераторов шума основан на свойствах лавинного пробоя перехода диода. В начальной стадии лавинного пробоя процесс ударной ионизации оказывается неустойчивым: ударная ионизация возникает, срывается, возникает вновь в тех местах перехода, где оказывается в данный момент достаточная напряженность электрического поля. Результатом случайной неравномерности генерации новых носителей заряда при ударной ионизации являются шумы, которые характерны для определенного диапазона токов.

Слайд 4


Была выбрана следующая структурная схема модуля:
Описание слайда:
Была выбрана следующая структурная схема модуля:

Слайд 5


Выбор генератора несущей частоты
Описание слайда:
Выбор генератора несущей частоты

Слайд 6


Выбор смесителей Первый канал (100 МГц – 2000 МГц) Микросхема MAMXES0117 производителя M/A-COM Technology. Предназначена для диапазона 80 – 2500 МГц.
Описание слайда:
Выбор смесителей Первый канал (100 МГц – 2000 МГц) Микросхема MAMXES0117 производителя M/A-COM Technology. Предназначена для диапазона 80 – 2500 МГц.

Слайд 7


Выбор смесителей Второй канал (2000 – 6000 МГц) Микросхема HMC1048 производителя Analog Devices. Предназначена для диапазона 2-18 ГГц
Описание слайда:
Выбор смесителей Второй канал (2000 – 6000 МГц) Микросхема HMC1048 производителя Analog Devices. Предназначена для диапазона 2-18 ГГц

Слайд 8


Выбор смесителей Третий канал (6000 – 12 000 МГц) Микросхема HMC558LC3B производителя Analog Devices. Предназначена для диапазона 5.5 – 14 ГГц
Описание слайда:
Выбор смесителей Третий канал (6000 – 12 000 МГц) Микросхема HMC558LC3B производителя Analog Devices. Предназначена для диапазона 5.5 – 14 ГГц

Слайд 9


Выбор усилителей Первый и второй канал (100 – 6000 МГц) Микросхема TQP369182. Данный усилитель является радиочастотным усилителем, обеспечивающим широкую полосу пропускания при усилении до 20.7 дБ на частоте 1.9 ГГц и типичный шум в 3.9 дБ
Описание слайда:
Выбор усилителей Первый и второй канал (100 – 6000 МГц) Микросхема TQP369182. Данный усилитель является радиочастотным усилителем, обеспечивающим широкую полосу пропускания при усилении до 20.7 дБ на частоте 1.9 ГГц и типичный шум в 3.9 дБ

Слайд 10


Выбор усилителей Третий канал (6 – 12 ГГц) Микросхема AMMP-6220. Данная микросхема является низкошумящим усилителем с полосой пропускания от 6 ГГц до 20 ГГц, обеспечивающая усиление в 22 дБ и типичный шум в 2.5 дБ
Описание слайда:
Выбор усилителей Третий канал (6 – 12 ГГц) Микросхема AMMP-6220. Данная микросхема является низкошумящим усилителем с полосой пропускания от 6 ГГц до 20 ГГц, обеспечивающая усиление в 22 дБ и типичный шум в 2.5 дБ

Слайд 11


Усиление сигнала генератора несущей Микросхема HMC1049LP5E. Обладает усилением в 14.5 дБ, полосой пропускания в 0.3-20 ГГц и типичным шумом в 1.8 дБ
Описание слайда:
Усиление сигнала генератора несущей Микросхема HMC1049LP5E. Обладает усилением в 14.5 дБ, полосой пропускания в 0.3-20 ГГц и типичным шумом в 1.8 дБ

Слайд 12


Выбор схемы генерации шума Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. В рамках данной НИРС требовалось создание генератора белого шума. Белый шум — стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот.
Описание слайда:
Выбор схемы генерации шума Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. В рамках данной НИРС требовалось создание генератора белого шума. Белый шум — стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот.

Слайд 13


Выбор схемы генерации шума Были рассмотрены две схемы генерации шума, фигурирующие в статьях A Broadband Random Noise Generator от Linear Technology, авторства Джима Уильямса и Building a Low-Cost White-Noise Generator от Maxim Integrated. Схема LT является генератором белого шума с регулируемой полосой пропускания. Регулирование полосы пропускания данного генератора ведется с помощью изменения номинала конденсатора. Схема MI основана на усилении шума генерируемого диодом Зенера.
Описание слайда:
Выбор схемы генерации шума Были рассмотрены две схемы генерации шума, фигурирующие в статьях A Broadband Random Noise Generator от Linear Technology, авторства Джима Уильямса и Building a Low-Cost White-Noise Generator от Maxim Integrated. Схема LT является генератором белого шума с регулируемой полосой пропускания. Регулирование полосы пропускания данного генератора ведется с помощью изменения номинала конденсатора. Схема MI основана на усилении шума генерируемого диодом Зенера.

Слайд 14


Работа рассмотренных схем Основной проблемой генератора Linear Technologies является узкая полоса выходного шума. Максимальная полоса, на которой шум все еще можно считать белым является DC-1 МГц, т.к. далее шум становится розовым.
Описание слайда:
Работа рассмотренных схем Основной проблемой генератора Linear Technologies является узкая полоса выходного шума. Максимальная полоса, на которой шум все еще можно считать белым является DC-1 МГц, т.к. далее шум становится розовым.

Слайд 15


Работа рассмотренных схем На ЛАФЧХ работы схемы Maxim Integrated отображены, снизу вверх: Фоновый шум компонентов, снимаемый при выключенной цепи Шум LNA усилителей, при выключенном диоде Общий шум схемы при пробое 10 мА и 60 мА диода соответственно Из ЛАФЧХ видно, что даже максимальном усилении, обеспечиваемом выбранным каскадом, (38 дБ ~ 40 дБ) сигнал не поднимается выше ~-45 дБ. Однако, в отличие от первой предложенной схемы, данная реализация обладает большей линейностью амплитудной характеристики на всем диапазоне частот. Таким образом, для дальнейшей разработки была выбрана именно эта схема.
Описание слайда:
Работа рассмотренных схем На ЛАФЧХ работы схемы Maxim Integrated отображены, снизу вверх: Фоновый шум компонентов, снимаемый при выключенной цепи Шум LNA усилителей, при выключенном диоде Общий шум схемы при пробое 10 мА и 60 мА диода соответственно Из ЛАФЧХ видно, что даже максимальном усилении, обеспечиваемом выбранным каскадом, (38 дБ ~ 40 дБ) сигнал не поднимается выше ~-45 дБ. Однако, в отличие от первой предложенной схемы, данная реализация обладает большей линейностью амплитудной характеристики на всем диапазоне частот. Таким образом, для дальнейшей разработки была выбрана именно эта схема.

Слайд 16


Разработка электрической принципиальной схемы На основе технической документации микросхемы ADF5355 было разработано следующее схемотехническое решение подключения микросхемы.
Описание слайда:
Разработка электрической принципиальной схемы На основе технической документации микросхемы ADF5355 было разработано следующее схемотехническое решение подключения микросхемы.

Слайд 17


Разработка электрической принципиальной схемы В отличии от схемы, предлагаемой Maxim Integrated, реализованная схема генератора шума включает в себя каскад из 2 – 4 усилителей, вместо 2. Включение дополнительных усилителей в каскад осуществляется напайкой резисторов-перемычек, обладающих сопротивлением в 0 Ом.
Описание слайда:
Разработка электрической принципиальной схемы В отличии от схемы, предлагаемой Maxim Integrated, реализованная схема генератора шума включает в себя каскад из 2 – 4 усилителей, вместо 2. Включение дополнительных усилителей в каскад осуществляется напайкой резисторов-перемычек, обладающих сопротивлением в 0 Ом.

Слайд 18


Разработка электрической принципиальной схемы На рисунке справа видно реализацию каскадов усиления каждого канала. На схеме видно смесители, усилители и выходные разъемы каждого канала. Каждый канал обладает несколькими SMA разъемами, для облегчения процесса отладки платы. Разъемы позволят снимать спектр сигнала в любой точке схемы. Каждый из каналов имеет общую схему генерации шума. Схема генерации несущей частоты так же одинакова для первого и второго каналов.
Описание слайда:
Разработка электрической принципиальной схемы На рисунке справа видно реализацию каскадов усиления каждого канала. На схеме видно смесители, усилители и выходные разъемы каждого канала. Каждый канал обладает несколькими SMA разъемами, для облегчения процесса отладки платы. Разъемы позволят снимать спектр сигнала в любой точке схемы. Каждый из каналов имеет общую схему генерации шума. Схема генерации несущей частоты так же одинакова для первого и второго каналов.

Слайд 19


Разработка электрической принципиальной схемы На рисунке справа представлена архитектура питания платы. На плату поступает входное напряжение, равное 12 вольтам. Каждый канал требует напряжения номиналов 3.3 вольта, 2.5 вольта и 5 вольт для питания генератора несущей частоты и питания активных усилителей. Для каждого канала выделены свои ветви преобразования каждого номинала. Так же каждый канал требует напряжения 14 вольт для питания схемы генерации шума, однако данная ветвь не потребляет большой мощности, так что объединена в одну. Так же отдельная ветвь в 3.3 вольта выделена для питания микроконтроллера.
Описание слайда:
Разработка электрической принципиальной схемы На рисунке справа представлена архитектура питания платы. На плату поступает входное напряжение, равное 12 вольтам. Каждый канал требует напряжения номиналов 3.3 вольта, 2.5 вольта и 5 вольт для питания генератора несущей частоты и питания активных усилителей. Для каждого канала выделены свои ветви преобразования каждого номинала. Так же каждый канал требует напряжения 14 вольт для питания схемы генерации шума, однако данная ветвь не потребляет большой мощности, так что объединена в одну. Так же отдельная ветвь в 3.3 вольта выделена для питания микроконтроллера.

Слайд 20


Разработка печатной платы Разработанная печатная плата обладает габаритными размерами 203.801х115.801х1.5 мм, содержит в себе 2580 переходных отверстий, 18 различных полигонов, 6293 дорожки, 423 компонента.
Описание слайда:
Разработка печатной платы Разработанная печатная плата обладает габаритными размерами 203.801х115.801х1.5 мм, содержит в себе 2580 переходных отверстий, 18 различных полигонов, 6293 дорожки, 423 компонента.

Слайд 21


Разработка печатной платы При разработке топологии проводников радиочастотной части учитывался импеданс дорожек. Толщина проводников и ширина зазоров подбиралась таковой, чтобы сохранить импеданс в 50 Ом. Таким образом для каждого из каналов было получено следующее значение: Толщина проводников: 0.45мм Зазоры с проводниками: 0.5 мм Отступ маски от проводника: 0.75 мм
Описание слайда:
Разработка печатной платы При разработке топологии проводников радиочастотной части учитывался импеданс дорожек. Толщина проводников и ширина зазоров подбиралась таковой, чтобы сохранить импеданс в 50 Ом. Таким образом для каждого из каналов было получено следующее значение: Толщина проводников: 0.45мм Зазоры с проводниками: 0.5 мм Отступ маски от проводника: 0.75 мм

Слайд 22


Разработка печатной платы На рисунке слева отображена компоновка слоев печатной платы. Ядра выполнены из материала RO4003, с базовой толщиной 0.203 мм, толщиной меди 18 мкм, обладающего диэлектрической проницаемостью 3.38. Препрег выполнен из материала RO4450B.
Описание слайда:
Разработка печатной платы На рисунке слева отображена компоновка слоев печатной платы. Ядра выполнены из материала RO4003, с базовой толщиной 0.203 мм, толщиной меди 18 мкм, обладающего диэлектрической проницаемостью 3.38. Препрег выполнен из материала RO4450B.

Слайд 23


Разработка печатной платы На рисунке 39 представлен участок топологии одного из каналов генерации шума. На рисунке видно топологию микросхемы DA2 – генератора несущей частоты ADF5355, видно топологию генератора шума и один из низкошумящих усилителей DA6 - HMC1049LP5E. Видно, что все проводники передающие высокочастотный сигнал не покрыты маской и поворачивают плавно, а не под острыми углами. Сделано это для выравнивания 50-ти омного импеданса и защиты от краевых эффектов.
Описание слайда:
Разработка печатной платы На рисунке 39 представлен участок топологии одного из каналов генерации шума. На рисунке видно топологию микросхемы DA2 – генератора несущей частоты ADF5355, видно топологию генератора шума и один из низкошумящих усилителей DA6 - HMC1049LP5E. Видно, что все проводники передающие высокочастотный сигнал не покрыты маской и поворачивают плавно, а не под острыми углами. Сделано это для выравнивания 50-ти омного импеданса и защиты от краевых эффектов.

Слайд 24


Заключение В рамках данной научно-исследовательской работы студента была выполнена разработка аппаратного модуля генерации белого шума. Была разработана структурная схема, электрическая принципиальная схема, проект печатной платы и конструкторская документация аппаратного модуля генерации шума. В настоящий момент ведется производство данной платы и закупка необходимых комплектующих для дальнейшего монтажа печатной платы и тестирования.
Описание слайда:
Заключение В рамках данной научно-исследовательской работы студента была выполнена разработка аппаратного модуля генерации белого шума. Была разработана структурная схема, электрическая принципиальная схема, проект печатной платы и конструкторская документация аппаратного модуля генерации шума. В настоящий момент ведется производство данной платы и закупка необходимых комплектующих для дальнейшего монтажа печатной платы и тестирования.

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию