Análisis periódico de estado estacionario para amplificador de clase C

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Estoy trabajando en un amplificador simple de Clase C que no es lineal, por lo que no se pudo usar el análisis de CA convencional. En su lugar, se debe utilizar el análisis del estado estacionario periódico.

El contexto de esta pregunta es entender el análisis de PSS en su totalidad antes de aplicarlo para analizar mi amplificador de clase C.

Para la página 2 en Análisis de circuito asistido por computadora Herramientas para la simulación RFIC: algoritmos, características y limitaciones , ¿podría alguien explicar con más detalle la siguiente declaración?

  

considere la simulación de osciladores de alta Q. Estos también requieren simulaciones transitorias muy largas; una Q de 10 000 sugiere que el tiempo transitorio de activación a partir de un estado inicial de cero será del orden de 10 000 ciclos del período de oscilación

Editar: Para fines de aclaración.

La segunda captura de pantalla a continuación muestra que el tiempo transitorio de activación es de aproximadamente dos microsegundos.

Al utilizar la ecuación (8.56) que se muestra en la tercera captura de pantalla a continuación, se obtiene Qtot = 628.318530718

Sin embargo, a partir del artículo analizado anteriormente, el autor afirmó que el tiempo transitorio de activación será del orden de los ciclos ' Qtot ' del período de oscilación (en este caso, el período es 1 / 15.9154943092Meg)

Lo que tengo del cálculo es 31.8309886184 ciclos (2us dividido por 1 / 15.9154943092Meg).

¿Podría alguien sugerir por qué obtengo dos valores 'Qtot' diferentes utilizando una metodología de cálculo diferente?

Corríjame si me equivoco en alguno de los pasos de cálculo.

    
pregunta kevin998x

1 respuesta

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En los osciladores de Q alta, es muy difícil cambiar la cantidad de energía involucrada en la oscilación.

Tome un simple low-Q oscilador RLC como este:

Enestetipodecircuito,laQdeltanqueLC(principalmenteL1yC1)noesmuyalta.AlgocomounaQde100deberíaseralcanzableenlasfrecuenciasdeRF.Enunchipoparafrecuenciasmuyaltas,Qpodríasermuchomásbajo,comoQ=10.

TeneruntanquedebajaQsignificaquesinohubierauncircuitoactivoparamantenerlaoscilaciónenmarcha,laoscilaciónseextinguiríadespuésdeunospocosciclos(delafrecuenciadeoscilación).Latareadelcircuitoactivoesbombearenergíaaltanqueparamantenerlaoscilaciónenmarcha.

Puedesimularfácilmentedichoscircuitos,tambiénenunasimulaciónPSS,porqueelosciladorresponderápidamente(dentrodeunospocosciclos)acualquiercambio.

NoveamosunosciladordealtaQcomoesteOsciladordecristal:

Comoeltanque,utilizauncristalquepuedemodelarsecomountanqueRLCalto-Qcomoeste:

UncristalsecomportacomountanqueRLCmuydebajapérdida(y,porlotanto,dealtaQ).EstosemodelaaltenerunmodeloconunC1muypequeño(unaspocasfemtoFarad)yunL1muygrande(unospocosmilliHenry).NoesraroquelosCristalestenganunfactorQdelordende100000(100k).CompareesoconunfactorQ=100queyaesbastantebuenoparauncircuitoquesolousacondensadoreseinductores.

EstohacequeparauntanqueQmuyaltoyelresultadodeestoesquetomamuchosciclosparaqueserealicencambiosconrespectoalasseñaleseneltanque.Escomosilaenergíaestuviera"atrapada" dentro del tanque (la energía alterna entre C1 y L1) y solo se pueden agregar o eliminar pequeñas porciones de energía del tanque en cada ciclo.

El resultado es que es muy poco práctico simular osciladores de muy alta Q utilizando una simulación PSS o incluso una simulación transitoria. Es necesario simular muchos ciclos para simular, por ejemplo, el comportamiento de inicio. Para un oscilador de cristal de 25 MHz en el que trabajé, el tiempo de inicio se midió en alrededor de 10 ms, lo que significa que necesitarías simular más de 250000 (250k) ciclos para simular esto.

Lo que hago como solución es hacer un modelo de la versión de Q con menor Q con un ejemplo de Q de 1000. Luego hago mis simulaciones de tiempo (transitorias o PSS) utilizando este modelo. Sin embargo, aún puedo usar el modelo de alta Q en un análisis de CA para determinar la respuesta de frecuencia y de bucle.

    
respondido por el Bimpelrekkie

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