Автореферат (1143137), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

На 2-й международной выставке «EDUCOM-96» экспонат«Учебная установка «Волоконно-оптическая линия связи» награждён дипломом за высокийуровень экспозиции.Разработанные в диссертации экспериментальные образцы ППУ рентгено-абсорбционногосепаратора представлялись на: 1) Международной выставке и конгрессе «Высокие технологии.Инновации. Инвестиции» (Санкт-Петербург, 2008). Экспонат отмечен дипломом и награждензолотой медалью выставки, 2) II Международной выставке и конгрессе «Перспективныетехнологии XXI века» (Москва, 2008). Экспонат отмечен дипломом и награжден золотой медалью18выставки, 3) Петербургской технической ярмарке (Санкт-Петербург, 2008).

Экспонат отмечендипломом и награжден серебряной медалью выставки.Личный вклад: Автор диссертации внес определяющий вклад в выбор тематики исследования,постановку задач конкретных работ, их планирование и осуществление. Основная частьприводимых результатов была получена автором лично, либо совместно с соавторами публикаций.Все экспериментальные исследования планировались и выполнялись лично автором, под егоруководством и при непосредственном участии автора.Публикации: Основные материалы по теме диссертации были опубликованы в 58 печатныхработах, в том числе в 1 монографии, в 16 публикациях, входящих в Перечень ВАК МинобрнаукиРоссии, в 12 публикациях, индексируемых в системах цитирования Scopus и Web of Science.Структура и объем работы:Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы, спискаиспользуемых сокращений, приложений и изложена на 309-ми страницах машинописного текста,включая 260 страниц основного текста со 159-ю рисунками и 10-ю таблицами, списокиспользуемых сокращений, 5 приложений, 12 актов внедрения результатов работы на 14страницах.

Список литературы содержит 191 наименование и занимает 16 страниц.Основные положения, выносимые на защиту:1. Комплексная оптимизация параметров ФПУ на основе предложенных в работеэквивалентныхканоническихшумовыхсхемусилителейсотрицательнойобратнойсвязью позволяет обеспечить высокие уровни чувствительности (до единиц пВт при скоростипередачи порядка единиц Кбит/с) или скорости передачи (до единиц Гбит/с при чувствительностиединиц мкВт) в ФПУ ВОСПИ.2. Достижение высокой чувствительности (до единиц пА/√Гц) и максимального динамическогодиапазона ППУ (до 100 дБ) с использованием прибора на поверхностных акустических волнах приминимальных нелинейных искажениях (не выше 1 %) обеспечивается комплексной оптимизациейпараметров пьезоплаты и усилителя как единого целого. Минимизация общего уровня шумасводится к минимизации коэффициента шума приемно-усилительного тракта при ограничениях,наложение которых связано с удовлетворением характерных для данного класса устройствтехнических параметров.

Решение поставленной задачи может быть осуществлено методомнелинейногопрограммированияприсоответствующихклассуустройствнелинейныхограничениях.3. Рассеяние электромагнитных волн оптического диапазона аэрозольными частицами в ППУгазоанализатора на основе эффекта молекулярных ядер конденсации имеет интерференционныйнемонотонный характер. Интенсивность рассеянного поля в направлении «вперед» значительно19(примерно в 100 раз) превышает величину интенсивности в обратном направлении и убывает сувеличением длины волны оптического излучения и угла светорассеивания. Интенсивностьсветорассеяния воздухом в фотометрируемом объеме газоанализатора на основе эффектамолекулярных ядер конденсации максимальна и одинакова в направлениях угла рассеяния 0°(«вперед») и 180° («назад») и минимальна при углах рассеяния 90°, причем резко уменьшается (~1 4 ) с увеличением длины волны оптического излучения и по своему значению сопоставима сосветорассеянием аэрозольными частицами. В ультрафиолетовой области оптического излученияравенство мощностей светорассеяния воздухом и аэрозольной частицей достигается при меньшихуглах светорассеяния, чем в видимой и инфракрасной области.4.

Чувствительность фотоприёмного устройства на основе интегратора фототока ППУ сусреднением тангенса угла наклона зависимости фототока от времени и результатов измерений исиспользованиемфотоэлектронногоумножителяпозволяетосуществлятькалибровкугазоанализатора на методе МоЯК по светорассеянию воздуха в фотометрируемом объеме камерыфотометра, а также достигать предела чувствительности газоанализаторов на методе МоЯК копределяемым примесям на уровне спонтанной нуклеации ядрообразования, а не предельнойчувствительности ППУ оптико-электронной системы.5. Отклонения выходного сигнала ППУ рентгено-абсорбционного сепаратора от среднегозначения при регистрации проникающего электромагнитного излучения рентгеновскогодиапазона, прошедшего через кусковую руду, можно снизить в 50-100 раз с помощью примененияиммерсионной среды с линейным коэффициентом ослабления рентгеновского излучения, равнымсреднему значению по всем компонентам руды с учетом их весового содержания.6.Предложенная аппроксимация энергетической зависимости массовых коэффициентовослабления электромагнитного излучения рентгеновского диапазона суммой двух степенныхфункций обеспечивает относительную погрешность 1% в диапазоне энергий рентгеновскихфотонов 1-150 кэВ и позволяет проводить проектирование двуэнергетических рентгеновскихсистем.Краткое содержание работы:Во введении кратко обосновывается актуальность темы диссертации, перечисленырезультаты работы, имеющие научную новизну, представляющие теоретическую и практическуюзначимость, сформулированы положения, выносимые на защиту; охарактеризована достоверностьполученных результатов и приведены сведения об их апробации.В главе 1 «Существующие тенденции в создании современных приёмно-преобразующихустройствоптико-электронныхсистем»наосновеобзоралитературныхисточниковрассматриваются вопросы проектирования и создания ППУ ВОСПИ, в том числе волоконнооптическихсистемпередачивысококачественноготелевизионногосигнала,ППУ20газоанализаторов на основе эффекта проявления МоЯК, ППУ рентгено-абсорбционныхсепараторов; методик расчета чувствительности фотоприёмных устройств ППУ, коэффициенташума ППУ с использованием акустоэлектронных устройств на ПАВ и методик расчетапроникающего электромагнитного излучения рентгеновского диапазона через среды, а такжевопросы проектирования драйверов акустооптических модуляторов.

Обоснован выбор темыдиссертации, показана ее актуальность и охарактеризована ее разработанность. Сформулированыи обоснованы цель и задачи исследования.В Главе 2 «Приемно-преобразующие устройства волоконно-оптических систем передачиинформации» обосновывается предложенная в диссертации методика расчета чувствительности(спектральной в разделе 2.1 и интегральной в разделе 2.2) фотоприёмных устройств ППУ ВОСПИ.Показано,чтокоэффициентшумаусилителейслюбыми(общимииместными,внутрикаскадными) обратными связями приближённо равен коэффициенту шума усилителя сfразорванной петлёй ОС при допущении  a21   21, где  aи f– матрицы цепи прямойпередачи (усилителя) и обратной связи соответственно.

В зависимости от вида ОС это могут бытьматрицы y, z, или h-параметров. При этом влияние обратной связи учитывается введением вусилитель дополнительных элементов 11f на вход и  22f - на выход эквивалентной шумовойВходнаяцепь11fНагрузкаЦепьпрямойпередачи Kупростить формулы и существенно уменьшитьобъём вычислений. Упрощённые формулы с 22faсхемы (рис. 1-1). Предложенный способ позволяетдостаточной для инженерных расчётов точностьюРис. 1-1. Структурная схема усилителя сразорванной петлёй ОС2-3 % отражают зависимости коэффициента шумаотпараметровсхемвширокомдиапазонеизменения. Методика может быть применена для широкополосных усилителей на любыхактивных элементах (биполярные и полевые транзисторы, электронные лампы).На основе предложенной методики расчёта коэффициента шума усилителей с обратнымисвязями обосновывается методика расчета спектральной чувствительности фотоприёмныхустройств ППУ методом эквивалентных канонических шумовых схем с использованиемвыражений для коэффициента шума предусилителя.

На рис. 2-1 Ys = Gs+jBs – проводимостьисточникаIsYsI шsEnYinInРис. 2-1. Эквивалентнаяканоническая шумовая схемашумящего четырёхполюсникасигнала;сопротивлениеRn, Gn –иэквивалентныепроводимостьшумовыешумящегочетырёхполюсника, шумы которого учитывают введениемшумовыхгенераторовсреднеквадратичнымнапряжениязначениямиитокасоEn2  4kTRn fиI n2  4kTGn f ;     j – коэффициент корреляции между шумовыми генераторами.

Методика21позволяет использовать выражения для коэффициента шума усилителей, способы расчётакоторого хорошо разработаны. Для трансимпедансных предусилителей ФПУ на биполярных иполевых транзисторах (BiTrTz и FETTz) разработана методика расчёта коэффициента шума дляслучая обобщённой ООС через известный коэффициент шума усилителя без обратной связи.Поскольку в литературе имеется обширный материал по исследованию коэффициента шумаразличных усилительных схем, эта методика часто оказывается предпочтительной. Полученысоотношения для шумовых параметров (сопротивления Rnf , проводимости Gnf , корреляционныхсоставляющих) с учётом общей отрицательной обратной связи:Rnf  Rn ; Gnf  Gn  G 2f  B 2f Rn  G f  B f  2 RnGn  G f  2 Rn Gn ;2RnGnf2 2 RnGn  2B f Rn ;RnGnf 2 RnGn  2G f Rn ,где Yf=Gf+jBf – проводимость трансимпеданса.Разработанный метод эквивалентных канонических шумовых схем формализован ираспространён на случаи использования в фотоприёмных устройствах ППУ усилителей набиполярных транзисторах с гетеропереходом (HBT), псевдоморфных транзисторов с высокойподвижностью электронов (PHEMT), арсенид-галлиевых полевых транзисторов (GaAs FET) вмикроволновом диапазоне.ОбосновываетсяметодикарасчетаинтегральнойчувствительностиФПУпутеминтегрирования в частотной области спектральной чувствительности.

Комплексный коэффициентпередачи ФПУ представлен в виде Z пр Z0, имеющего смысл и размерность21  j        mкомплексного сопротивления. Параметры τ – постоянная времени ФПУ и m – коэффициентавтокоррекции задают форму амплитудно-частотной характеристики ФПУ. АЧХ ФПУ с большимколичеством полюсов могут быть приведены к простой двухполюсной модели. Впервые припомощи теоремы о вычетах функции комплексного переменного получена зависимостьчувствительностиФ intфотоприемногомкВтустройства ППУ от параметров АЧХ τ и m1.0фотоприёмного0.83устройствавкомпактном0.6простомвиде20.40.2Фpin 1110Rf=5kRf=10kRf=100kRf=1M100Частота следования импульсов, МГц1000BЭкспериментальные значения чувствительностиразработанных модулей:1 ФПУ-НЧ,2 ФПУ-ВЧ,3 ФПМ-АРУРис.

Характеристики

Список файлов диссертации