Обгрунтовано вибір оптимальних розмірів напіпровідникового струнного резонатора (НСР), що є базовим елементом напівпровідникових резонансних сенсорів. Визначено, що за цих розмірів він найменше піддається впливу дестабілізувальних факторів. За методом факторного експерименту створено математичні моделі даного впливу на резонансну частоту такого резонатора. Створено математичну модель автогенератора з напівпровідниковим резонансним сенсором, за допомогою якої вибрано електронну схему, що найкраще забезпечує його роботу у робочому діапазоні частот. З використанням математичних моделей впливу дестабілізувальних факторів на частоту резонатора проаналізовано похибки термостатованого автогенератора. З метою зменшення зазначеного впливу запропоновано спосіб стабілізації частоти струмом кристала та оптико-електронний спосіб зчитування частоти резонатора. Показано, що за умов застосування цього способу потужність сигналу більша від потужності сигналу, що виникає у разі тензорезистивного способу на 40 дБ. Запропоновано принцип побудови термоелектричного перетворювача на базі НСР для вимірювання ефективного значення струму та напруги.

  Скачати повний текст

Досліджено та розроблено вимірювальні пристрої для технологічного устаткування, які можуть працювати у промислових приміщеннях, забруднених електромагнітними шумами. Проведено порівняльний аналіз датчиків технологічних параметрів з амплітудно-модульованим вихідним сигналом, на підставі якого показано перспективність застосування частотних датчиків у складі устаткування. Розроблено методику аналізу нестабільності початкової частоти вимірювального частотного пристрою (ВЧП), а також розроблено методику вибору оптимальних, за критерієм нестабільності, співвідношень параметрів схеми автогенератора, що дає змогу домогтися істотного зниження нестабільності початкової частоти (для деяких схем до двох разів). Запропоновано нову схему ВЧП для датчиків технологічних параметрів на базі автогенератора з діодно-ємнісним фазозміщувачем, яка має високу лінійність характеристики перетворення. Сформульовано умови самозбудження автогенератора на основній та вищих гармоніках. Розроблено нові шумові моделі для RC- та LC-генераторів, виконано аналіз шумових моделей автогенераторів різних типів на ОП та надано порівняльну оцінку їх флуктуаційної нестабільності. Показано, що поріг чутливості генераторного датчика обмежений короткочасною нестабільністю частоти (чи періоду) автогенератора, що виконує функції проміжного перетворювача. Наведено схемні рішення ВЧП, а також методики розрахунку, використані під час розробки мікропроцесорних систем для установки ультразвукового зварювання, з метою оптимізації технологічного процесу зборки силових транзисторних модулів на базі IGBT.

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально досліджено частотні властивості магнетронних автогенераторів. Вивчено загальні фізичні процеси в даних автогенераторах з урахуванням впливу теплових процесів на катоді. Розроблено двовимірну математичну модель магнетрона з урахуванням впливу процесів тепловиділення та теплообміну між катодом і анодом, аналітичну математичну модель теплових процесів, що мають місце на катоді магнетронного автогенератора. Запропоновано метод експериментального визначення "холодних" електродинамічних параметрів анодних блоків магнетронів. Проведено теоретичний аналіз фізичного механізму фазового угруповання електронного потоку в магнетронних автогенераторах з урахуванням впливу на фазування потоку складових поля ПЗ і компонент синхронного високочастотного поля (за динамічного режиму). Розглянуто особливості протікання конвекційного струму від катода магнетронів до анода на підставі траєкторного аналізу руху електронів за наявності різних видів емісії (термоелектронної та вторинної). Проведено теоретичні й експериментальні дослідження з метою вивчення впливу температури оксидного катоду непрямого розжарення на стабільність частоти магнетрона. Показано, що одним з частотних чинників нестабільності частоти у магнетронах є флуктуації струму термоелектронної емісії, зумовлені додатковим розігріванням анода вторинною електронною емісією. Показано добру відповідність результатів математичного моделювання та натурного експерименту.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено методи та засоби методологічного забезпечення вимірювань довжини на геохімічних полігонах. Досліджено та систематизовано структури електромагнітного поля з заданими характеристиками у напівкоаксіальних резонаторах автогенераторних фотоприймальних модулів. Досліджено проблему обліку впливів домішок газів на показник заломлення повітря. Удосконалено метод вимірювання середньоінтегрального показника заломлення повітря та розроблено апаратуру для його реалізації. Створено та досліджено адаптивні лазерні системи (АЛС) вимірювання довжини на базі автогенераторних фотоприймальних модулів для метрологічного забезпечення вимірювань довжини на геодинамічних полігонах.

  Скачати повний текст

Уперше розроблено тривимірну багатоперіодичну математичну модель двокаскадного магнетронного автогенератора з використанням методу великих часток в одновидовому й одночастотному наближеннях. Здійснено математичне моделювання нелінійної взаємодії двох замкнених електронних потоків з високочастотним полем резонансної сповільнюючої системи двокаскадного магнетрона та проаналізовано електричні режими такої взаємодії. Вивчено динаміку електронного потоку, а саме процеси фазового угрупування у магнетронних системах оберненого типу у широкому діапазоні вхідних електричних параметрів з урахуванням дії сил просторового заряду. Досліджено енергетичні (вольт-амперні, вихідної потужності, коефіцієнт корисної дії) і частотні (електронного зсуву частоти) характеристики двокаскадного магнетронного автогенератора та визначено ефективні режими його роботи. Розроблено загальний підхід до візуалізації обчислювального експерименту, що є віртуальною лабораторією та дозволяє проводити дослідження динамічного режиму роботи традиційних (звичайних і обернених) і нетрадиційних магнетронних автогенераторів.

  Скачати повний текст

Досліджено нелінійні властивості динамічних комбінованих транзисторних негатронів і реалізації пристроїв автоматики на їх базі. Розроблено нові математичні моделі нелінійного режиму роботи комбінованого негатрона на біполярному та польовому транзисторах. Під час розрахунку параметрів пристроїв автоматики з використанням таких негатронів, які працюють у режимі великого сигналу, достатньо врахувати першу та другу гармоніки сигналу, а також амплітуду імпульсу колекторного струму. Визначено Y-параметри динамічного комбінованого транзисторного негатрона у режимі великого сигналу. Розроблено математичні моделі параметричного та основного режимів роботи даного негатрона на біполярному транзисторі. Запропоновано методику оцінювання максимально досяжного значення потужності генерованих коливань, яка дозволяє розрахувати оптимальне значення провідності навантаження та максимальне значення генерованої потужності. Створено математичну модель та методику рохрахунку генератора електричних коливань, який використовує комбінований негатрон на польовому транзисторі, що дозволяє здійснювати аналіз роботи генератора залежно від величини генерованих коливань. Розроблено та досліджено пристрої авоматики на підставі нелінійних властивостей транзисторних негатронів, а саме: автогенераторні пристрої, активні перетворювачі частоти, генераторні давачі різного функціонального призначення.

  Скачати повний текст

Запропоновано принцип реалізації автодинного спін-детектора ядерного квадрупольного резонансу (ЯКР) з підвищеною завадостійкістю шляхом побудови автогенераторного каскаду на двотактному витоковому повторювачі напруги. Встановлено, що для симетричного автодинного спін-детектора коефіцієнт шуму зменшується за рахунок кореляції шумових джерел у двоконтактному автогенераторі. Розроблено новий метод лінеаризації частотної розгортки автодинного спектрометра ЯКР зі встановленням масштабної сітки частот, що полягає у використанні фазового підстроювання частоти автодина до синтезатора опорної частоти. Доопрацьовано метод зменшення перехідних процесів у катушках Гельмгольца шляхом побудови моделювального підсилювача на основі джерела струму керованою напругою. Застосовано комплексне покращання шумових і сигнальних характеристик стаціонарного радіоспектрометра, що дозволило одержати мультиплетні групи спектрів у зразках InSe і GaSe об'ємом, що не перевищує 0,25 куб. см.

  Скачати повний текст

Розроблено моделі процесу збурення стороннім діелектричним тілом електромагнітного поля та створено на цій базі високоефективні пристрої та системи захисту та контролю важливих об'єктів. Проведено моделювання процесу збурення електромагнітного поля стороннім тілом, поданим системою ниток струму. Здійснено аналіз моделі давача в режимі модуляційного прийому відбитого сигналу від рухомого тіла. Досліджено вплив паразитної модуляції на параметри давача. Створено давач на базі антени-автогенератора, в якому модуляція відбитого сигналу забезпечується комутацією діаграми спрямованості. З'ясовано особливості формування чутливої зони таких давачів, керування її формою. Розроблено конструкцію двочастотних давачів на базі антен-автогенераторів. Наведено моделі випромінювального кабелю та системи двох зв'язних ліній з неоднорідністю збурення. За результатаи аналізу моделей запропоновано спосіб вирівнювання чутливості та досліджено широкосмугову систему захисту периметра з підвищеною завадостійкістю на випромінювальних кабелях. Результати теоретичних досліджень доведено експериментально.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні методи та принципи побудови активних пристроїв з високим коефіцієнтом корисної дії (ККД) - підсилювачів та автогенераторів на біполярних і польових транзисторах, які працюють в режимах класів Е, F та інших. Розроблено нові конструкції підсилювачів та автогенераторів та їх ланок. Запропоновано метод і розвинуто теорію розширення смуги частот підсилювачів класу Е. Розвинуто теорію підсилювачів класу F на біполярних і польових транзисторах. Запропоновано ввести новий клас роботи підсилювачів на біполярних транзисторах - клас N. Розвинено теорію автогенераторів класу Е. Вперше одержано оцінки для синхронізації даних генераторів. Визначено кільцеві автогенератори класу Е. Проведено експериментальне дослідження даних конструкцій. Вдосконалено методи аналізу стрічково-щілинних структур. Побудовано алгоритми їх розрахунку з метою побудови узгоджувальних пристроїв для підсилювачів з високим ККД.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено математичну модель синхронізованого автогенератора класу E. Відмінність даної моделі від існуючих, що визначає її новизну, полягає в тому, що складна передавальна функція була апроксимована в околі робочої частоти функцією послідовного RLC-кола, що дозволяє аналітично та шляхом моделювання одержати залежності смуги синхронізації від напруги синхросигналу автогенератора для різних способів введення синхросигналу. Вдосконалено математичну модель дворежимного автогенератора класу E. Відмінність даної моделі від існуючих, що визначає її новизну та сутність вдосконалення, полягає в урахуванні режиму високого підсилення активного елементу автогенератора. Це дозволяє досліджувати роботу автогенераторів класу E в субоптимальному режимі за їх роботи з навантаженням, що змінюється. Вдосконалено метод розрахунку автогенератора класу E. Сутність вдосконалення методу полягає в тому, що вперше запропоновано аналітичний розв'язок тригонометричного рівняння, яке описує умови балансу фаз та узгодження опорів у колі автогенератора класу E. Висвітлено метод ефективної маніпуляції вихідного сигналу підсилювача класу E. Сутність вдосконалення методу полягає в веденні додаткового кола узгодження імпедансів підсилювача та навантаження, що вперше дозволяє виконувати умови підсилювача класу E за обох рівнів вхідного сигналу. Розглянуто метод визначення параметрів еквівалентного кола резонансного навантаження.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано новий фізичний механізм перетворення, на якому базується принцип дії автогенераторних пневмомеханічних вимірювальних перетворювачів тиску (ВПТ), який полягає у впливі пружності газу, що залежить від тиску цього газу, на власну частоту пневмомеханічного резонатора (ПМР) ВПТ за певного співвідношення параметрів такого резонатора. Визначено та досліджено в аналітичному вигляді функції перетворення, якими є залежності вихідної частоти від вимірюваного тиску та умова роботоздатності пневмомеханічних ВПТ, за якої вихідна частота приладу одночасно і необхідним чином залежить від вимірюваного тиску. Одержано узагальнену математичну модель пневмомеханічного ВПТ, яка враховує геометрію ПМР, фізичні властивості його складових, умови експлуатації ВПТ навігаційних систем. Оцінено основні похибки та розроблено новий метод підвищення точності пневмомехнічних ВПТ на базі побудови ПМР на резонуючому елементі спеціальної форми з декількома видами власних коливань, за власними частотами яких визначаються та алгоритмічно компенсуються у вихідному сигналі ВПТ його основні похибки. Показано можливість вимірювання таким ВПТ навігаційної системи повітряних сигналів статичного та повного тиску набігаючого потоку з основною приведеною похибкою не вище 0,02 % від верхньої межі вимірювання.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розробці методів і засобів поліпшення характеристик п'єзоелектричних перетворювачів поліморфного типу і на цій основі створення конкурентоспроможних зразків цього виду продукції. Розроблена методика розрахунку акустичної чутливості круглих компланарних біморфних п'єзоперетворювачів з урахуванням металевих електродів і клейового з'єднання. Досліджено дві моделі асиметричних біморфних перетворювачів. У результаті дослідження багатошарової моделі біморфного п'єзоперетворювача отримані графічні й аналітичні залежності чутливості від розмірів перетворювача і характеристик використовуваних матеріалів, що дозволяє сконструювати перетворювачі з оптимальними властивостями. У роботі вивчені методи керування характеристиками компланарних біморфних перетворювачів, які використовуються у медичній техніці й електроакустиці. Встановлено, що для симетричних біморфних п'єзоперетворювачів чутливість може бути підвищена при зменшенні розмірів одного з п'єзоелементів, а також при впливі на біморфний елемент статичної сили. Запропонована та досліджена конструкція п'єзоелектричного датчика тонів Короткова, що дозволяє зменшити синфазні і вібраційні завади, що виникають при вимірюванні артеріального тиску. Задачами при конструюванні електроакустичних перетворювачів є підвищення чутливості, розширення смуги частот у бік низьких частот. Поліпшення умов збудження перетворювача в схемі автогенератора забезпечується вибором форми і розмірів електродів п'єзоелемента, а також схемою підключення п'єзоелемента в автогенератор. У роботі вивчено два типи резонансних перетворювачів: контактного типу і на акустично зв'язаних резонаторах. Для підвищення чутливості цих перетворювачів у якості випромінювача варто застосовувати п'єзоелементи з ультразвуковими концентраторами, а в якості приймального пристрою - біморфний п'єзоелемент, а також відповідно циліндричні і полісферичні п'єзоелементи.

  Скачати повний текст

Запропоновано фізичну модель процесів на поверхні та в об'ємі каналу метал - діелектрик - напівпровідник (МДН)-транзистора з урахуванням комплексу різних факторів впливу. На її основі розроблено математичну модель, яка представляє аналітичні залежності активної та реактивної компонент малосигнального імпедансу двозатворного МДН-транзистора від температури у широкому частотному діапазоні для рзних зміщень на затворі. Апробовано комплексний метод експериментальних досліджень реактивних властивостей МДН-структур, який поєднує відомі класичні методи дослідження з радіовимірювальними методами вимірювання комплексних опорів чотириполюсників, що дозволяє усунути фізичну неоднозначність трактування результатів. Запропоновано пристрої з метою вимірювання температури автогенераторного типу, еквівалентні коливні контури в яких реалізовано на двозатворному МДН-транзисторі, що забезпечує високу чутливість та дозволяє вирішити проблему підвищення точності вимірювання температур у 2 - 3 рази. Рекомендовано застосовувати метод Ляпунова для аналізу стійкості розроблених перетворювачів температури, який дозволив отримати функції їх перетворення. Оцінено чутливість розроблених перетворювачів і проаналізовано похибки їх вимірювання.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано використання реактивних властивостей транзисторних структур з від'ємним опором для створення первинних перетворювачів тиску, що працюють за приципом "тиск - частота". Удосконалено фізико-математичну модель деформаційних ефектів у напівпровіднику, у якій враховано залежності основних електрофізичних параметрів кремнію від тиску, що є підставою для аналітичного визначення впливу тиску на напівпровідникові прилади, зокрема, на біполярні та МДН-транзистори. Розроблено математичні моделі тензочутливих біполярних і МДН-транзисторів, базуючись на залежностях електричних параметрів та характеристик транзисторів від тиску, що обумовило розробку автогенераторних вимірювальних перетворювачів тиску на основі транзисторних структур. Створено математичні моделі частотних мікроелектронних перетворювачів тиску, які передбачають врахування впливу тиску на елементи нелінійних еквівалентних схем перетворювачів на базі біполярних та МДН-транзисторних структур з від'ємним опором, що дало змогу одержати функції перетворення тиску і рівняння чутливості перетворювачів.

  Скачати повний текст

Об'єкт - процес взаємодії електромагнітних полів та іонізуючого випромінювання з масивом гірських порід для визначення вмісту корисних компонентів залізорудної сировини; мета - удосконалення методів та засобів підвищення характеристик точності пристроїв визначення вмісту корисних компонентів (заліза загального та магнетитового) в залізорудній сировині шляхом синхронного використання результатів взаємодії радіаційних та електромагнітних полів з масивом гірських порід та врахування факторів, що заважають; методи - застосований комплексний метод досліджень, що включає теоретичні й інструментальні методи: планування експериментів, математичну обробку їх результатів; аналіз фізико-хімічного складу руд в залежності від варіацій технологічних чинників, теоретичні узагальнення з використанням теорії взаємодії гамма-випромінювання та електромагнітних полів з гірськими породами, методи математичного, імітаційного та комп'ютерного моделювання, експериментальні дослідження в лабораторних і промислових умовах; результати – обґрунтовано та розроблено та синхронний метод визначення якісних характеристик залізорудної сировини, метод, що базується на використанні масштабних коефіцієнтів і кореляційної залежності між залізом загальним і залізом магнетитовим, розроблено математичну модель оптимізації геометрії зони вимірювання селективного гамма-гамма методу, розроблено та апробовано автогенераторний індуктивний перетворювач, розроблено дослідний зразок комбінованого свердловинного пристрою, інтегровано комбінований свердловинний зразок до складу мобільної станції, проведено апробацію в умовах промислового виробництва; впроваджено на партії рудникової шахтної геофізики державного підприємства «Укрчорметгеологія» та у кар'єрі гірничо-збагачувального комплексу «Укрмеханобр» ПрАТ «ММК ім. Ілліча»^UObject - the process of interaction of electromagnetic fields and ionizing radiation with an array of rocks to determine the content of useful components of iron ore; goal - to improve methods and means of improving the accuracy of devices for determining the content of useful components (total iron and magnetite) in iron ore by synchronous use of the results of interaction of radiation and electromagnetic fields with rock and taking into account interfering factors; methods - a complex research method is applied, which includes theoretical and instrumental methods: planning of experiments, mathematical processing of their results; analysis of physicochemical composition of ores depending on variations of technological factors, theoretical generalizations using the theory of interaction of gamma radiation and electromagnetic fields with rocks, methods of mathematical, simulation and computer modeling, experimental research in laboratory and industrial conditions; results - substantiated and developed and synchronous method for determining the qualitative characteristics of iron ore, a method based on the use of scale factors and correlation between total iron and magnetite iron, developed a mathematical model for optimizing the geometry of the measuring zone selective gamma-gammaner method and developed the converter, the prototype of the combined downhole device is developed, the combined downhole sample is integrated into the structure of the mobile station, the approbation in the conditions of industrial production is carried out; introduced at the party of mine mining geophysics of the state enterprise "Ukrchormetgeologiya" and in the quarry of the mining and processing complex "Ukrmekhanobr" PJSC "ILYICH IRON AND STEEL WORKS"

Для зменшення розсіювання потужності у вихідних каскадах підсилювачів та генераторах бездротових прийомо-передавачів, які є найбільш енерговитратними, широко розповсюджене застосування високоефективних класів роботи активних пристроїв.Використання роботи активних пристроїв у класі E, класі F, дозволяє значно підвищити енергоефективність системи зв'язку, водночас з наявністю великої кількості варіантів схем та розробленими нескладними процедурами розрахунку і аналізу. Однак, існує безліч варіантів модернізації побудови схем даних пристроїв, що можуть враховувати умови, які постійно виникають на шляху розробки.Зниження пікової напруги на активному пристрої, використовування змішаних класів роботи активних пристроїв, що поєднують переваги окремо кожного класу, покращення характеристик вихідного сигналу підсилювачів та автогенераторів, вивчення особливостей роботи схем підсилювачів у інтегральному виконанні дозволять підвищити надійність вузлів передавачів, отримати нові схемні рішення з властивостями, що задовільнять конкретним умовам та обмеженням при проектуванні, уточнити поведінку активного пристрою у високоефективних режимах роботи. Тому, розвиток методів розрахунку високоефективних підсилювачів та автогенераторів класу Е є актуальною задачею.^UTo reduce power dissipation in the output stages of amplifiers and wireless transceivers, which are the most energy consuming, the use of high-efficiency classes of active devices operating is widespread.The use of active devices in class E, class F, can significantly increase the energy efficiency of the communication system, while having a large number of circuit options and developed simple calculation and analysis procedures. However, there are many options for upgrading the construction of these devices, which can take into account the conditions that constantly arise on the way of development.Reducing peak voltage on the active device, using mixed classes of active devices operating which combine the advantages of each class, improving the output signal of amplifiers and oscillators, studying the features of amplifier circuits in integrated design will increase the reliability of transmitter units, get new circuit solutions with properties. that will meet the specific conditions and limitations in the design, clarify the behavior of the active device in high-efficiency modes of operation. Therefore, the development of methods for calculating high-efficiency class E amplifiers and oscillators is an actual task.