Λύσεις τροφοδοσίας για στρατιωτικά r&Δ: Ενεργοποίηση υψηλού-Ραντάρ ακριβείας, γεννήτριες σήματος και παλμώματα

3. Λύσεις ισχύος ακριβείας για γεννήτριες σήματος

Οι γεννήτριες σήματος, ειδικά εκείνες που λειτουργούν σε συχνότητες μικροκυμάτων (> 40 GHz), ζήτηση Εξαιρετικά καθαρές και σταθερές ράγες ισχύοςγια τη διατήρηση της ακεραιότητας του σήματος. Ακόμα και η λεπτή ρεύματα κυματισμού ή σταυρού-Η παρεμβολή του καναλιού μπορεί να οδηγήσει σε μετρήσιμη αποικοδόμηση θορύβου φάσης και αρμονική παραμόρφωση.

3.1 θόρυβος-Ευαίσθητη αρχιτεκτονική σχεδιασμού

Για να επιτευχθεί επίπεδα κυματισμού τροφοδοσίας κάτω από 5MVP-P, οι σύγχρονοι γεννήτριες σήματος υιοθετούν ένα πολλαπλών-Αρχιτεκτονική φιλτραρίσματος σκηνής, όπως απεικονίζεται στο παρακάτω διάγραμμα:

Εικόνα: Αρχιτεκτονική φίλτρου τροφοδοσίας γεννήτριας σήματος

• PFC (Διόρθωση συντελεστή ισχύος): Διαμορφώνει την κυματομορφή ρεύματος εισόδου και βελτιώνει την αποτελεσματικότητα.

• π Στάδιο φίλτρου: Εξασθενίζει ψηλά-Θόρυβος μεταγωγής συχνότητας και διαφορική λειτουργία EMI.

• ΫΟ-Μετατροπέας DC (Εναλλαγή pre-Κανονισμός): Παρέχει μετασχηματισμό τάσης και απομόνωση.

• Ρυθμιστής LDO: Το τελικό γραμμικό στάδιο εξασφαλίζει ultra-Χαμηλή απόδοση θορύβου (<5mVp-p), critical for LO chain.

Αναφορά: Keysight Technologies, “Σχεδιασμός χαμηλού-Προμήθειες θορύβου για όργανα RF”
Κατεβάστε το λευκό χαρτί

3.2 Απομόνωση για την πρόληψη του καναλιού Crosstalk

Για πολλά-Κανάλι ψηφιακές πηγές διαμόρφωσης, απομόνωση ισχύος είναι απαραίτητο για την πρόληψη του σταυρού-Παραμόρφωση διαμόρφωσης καναλιών. Κάθε διαδρομή σήματος λαμβάνει συνήθως το δικό της απομονωμένο DC-DC τροφοδοσία, σχεδιασμένο με:

• Μετασχηματιστές με διαχωρισμένο μπομπίνα ή θωρακισμένους πυρήνες

• Υψηλός κοινός-Φίλτρα απόρριψης λειτουργίας

• Προσεκτική διάταξη PCB με ανεξάρτητα επίπεδα εδάφους

Σύγκριση απόδοσης:

(Δείτε το σχήμα: Σύγκριση απόδοσης καναλιών Crosstalk)

Πηγή δεδομένων: Rohde & Λευκό χαρτί Schwarz, “Ακεραιότητα ισχύος σε γεννήτριες σήματος μικροκυμάτων”
Πηγή

3.3 Μελέτες περιπτώσεων εφαρμογής

Αυτά τα συστήματα πρέπει να είναι ανθεκτικά, ελαφριά και EMI-ησυχία – Όλα τα χαρακτηριστικά όπου τα αρθρωτά συστήματα ισχύος ξεπερνούν σημαντικά τα συμβατικά γραμμικά PSU.

4. Σχεδιασμός ισχύος για παλμώματα και εξοπλισμό μέτρησης ακριβείας

Μοντέρνο υψηλό-Απαιτούν παλμογόνες απόδοσης που χρησιμοποιούνται σε στρατιωτικές και αεροδιαστημικές δοκιμές υπερ-χαμηλός θόρυβος, πολλαπλών-απομόνωση ισχύος τομέα, ακραία σταθερότητα για να εξασφαλιστεί η ακριβής σύλληψη κυματομορφής υπό σκληρές συνθήκες. Αυτές οι απαιτήσεις είναι ιδιαίτερα κρίσιμες σε υψηλά-μοντέλα εύρους ζώνης (> 1 GHz) χρησιμοποιείται για ηλεκτρομαγνητικό παλμό (EMP) Χαρακτηρισμός, ανάλυση υποβρύχιων ακουστικών υπογραφών και καταγραφή δεδομένων αεροδιαστημικής πτήσης.

4.1 Βασικές απαιτήσεις ισχύος σε υψηλά-Παλμώσεις εύρους ζώνης

1. Καταστολή θορύβου σε επίπεδο microvolt

Ο θόρυβος από τα τροφοδοτικά επηρεάζει άμεσα τον παλμογράφο’S κάθετη ανάλυση, ειδικά όταν τα ADCs υπερβαίνουν τα 12 bits.

Παράδειγμα: Για να διατηρήσετε 12-Ανάλυση δυαδικών ψηφίων σε πλήρη 1V-κλίμακα κλίμακας, κάθε LSB ισούται με ≈ 244 µV.
Εάν ο θόρυβος της τροφοδοσίας ή ο θόρυβος του εδάφους υπερβαίνουν τις 10–20 µV, η ανάλυση διακυβεύεται.

Τεχνικές:

• Πολλαπλή στοίβα PCB-σκαμπανεβάσματα με αναλογικό/Διαχωρισμός ψηφιακού επιπέδου

• Φιλτράρισμα μαγνητικών σφαιριδίων σε κάθε σημείο εισόδου τομέα ισχύος

• Σημείο-του-φορτίο (Πολλά) ρυθμιστές τοποθετημένο κοντά σε ευαίσθητα κυκλώματα ADC

2.-μακριά από

Η φασματική πυκνότητα θορύβου αυξάνεται τυπικά με το εύρος ζώνης, λόγω του ευρύτερου εύρους ενσωμάτωσης θορύβου εισόδου. Παρακάτω είναι η τάση:

🔎 Ερμηνεία: Καθώς το εύρος ζώνης αυξάνεται από 100 MHz σε 8 GHz, το δάπεδο θορύβου αυξάνεται 5×, απαιτώντας αυστηρότερη καταστολή του θορύβου από το σύστημα ενέργειας.

4.2 Στρατηγική απομόνωσης τομέα ισχύος

Για να αποφευχθεί η σύζευξη σήματος μεταξύ του αναλογικού μπροστινού-τέλος (Άφι), ψηφιακή επεξεργασία και υψηλή-Τα συστήματα εμφάνισης ανάλυσης, τα σύγχρονα πεδία αναπτύσσονται ανεξάρτητοι τομείς ισχύος.

Επισκόπηση αρχιτεκτονικής απομόνωσης ισχύος:

(Ανατρέξτε στο προηγούμενο διάγραμμα: “Αρχιτεκτονική απομόνωσης πεδίου ισχύος για παλμογράφο”)

• Αναλογικός τομέας: ±12V LOW-η προσφορά θορύβου με <3 μV/√Hz density

• Ψηφιακός τομέας: +3.3V / +1,8V Supply Suppling, πολύ φιλτραρισμένο για EMI

• Εμφάνιση τομέα: Χωριστά +12V ή +24V σιδηρόδρομο για να αποφύγετε την εισαγωγή τρεμοπαίζου ή διαμόρφωσης σε AFE

4.3 Στρατιωτικός-Ειδικές εφαρμογές παλμογράφου

Αναφορά: Στρατιωτικές σημειώσεις σχεδιασμού εξουσίας Tektronix
Κατεβάστε το PDF

5.1 Δέντρο αποφάσεων για επιλογή μονάδας ισχύος

🔧 Βήμα-με-Κριτήρια βημάτων:

1. Ηλεκτρική απόδοση

   • Αποδοτικότητα ≥ 90%

   • Κυματισμός < 10mVp-p (or <5μV/√Hz for sensitive loads)

   • Παροδική απόκριση < 100μs (25–75% load step)

2. Περιβαλλοντική συμβατότητα

   • ΧΙΛΙΟΣΤΟ ΤΗΣ ΙΝΤΣΑΣ-Στρεβλώ-810h (δόνηση, σοκ, θερμική ποδηλασία)

   • ΧΙΛΙΟΣΤΟ ΤΗΣ ΙΝΤΣΑΣ-Στρεβλώ-461G (Ευσέβεια/EMC)

   • IP68 / ΚΑΝΩ-160g για συγκεκριμένους τομείς (υποβρύχια, αεροηλεκτρονικά)

3. Σύστημα-Επίπεδες παράγοντες

   • Απαιτήσεις πλεονασμού (N+1)

   • Επεκτασιμότητα (αρθρωτός παράλληλος/σύνδεση σειράς)

   • Βάρος & σχηματισμός (ειδικά αερομεταφερόμενος/φορητά συστήματα)

4. Κόστος κύκλου ζωής (TCO)

   • Η απώλεια αποδοτικότητας κοστίζει σε διάστημα 10 ετών

   • MTBF> 100.000 ώρες για τη μείωση των κύκλων συντήρησης

   • Όλα συμπεριλαμβάνονται/Διαγνωστικά χαρακτηριστικά για προγνωστική συντήρηση

5.2 Μοντέλο TCO: Συμβατική VS Modular Power

📘 Πηγή: Οδηγός μετρήσεων αποδοτικότητας απόδοσης U.S. DOD, έκδοση 2022 EDITION
(Σύνδεσμος)

5.3 Στη συνέχεια-Τεχνολογία Gen: Gan, Sic & Έξυπνη δύναμη

Γκαζάρι/Συσκευές ισχύος SIC:

• Ενεργοποίηση MHz-εναλλαγή επιπέδων

• Μειώστε τον μετασχηματιστή/Τόμος επαγωγέα> 60%

• Αύξηση της πυκνότητας ισχύος σε> 300W/σε³

• Βελτιώστε τη θερμική απόδοση με χαμηλά RDS(επί)

Όλα συμπεριλαμβάνονται-Ενεργοποιημένες έξυπνες ενότητες:

• Χτίστηκε το-σε τηλεμετρία (Τάση, ρεύμα, θερμοκρασία)

• Στήριγμα για ανίχνευση βλαβών πρόβλεψης

• Προσαρμοστικοί αλγόριθμοι ελέγχου για μεταβλητά φορτία

🔍 Απόδοση έναντι σύγκρισης συχνότητας:
(Ανατρέξτε στο προηγούμενο γράφημα: "Gan vs Si Mosfet Efficiency")

• Το Gan διατηρεί ≥88% αποδοτικότητα σε 1MHz

• Το Si Mosfet πέφτει κάτω από 80% Πέρα από τα 800kHz

• Αυτό κάνει το Gan ιδανικό για ανταλλαγή-περιορισμένες στρατιωτικές πλατφόρμες (Μέγεθος, βάρος και δύναμη)

Αναφορά: Ειδήσεις ηλεκτρικής ενέργειας Power, “Πώς ο Gan επαναφέρει τον σχεδιασμό στρατιωτικής τροφοδοσίας”
Διαβάστε το άρθρο

✅ 6. Συμπέρασμα

Από φάση-ραντάρ πίνακα σε γεννήτριες σήματος RF και ψηλά-Ο παλμίλη ακριβείας, στρατιωτικός-απαιτήσεις εξοπλισμού δοκιμών βαθμού αποστολή-κρίσιμη αξιοπιστία, ελάχιστος ηλεκτρικός θόρυβος, ισχυρή περιβαλλοντική ανθεκτικότητα. Τα αρθρωτά τροφοδοσία παρέχουν αυτές τις δυνατότητες, επιτρέποντας παράλληλα την επεκτασιμότητα, τη διατήρηση και το μέλλον-ετοιμότητα μέσω του Gan/Τεχνολογία SIC και έξυπνη διάγνωση.

Καθώς ο αρθρωτός σχεδιασμός γίνεται η νέα γραμμή βάσης στην άμυνα r&D Labs, η τροφοδοσία δεν αποτελεί πλέον στοιχείο φόντου—το’είναι ένας στρατηγικός παράγοντας του επόμενος-Δοκιμή παραγωγής και συστήματα σήματος.