车载超短波电台功放产品特性分析.docx
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车载超短波电台功放产品特性分析
车载超短波电台功放
特性分析报告
PA205124750W
编制:
_____________日期:
_____________
审核:
_____________日期:
_____________
标准化:
_____________日期:
_____________
批准:
_____________日期:
2014年10月22日
YF-WI-7.3-02B
目录
1概述1
2规范性引用文件1
2.1术语和定义1
3特性分类分析2
3.1技术性能要求2
3.2对外接口2
3.3可靠性指标3
3.4结构尺寸要求3
3.5电磁兼容性设计要求3
3.6标识要求3
4环境适应性要求条件:
3
4.1工作环境条件3
4.2试验检验条件3
5质量管理及控制要求4
5.1元器件要求4
5.2图纸资料要求4
5.3产品质量信息可追溯要求4
5.4产品验收检验要求4
6包装、运输要求4
7产品功能设计介绍4
7.2设计方案介绍5
7.2.1A电源供电监测5
7.2.2B电源供电监测5
7.2.3热备份电源供电监测6
7.2.4热备份电源的开关联动分析6
7.3工艺结构分析6
7.4接口要求分析6
8确定关键特性和重要特性7
8.1关键特性的确定7
8.2重要特性的确定7
9选定检验单元7
10重要件清单8
1概述
本标准规定了《车载超短波电台功放产品特性分类分析报告》(以下简称《报告》),车载超短波电台功放产品研发特性分析的目的是为了对问题进行研究,以最小的代价在最短的时间内确定问题是否可解.
经过对此项目进行详细调查研究,初拟系统实现报告,对设计开发中将要面临的问题及其解决方案进行初步设计及合理安排。
明确开发风险及其所带来的经济效益。
2规范性引用文件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GJB190-1986特性分类;
GJB431-1988产品层次、产品互换性、样机及有关术语;
车载超短波电台功放技术协议。
2.1术语和定义
◆GJB190-1986、GJB431-1988确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
◆据产品的功能和性能要求,对产品的关键特性、重要特性和一般特性进行分类分析后形成的技术报告,用于确定产品的关键件、重要件和一般件;
◆产品型号:
PA205124750W;
◆产品名称:
车载超短波电台功放。
3特性分类分析
3.1技术性能要求
1)放大功能:
输入射频小信号输出射频大功率信号;
3.2对外接口
1)射频输入/输出接口:
N-50K;
2)故障输出等直流信号均用DB-9孔座;
3)输出功率监视与反射功率监视输出接口用SMA孔座;
4)配有30V专用直流稳压电源,采用DB-2孔座。
DB9孔座引脚定义:
引脚编号
功能定义
1
故障指示
2
温度指示
3
输出功率指示
4
电流指示
5
GND
6
+5V
7
增益控制
8
GND
9
GND
3.3可靠性指标
使用寿命不小于15年(设计保证);MTBF:
大于2000小时;
3.4结构尺寸要求
每个150W功率模块都做成长方形,用铜质材料,并留有与散热器连接的安装孔。
3.5电磁兼容性设计要求
执行标准GJB151A
3.6标识要求
车载超短波电台功放使用型号代码:
PA205124750W;接口应标出接口类型。
4环境适应性要求条件:
4.1工作环境条件
工作温度:
0~+45℃;
储存温度:
-40~+55℃;
4.2试验检验条件
1)低温工作适应性试验电性能测试
a)产品放入试验箱内,连接测试线和供电线,温度降至0℃,持续2小时;
b)产品在低温状态下加电2小时,测试产品的增益、增益波动,并记录于实验报告。
2)高温工作适应性试验电性能测试
a)产品放入试验箱内,连接测试线和供电线,温度升至45℃,持续2小时;
b)产品在高温状态下加电2小时,测试产品的增益、增益波动,并记录于实验报告。
3)电老练
电老练累计时间不少于48小时,中途可断电,但每次持续时间必须大于4个小时,电老练结束后测试常温指标。
5质量管理及控制要求
5.1元器件要求
元器件要求工业级及以上,进行筛选。
5.2图纸资料要求
要求提供以下文件资料:
●测试报告(常温)
●产品合格证
5.3产品质量信息可追溯要求
原材料、元器件筛选、复验等相关记录,产品的生产、调试、试验、检验记录完整,验收测试时提供验收测试组人员审查。
5.4产品验收检验要求
乙方厂家质量部门提供产品合格证,送到甲方指定的地点验收。
6包装、运输要求
由乙方负责包装、并运到甲方,产品包装满足汽车或航空运输要求。
7产品功能设计介绍
放大功能:
输入射频小信号,输出射频大功率信号。
7.1电路原理框图
图1原理框图
7.2设计方案介绍
7.2.1小信号放大电路
小信号放大电路主要由:
输入隔离器、输入衰减电路、一级放大和增益控制电路组成。
1:
输入隔离器使射频输入端口的输入阻抗不随外接输入信号端口的阻抗变化而发生改变,保证模块的输入电压驻波比小于1.2:
1,也保证了模块的输出功率稳定性和可靠性。
2:
输入衰减电路:
控制输入信号的幅度,防止输入信号幅度过高损坏功放模块。
3:
一级放大:
放大射频信号,一级放大增益为18dB,输出功率P1dB为17dBm。
4:
衰减电路:
衰减一级放大的输出电平,使之与功率放大电路的输入电平相匹配。
7.2.2功率放大电路
功率放大电路主要由二级放大电路、分路器、末级放大、合路器、输出隔离器等组成。
1:
二级放大电路:
放大第一级输出信号的功率,输出给末级。
2:
分路器、合路器:
将信号一分为二或合二为一,用于末级电路双管放大的信号分路和合成。
3:
末级放大:
放大二级输出信号的功率,最终实现模块的功率放大功能。
4:
输出隔离器:
功率放大输出端口的阻抗不随外接端口的阻抗变化而发生改变,保证模块的输出电压驻波比小于1.25:
1,也保证了模块的输出功率稳定性和可靠性,保护功放管在输出端口阻抗不匹配时不会损坏。
7.2.3监控告警电路
告警电路由输入检测、温度检测、电流检测、电压检测、反射检测和控制告警电路组成。
1:
输入检测:
检测输入信号幅度,输入过激励时告警。
2:
温度检测:
检测功放模块的温度,模块温度过高时告警。
3:
电流检测:
检测功放电流消耗,电流消耗超过正常值时告警。
4:
电压检测:
检测功放供电电压值,输入供电电压过高时告警。
5:
反射检测:
检测功放模块反射功率,反射功率异常时告警。
6:
控制告警电路:
各检测模块告警时,控制告警电路关闭功放,并在控制接口输出故障告警。
7.2.4电源
电源由:
12V稳压电源、5V稳压电源组成。
1:
12V稳压电源:
输入DC30V,输出DC12V。
2:
5V稳压电源:
输入DC12V,输出DC5V。
7.3设计方案可行性论证
7.3.1增益论证
◎第一级放大器:
增益18dB,P-1功率17dBm。
◎第二级放大器:
增益31.5dB,P-1功率44.8dBm。
◎末级放大器:
增益15.5dB,P-1功率52.8dBm。
◎增益衰减、及损耗:
可调-2~-15dB
总增益计算:
18+31.5+15.5-15=50dB,满足模块增益在大于45dB的设计要求。
7.3.2噪声论证
噪声系数主要取决于低噪声放大器以及低噪声放大器前的插损。
公式表明,低噪放第1级电路的噪声系数(F1)占主导作用,后级电路(即F2,F3...)的影响则逐渐减小。
其中,Gn代表接收链路中第n级电路的增益。
第一级放大管的噪声系数为4.3,放大管之前插损及衰减共约5dB,由公司计算出噪声系数约为10dB,满足模块噪声系数≤12dB的要求。
7.4工艺结构分析
结构尺寸要求指标:
每个150W功率模块都做成长方形,用铜质材料,并留有与散热器连接的安装孔。
7.5接口要求分析
5)射频输入/输出接口:
N-50K;
6)故障输出等直流信号均用DB-9孔座;
7)输出功率监视与反射功率监视输出接口用SMA孔座;
8)配有30V专用直流稳压电源,采用DB-2孔座。
DB9孔座引脚定义:
引脚编号
功能定义
1
故障指示
2
温度指示
3
输出功率指示
4
电流指示
5
GND
6
+5V
7
增益控制
8
GND
9
GND
8确定关键特性和重要特性
8.1关键特性的确定
根据关键特性的判定原则,通过分析确定该产品增益和功率为关键特性,如果材料性能不能达到设计要求将会技术性能不满足要求,从而导致任务失效;但不会影响人身造成安全,故将其测试150W固态功放的增益和功率的调试过程列为关键过程,控制方法见车载超短波电台功放关键过程明细表。
8.2重要特性的确定
根据重要特性的判定原则,通过分析确定以下重要特性:
选择该车载超短波电台功放的器件MRF6P21190、MW4IC2230、Gali-59标记为Z;通仪器仪表测试来确保该单元的技术及功能要求。
9选定检验单元
通过对车载超短波电台功放的设计分析和技术要求分析,依据检验单元的选定原则,选择该场放模块的器件MRF6P21190、MW4IC2230、Gali-59标记为Z,为重要检验单元。
10重要件清单
根据以上分析,得出产品的重要件清单如下表1所示。
名称
描述
封装
PCB编号
制造商
功放管
MRF6P21190
CASE375D-05
STYLE1NI-1230
IC10
功放管
MW4IC2230
CASE1329-09
T0-272WB-16
IC9
放大管
Gali-59
SOT-89
Q3
结论:
通过对150W固态功放进行的特性分类分析,确定了没有关键件,但确定1个测试项目为关键过程,见关键过程明细表,确定表1的器件为重要件。
在今后的设计、生产和检验过程中,应对以上产品在设计文件和工艺文件上进行明确标识,在生产过程中进行严格把关,确保其质量得到有效控制。
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- 关 键 词:
- 车载 超短波 电台 功放 产品 特性 分析
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