دانلود پایان نامه و تحقیق در مورد مبدل های نوری جریان‎ (با قابلیت ویرایش/ فایل Word)تعداد صفحات 21

اختصاصی از فایلکو دانلود پایان نامه و تحقیق در مورد مبدل های نوری جریان‎ (با قابلیت ویرایش/ فایل Word)تعداد صفحات 21 دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

شرح مختصر : برای سنجش جریان تأسیسات فشار قوی و خطوط انتقال نیرو، سنجش خطا و… می توان از مبدل های نوری جریان استفاده نمود. این مبدل ها بر اساس اصول و قوانین فیزیکی عمل می نمایند و به عنوان جایگزین CT   های معمولی مطرح گردیده اند. گرفته است. همچنین برخی از انواع مختلف چنین مبدل هایی معرفی شده اند و ویژگی های عملکردی آنها در مقایسه با ترانسفورماتورهای جریان معمولی و نسل جدید CT ها مورد ارزیابی قرار گرفته است .

فهرست :

مقدمه

فصل اول : کلیات

هدف

سیستم های مبدل جریان سنتی

سیستم های مبدل جریان نوری

هسته مغناطیسی و سنجش نوری

توده فعال نوری پیرامون هادی

فیبر نوری پیرامون هادی

حسگر شاهد

چرا سیستم های مبدل جریان نوری

فصل دوم : اصول و مبانی سنجش نوری

سنجش جریان از طریق اندازه گیری میدان مغناطیسی

سنجش نوری جریان نوری جریان و میدان الکترو مغناطیسی

شرحی بر پلاریزاسیون (قطبش امواج )

انواع قطبش

حالت قطبش

فصل سوم : پدیده اثر فارادی

اثر فاردی چیست

شرح عملکرد

کاربرد های اثر فارادی

فصل چهارم: مبدل های جریان تمام نوری

اصول اندازه گیری جریان در otc ها

محاصبه چرخش فارادی

انواع سنسور های تمام نوری جریان

سنسور های سنتی

سنسور های جدید سولنئیدی

طراحی و شبیه سازی

نرم افزار comsol

شبیه سازی

شبیه سازی ساختار سنتی

شبیه سازی ساختار سرسنجش گر سولنئیدی

رابطه بین اثر فاردی و تست جریان

مزیت های مبدل های نوری جریان و قیاس روشها

فصل پنجم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات

نتیجه گیری

پیش نهاد

منابع و ماخذ

تعداد صفحات 21

فرمت فایل : Word

طراحی مدار مجتمع یکپارچه مبدل اندازه لکه و فتودتکتور موجبری بر روی زیر لایه InP در پنجره 1.55μm

اختصاصی از فایلکو طراحی مدار مجتمع یکپارچه مبدل اندازه لکه و فتودتکتور موجبری بر روی زیر لایه InP در پنجره 1.55μm دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

در این پایان نامه، طراحی و شبیه سازی مبدل اندازه لکه مبتنی بر مواد InP/InGaAsP در پنجره طول موج 1.55μm ارائه شده است. در ابتدا ساختار و عملکرد ادوات فعال و غیرفعال نوری که دارای قابلیت مجتمع سازی با مبدل اندازه لکه هستند، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس طراحی یک مبدل اندازه لکه هیبرید بر پایه دو نوع تیپر افقی و عمودی به طول 2.2mm و 1.5mm و عرض ورودی 2μm و 10μm، برای ایجاد مود اصلی خروجی با پهنای پرتو گوسی 10μm*5μm بر روی زیرلایه n++-InP انجام شده است. برای اینکه بتوان ادوات فعال را در فرکانس های بالاتر از 10GHz با یکدیگر مجتمع سازی نمود نیاز به زیرلایه نیمه عایقی InP(SI-InP می باشد، لذا برای طراحی مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه SI-InP، بر اساس مفهوم ساختار ARROW، نوع و ضخامت لایه های ساختار مشخص گردیده و در دو سطح مقطع طولی و عرضی مبدل در نرم افزارهای COMSOL و OPTIWAVE شبیه سازی انجام شده است. پس از انجام کلیه شبیه سازی ها برای طول های مختلف تیپر و بررسی نمودارهای حاصل از تغییرات ضریب شکست و ضخامت های مختلف لایه های مبدل، ساختار بهینه ای با تلفات تزویج کمتر از 1dB ایجاد شد. در انتها، قابلیت مجتمع سازی مبدل با ادوات نوری همچون آشکارساز و لیزر توسط نرم افزار OPTIWAVE مورد بررسی قرار گرفته است.

مقدمه

رشد سریع مخابرات نوری، نیاز به مجتمع سازی ادوات فوتونیکی بر روی یک تراشه جهت افزایش سرعت و کاهش هزینه بسته بندی را افزایش داده است . تزویج مؤثر همراه با تلفات کم از فیبر نوری به تراشه و بالعکس بخش عمده ای از هزینه ساخت و بسته بندی مدار مجتمع نوری را تشکیل می دهد. در ابتدا از میکرولنز و فیبر نوک تیز جهت کاهش تلفات تزویج استفاده شد اما این تکنولوژی ها تلورانس تطبیق زیادی نیاز داشته و هزینه بسته بندی را افزایش می دهند. با استفاده از مبدل اندازه لکه به صورت مجتمع با سایر ادوات نوری، تزویج مؤثر از فیبر به تراشه ایجاد می گردد.

در فصل یک، کلیات این سمینار شامل: هدف، پیشینه تحقیق بررسی شده است. در فصل دوم به بررسی عملکرد و ساختار ادوات نوری همچون آشکارساز و تقویت کننده نوری و لیزر، جهت مجتمع سازی با مبدل اندازه لکه پرداخته شده است. در فصل سوم، انواع روش های تزویج از فیبر به تراشه و ساختارهای مختلف مبدل اندازه لکه ارائه گردیده است. در فصل پنجم به بیان نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات پرداخته شده است.

فصل اول: کلیات

1-1) مقدمه:

عصر حاضر، به «عصر ارتباطات» نام گذاری شده است زیرا ارتباطات، عنصر مهم در این عصر به شمار می آید. در عصر ارتباطات، سیستم مخابراتی، اطلاعات را از یک محل به محل دیگر جابجا می کند ابتدا انتقال داده ها از طریق پالس های الکتریکی به صورت دیجیتال و آنالوگ صورت می گرفت. سپس در سال 1940 اولین سیستم کابل کواکسیال به کار گرفته شد، پهنای باند این سیستم توسط تلفات کابل محدود می شد. به خصوص این تلفات در فرکانس های 10MHZ افزایش پیدا کردند، این محدودیت منجر به پیشرفت سیستم های انتقال مایکرویو شد که ارسال اطلاعات از طریق موج حامل با فرکانس چند مگاهرتز تا چند گیگاهرتز انجام می گرفت. اولین سیستم مایکرویو در فرکانس 4GHZ در سال 1948 استفاده شد. در ارتباط مخابراتی مایکرویو، محیط ارتباطی فضای آزاد، کابل کواکسیال و موجبرها می باشند که ابعاد کابل کواکسیال و موجبرها به فرکانس موج حامل بستگی دارد. موجبرها بیشتر برای فواصل نزدیک به طور مثال بین آنتن و سیستم گیرنده و فرستنده و کابل های کواکسیال برای فواصل نزدیک و دور (ارتباط بین دو شهر و حتی بین دو قاره) به کار برده می شود.

تا سال 1950 منبع نور کوهرنس و سیستم انتقال نور مناسب وجود نداشت. بنابراین امکان استفاده از امواج نوری به عنوان حامل نبود. با اختراع لیزر توسط maiman در سال 1960، مشکل وجود منبع نور کوهرنس حل شده و نیاز به انتقال نور، افزایش یافت.

کاکو و کوکهام انگلیسی برای اولین بار استفاده از شیشه را به عنوان محیط انتشار نور مطرح ساختند. آنان مبنای کار خود را بر آن گذاشتند که به سرعتی حدود 100Mb/s در محیط انتشار شیشه دست یابند. ولی این سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژی همراه بود اگر چه آنان در رسیدن به هدف خود ناکام ماندند ولی در سال 1966 میلادی، دانشمندان در این نظریه که نور در الیاف شیشه ای هدایت می شود پیشرفت کردند و حاصل آن ایجاد فیبر نوری جهت انتقال اطلاعات بود. در سیستم مخابرات نوری محیط ارتباطی، فضای آزاد و فیبر نوری است و فرکانس حامل حدود 100THZ از طول موج های مرئی تا مادون قرمز می باشد از آنجایی که در فیبر نوری از امواج نوری یا لیزری با فرکانس بسیار بالاتری از مایکرویو استفاده می شود، بنابراین می توان پهنای باند بیشتری را ارسال کرد. پهنای باند بیشتر به معنای ارسال اطلاعات بیشتر یا سرعت بالاتر اطلاعات است. ظرفیت انتقالی فیبر نوری تا چندین هزار برابر کابل مسی است.

چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول: کلیات 3
1-1 ) هدف 4
2-1 ) پیشینه تحقیق 4
3-1 ) روش تحقیق 14
فصل دوم: ادوات فعال نوری با قابلیت مجتمع سازی 16
1-2 ) مقدمه 17
با تابش عمودی 19 PIN 2-2 ) آشکارساز نوری
با تابش عمودی 20 PIN 1-2-2 ) بازده کوانتومی و پهنای باند در آشکارساز
با تابش جانبی (آشکارساز موجبری) 25 PIN 3-2 ) آشکارساز نوری
1-3-2 ) بازده کوانتومی آشکارساز موجبری 26
2-3-2 ) بهینه سازی ساختمان آشکارساز موجبری 28
3-3-2 ) طراحی نوری آشکارساز موجبری 31
4-3-2 ) طراحی الکتریکی آشکارساز موجبری 34
با ساختار موجبر دوقلو 38 PIN 4-2 ) آشکارساز نوری
1-4-2 ) طراحی نوری آشکارساز موجبر دوقلو 43
2-4-2 ) طراحی الکتریکی آشکارساز موجبر دوقلو 48
3-4-2 ) بهینه سازی نوری 50
5-2 ) تقویت کننده نوری و لیزر نیمه هادی 52
1-5-2 ) مفهوم تقویت کنندگی 54
6-2 ) نتیجه گیری 56
فصل سوم: مبدل اندازه لکه 63
1-3 ) مقدمه 64
2-3 ) روش های تزویج نور به فیبر نوری 64
1-2-3 ) استفاده از فیبر نوک تیز 64
2-2-3 ) استفاده از لنز 64
3-2-3 ) آرایه فیبر 66
3-3 ) قطر میدان مود 68
4-3 ) تلفات عدم تطابق مود 69
5-3 ) انواع مبدل اندازه لکه 71
72 (A 1-5-3 ) مبدل اندازه لکه تک مود یا آدیاباتیک (طبقه
73 (I 2-5-3 ) مبدل اندازه لکه تداخلی یا چند موده (طبقه
73 (I+A 3-5-3 ) مبدل اندازه لکه هیبرید آدیاباتیک/تداخلی (طبقه
73 (A/L 4-5-3 ) مبدل اندازه لکه آدیاباتیک افقی (طبقه
73 (A/T 5-5-3 ) مبدل اندازه لکه متقاطع آدیاباتیک (طبقه
74 (A/L+T 6-5-3 ) مبدل اندازه لکه هیبرید آدیاباتیک (طبقه
75 (I/L 7-5-3 ) مبدل اندازه لکه افقی تداخلی (طبقه
76 (I/T 8-5-3 ) مبدل اندازه لکه متقاطع تداخلی (طبقه
77 (I/L+T 9-5-3 ) مبدل اندازه لکه هیبرید تداخلی (طبقه
6-3 ) نتیجه گیری 77
فصل چهارم: طراحی و مجتم عسازی مبدل اندازه لکه با ادوات فعال نوری
1-4 ) مقدمه 79
n 2-4 ) مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه ++-InP 79
n 1-2-4 ) شبیه سازی مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه ++-InP 81
83 ARROW 3-4 ) مفهوم ساختار
با استفاده از ساختار (SI-InP) نیمه عایقی InP 4-4 ) مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه
ARROW
87 SI-InP 1-4-4 ) شبیه سازی مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه
91 FMW 2-4-4 ) ضخامت لایه
93 FMW 3-4-4 ) عرض موجبر
یکسان 96 InGaAsP با ضخامت لایه SI-InP 5-4 ) مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه
با ضخامت لایه SI-InP 1-5-4 ) شبیه سازی مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه
یکسان InGaAsP
99 FMW 2-5-4 ) ضخامت لایه
100 FMW 3-5-4 ) عرض موجبر
6-4 ) مجتمع سازی مبدل اندازه لکه با ادوات نوری 103
7-4 ) نتیجه گیری 105
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 106
نتیجه گیری 107
پیوست ها 108
منابع و ماخذ ١١٠
فهرست منابع لاتین ١١٠
سایت های اطلاع رسانی ١١٩
چکیده انگلیسی ١٢٠
با پیشرفت تکنولوژی. 4 BL 1: رشد - شکل 1
2: فیبر لنزدار. 6 - شکل 1
3: موجبر تیپر شده. 6 - شکل 1
4: عرض مود به عنوان تابعی از عرض هسته 6 - شکل 1
5: ساختار اولیه تیپر سه بعدی پیشنهادی بین لیزر و فیبر. 8 - شکل 1
6: دو نوع تیپر سه بعدی: (الف) تیپر معکوس شده، (ب) تیپر معمولی. 9 - شکل 1
9 .NTT 7: طرحواره مبدل اندازه لکه ساخته شده توسط شرکت - شکل
8: طرحواره تیپر عرضی معکوس جهت تزویج مستقیم به فیبر نوری. 10 - شکل 1
9: موجبر (الف)توسعه دهنده مود، (ب) موجبر با قطعات متناوب. 10 - شکل 1
10 : تیپر موجبر با قطعات غیر متناوب. 11 - شکل 1
ب) تلفات انتشار به عنوان تابعی از عرض موجبر. 12 ) ،SOI ( 11 : طرحواره (الف - شکل 1
12 : تزویجگر توری عمودی مابین موجبر و فیبر نوری. 12 - شکل 1
الف) انتشار نور در ساختار، (ب) تلفات تیپر ) Soare 13 : مبدل طراحی شده توسط - شکل 1
بر حسب طول های مختلف تیپر عمودی.
به صورت مجتمع با لیزر. 13 Mesel 14 : طرحواره تیپر طراحی شده توسط - شکل 1
15 : آشکارساز نوری عمودی. 14 - شکل 1
15 .RCE 16 : آشکارسازهای با فضای تکرار - شکل 1
17 : آشکارساز نوری موجبری. 16 - شکل 1
17 .TWPD 18 : آشکارساز نوری - شکل 1
آشکارساز نوری، =PD ، مدولاتور =MOD) 1: شبکه ارتباط نوری - شکل 2
پیش تقویت کننده). =Pre-Amp
الف) تابش عمودی، (ب) تابش جانبی. 19 ) PIN 2: آشکارساز نوری - شکل 2
20 .PIN 3: دیاگرام باند انرژی آشکارساز - شکل 2
از سطح ماده. 20 x 4: کاهش توان در فاصله - شکل 2
5: وابستگی ضریب جذب به طول موج مواد نیمه هادی متفاوت. 21 - شکل 2
6: قابلیت پاسخ دهی مواد مختلف در طول موج های متفاوت. 23 - شکل 2
24 .PIN 7: پاسخ ولتاژ آشکارساز - شکل 2
8: آشکارساز موجبری. 26 - شکل 2
9: طرحواره سطح مقطع آشکارساز موجبری. 29 - شکل 2
به عنوان تابعی از ضخامت لایه InGaAs 10 : جذب میدان نوری در لایه اتصال - شکل 2
پوششی.
بر حسب سطح آلایش. 30 InP 11 : تلفات نوری و مقاومت لایه پوشش - شکل 2
12 : بازده کوانتومی داخلی به عنوان تابعی از طول آشکارساز و ضخامت لایه فعال. 32 - شکل 2
13 : توان نوری نرمالیزه شده به عنوان تابعی جهت انتشار. 32 - شکل 2
14 : مسیر عبور نور در آشکارساز موجبری. 32 - شکل 2
15 : توان نوری در آشکارساز موجبری. 33 - شکل 2
34 .InGaAs 16 : سرعت حامل ها در - شکل 2
17 : مدل مداری آشکارساز موجبری. 35 - شکل 2
18 : مدار معادل سیگنال کوچک آشکارساز موجبری. 35 - شکل 2
19 : پهنای باند (الف) تابعی از ضخامت لایه تخلیه برای طول های متفاوت و عرض - شکل 2
.500nm 2، (ب) تابعی از طول برای عرض های متفاوت و ضخامت لایه تخلیه μm
از n به شکل تابعی از (الف) عرض، (ب) ضخامت لای ه بافر نوع RC 20 : پهنای باند - شکل 2
، p-InP د) ضخامت لایه پوشش پایینی ) ،p‐ InP ج) سطح آلایش پوشش ) ،n-InP جنس
Ln ( (و) ضخامت لایه موجبری، (ه
مربوط به دو آشکارساز موجبری با دو قسمت برآمده متفاوت. 38 RF 21 : تضعیف - شکل 2
22 : طرحواره (الف) تزویجگر عمودی، (ب) برش عرضی از آشکارساز موجبر دوقلو. 39 - شکل 2
23 : آشکارساز موجبر دوقلو (الف) سطح مقطع طولی، (ب) سطح مقطع عرضی. 41 - شکل 2
در آشکارساز موجبری دوقلو، (ب) دیاگرام باند PIN 24 : طرحواره (الف) آشکارساز - شکل 2
انرژی.
425 : میدان های الکتریکی و مغناطیسی در موجبر غیرفعال ورودی (خط قرمز ) و آشکارساز - شکل 2
موجبر دوقلو برای مود اصلی (-) و مود مرتبه اول (.-).
26 : مسیر عبور نور در آشکارساز موجبر دوقلو. 46 - شکل 2
27 : منحنی شارش توان. 46 - شکل 2
28 : مسیر عبور نور در آشکارساز موجبر دوقلو با کاهش فاصله میان دو موجبر. 47 - شکل 2
29 : منحنی شارش توان با کاهش فاصله میان دو موجبر. 47 - شکل 2
30 : مسیر عبور نور در آشکارساز موجبر دوقلو با افزایش فاصله میان دو موجبر. 47 - شکل 2
31 : منحنی شارش توان با افزایش فاصله میان دو موجبر. 48 - شکل 2
مربوط به آشکارساز موجبری دوقلو. 49 RC 32 : المان های - شکل 2
به عنوان تابعی از ضخامت و طول آشکارساز. 51 PIN 33 : بازده تزویج آشکارساز نوری - شکل 2
34 : طرحواره تقویت کننده نوری نیمه هادی. 52 - شکل 2
35 : کاربرد انواع تقویت کننده ها در لینک انتقال نوری. 53 - شکل 2
36 : فرآیندهای (الف) جذب، (ب) گسیل خودبخودی، (ج) گسیل القایی. 54 - شکل 2
55 .N-n-P 37 : دیاگرام باند انرژی در بایاس مستقیم ساختار - شکل 2
38 : ساختاری از تقویت کننده نوری نیمه هادی. 55 - شکل 2
39 : لیزر کاواک توسعه یافته. 56 - شکل 2
نمونه و طیف آن در جریان های تزریقی مختلف. 59 LI 40 : منحنی - شکل
لیزرهای کاواک توسعه یافته با طول های تقویت کننده نوری نیم ه LI 41 : منحنی های - شکل 2
هادی مختلف.0
600 ، (ب) به 62 μm 4.3 با بخش های فعال (الف) به طول mm 42 : طیف لیزر با کاواک - شکل 2
.700μm طول
1: انواع فیبر نوک تیز. 65 - شکل 3
2: مجموعه ای از میکرولنزها. 65 - شکل 3
3: مجموعه ای از میکرولنزها (الف) دایروی، (ب) مربعی، (ج) استوانه ای. 66 - شکل 3
4: آرایه فیبر. 67 - شکل 3
شکل. 67 v 5: برش عرضی فیبر تک مود کانال - شکل 3
6: آرایه فیبر هشت کاناله. 67 - شکل 3
7: مفهوم قطر میدان مود. 68 - شکل 3
8: تزویج نور از تراشه به فیبر. 69 - شکل 3
موجبر. 71 MFDy ( ج) ،MFDx 9: (الف) نمودار میدان موجبر، (ب) مقادیر - شکل 3
73 .A/L 10 : مبدل اندازه لکه آدیاباتیک افقی - شکل 3
11 : مبدل اندازه لکه متقاطع آدیاباتیک (الف) ساختار مدفون، (ب) طرح نواری. 74 - شکل 3
12 : انواع مختلف مبدل اندازه لکه هیبرید آدیاباتیک. 75 - شکل 3
13 : مبدل اندازه لکه افقی تداخلی. 76 - شکل 3
14 : مبدل اندازه لکه متقاطع تداخلی. 76 - شکل 3
15 : شکل تداخلی بعد از فاصله انتشار. 76 - شکل 3
16 : مبدل اندازه لکه هیبرید تداخلی. 77 - شکل 3
n 1: نمای سه بعدی مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه - شکل 4 ++-InP 79
n 2: سطح مقطع طول مبدل اندازه لکه بر پایه - شکل 4 ++-InP 80 .
82 .(1- مشخص شده در شکل ( 4 Z تا 5 Z 3: میدان نوری در مقاطع 0 - شکل 4
82 .FMW 4: انتقال توان از موجبر کم عمق به موجبر - شکل 4
5: موجبر سه لایه سیلیکونی. 83 - شکل 4
ب) نمودار ضریب شکست ساختار ) ،ARROW 6: طرحواره (الف) ساختار - شکل 4
.ARROW
84 .ARROW 7: انواع ساختار موجبر - شکل 4
85 .AC 8: مبدل اندازه لکه بر پایه لایه های - شکل 4
87 .SI-InP 9: نمای سه بعدی مبدل اندازه لکه بر پایه - شکل 4
- در شکل 4 ) Z تا 5 Z در سطح مقطع های مختلف 0 TE 10 : توزیع میدان نوری مود - شکل 4
.(9
بصورت مجتمع با ادوات فعال نوری. 89 SI-InP 11 : سطح مقطع طولی مبدل بر پایه - شکل 4
89 .FMW 12 : انتقال توان از موجبر کم عمق به موجبر - شکل 4
90 .FMW 13 : انتقال توان از موجبر کم عمق به موجبر - شکل 4
14 : تلفات تیپر بر حسب طول تیپر. 90 - شکل 4
n 15 : میزان تفاوت ضریب شکست وابسته به میزان آلایش لایه - شکل 4 ++-InP 91 .
92 .FMW 16 : انتشار مود اصلی در موجبر - شکل 4
92 .FMW برای ضخامت های مختلف لایه MFD 17 : مقادیر - شکل 4
18 : میزان عدم تطابق مود بین موجبر و فیبر نوری برای ضخامت لایه مختلف - شکل 4
.FMW
19 : عدم تطابق مود بین موجبر و فیبر نوری بر حسب ضرایب شکست مختلف. 94 - شکل 4
در هنگام FMW 20 : نمودار تلفات عدم تطابق مود بر حسب ضخامت مختلف لایه - شکل 4
.MFDfibre=10μm تزویج به فیبر با
در هنگام FMW 21 : نمودار تلفات عدم تطابق مود بر حسب ضخامت مختلف لایه - شکل 4
.MFDfibre=7μm تزویج به فیبر با
در هنگام FMW 22 : نمودار تلفات عدم تطابق مود بر حسب ضخامت مختلف لایه - شکل 4
.MFDfibre=4μm تزویج به فیبر با
23 : تلفات تیپر بر حسب طول تیپر. 96 - شکل 4
- در شکل 4 ) Z تا 5 Z در سطح مقطع های مختلف 0 TE 24 : توزیع میدان نوری مود - شکل 4
98 .FMW 25 : انتقال توان از موجبر کم عمق به موجبر - شکل 4
99 .FMW 26 : انتقال توان از موجبر کم عمق به موجبر - شکل 4
27 : تلفات تیپر بر حسب طول تیپر. 99 - شکل 4
28 : میزان عدم تطابق مود بین موجبر و فیبر نوری برای ضخامت لایه مختلف - شکل 4
.FMW
29 : عدم تطابق مود بین موجبر و فیبر نوری بر حسب ضرایب شکست مختلف. 100 - شکل 4
در هنگام FMW 30 : نمودار تلفات عدم تطابق مود بر حسب ضخامت مختلف لایه - شکل 4
.MFDfibre=10μm تزویج به فیبر با
در هنگام FMW 31 : نمودار تلفات عدم تطابق مود بر حسب ضخامت مختلف لایه - شکل 4
.MFDfibre=7μm تزویج به فیبر با
در هنگام FM 32 : نمودار تلفات عدم تطابق مود بر حسب ضخامت مختلف لایه - شکل 4
.MFDfibre=4μm تزویج به فیبر با
33 : تلفات تیپر بر حسب طول تیپر. 103 - شکل 4
34 : مجتمع سازی مبدل اندازه لکه با ادوات فعال. 103 - شکل 4
35 : مجتمع سازی مبدل اندازه لکه با آشکارساز نوری موجبری. 104 - شکل 4
36 : مجتمع سازی لیزر با مبدل اندازه لکه. 105 - شکل 4
.Z و 5 Z در سطح مقطع های مختلف 0 TE 1: توزیع میدان نوری مود - شکل 5
.FMW 2: انتقال توان از موجبر کم عمق به موجبر - شکل 5
3: تلفات تیپر بر حسب طول تیپر. - شکل 5
.FMW 4: میزان عدم تطابق مود بین موجبر و فیبر نوری برای ضخامت لایه مختلف - شکل 5
5: عدم تطابق مود بین موجبر و فیبر نوری بر حسب ضرایب شکست مختلف. - شکل 5
6: تلفات تیپر بر حسب طول تیپر. - شکل 5
7: مجتمع سازی مبدل اندازه لکه با آشکارساز نوری موجبری. - شکل 5
8: مجتمع سازی لیزر با مبدل اندازه لکه. - شکل 5
34 .InGaAs 1: پارامترهای الکتریکی ماده - جدول 2
2: خواص مواد مختلف. 42 - جدول 2
3: مشخصات لایه های آشکارساز موجبر دوقلو. 51 - جدول 2
1: دسته بندی انواع تیپر. 72 - جدول 3
n 1: مشخصات لایه های مبدل اندازه لکه بر روی زیرلایه - جدول 4 ++-InP 81
86 .SI-InP 2: خصوصیات لایه های مبدل بر روی زیرلایه - جدول 4
MFD 3: میزان تلفات عدم تطابق مود برای تزویج نور از موجبر به فیبر با -
97 .SI-InP 4: خصوصیات لایه های مبدل بر روی زیرلایه - جدول 4
MFD 5: میزان تلفات عدم تطابق مود برای تزویج نور از موجبر به فیبر با -
متفاوت. MFD 1: میزان تلفات عدم تطابق مود برای تزویج نور از موجبر به فیبر با

پایان نامه ارشد برق طراحی و شبیه سازی مبدل آنالوگ به دیجیتال توان پایین

اختصاصی از فایلکو پایان نامه ارشد برق طراحی و شبیه سازی مبدل آنالوگ به دیجیتال توان پایین دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده

هدف ما در این پروژه طراحی مبدل آنالوگ به دیجیتال با توان مصرفی پایین برای کاربردهای کم حجم و قابل حمل بود. که با مطالعه روش ها و مزایا و معایب هرکدام از آنها برای این کار، مدولاتور سیگما دلتار مرتبه اول تعیین گردید. اصلی ترین مصرف کننده توان در مدولاتور سیگما دلتا قسمت تقویت کننده عملیاتی آن می باشد. که اگر تقویت کننده عملیاتی را از لحاظ مصرف توان بهینه سازی کنیم، توان مصرفی کل مدولاتور به صورت چشم گیری کاهش می یابد. برای این منظور دو راهکار ارائه شده است. یکی استفاده از ترانزیستورهای MIFG MOSFET در ورودی تقویت کننده عملیاتی و مقایسه کننده، که با کاهش ولتاژ منبع تغذیه باعث کاهش توان مصرفی گردیده و دیگری اضافه کردن دو عدد ترانزیستور در مسیر جریان تقویت کننده تفاضلی که بدون افزایش جریان مصرفی مدار، بهره تقویت کننده عملیاتی افزایش یافته است. در نتیجه سیستم دارای فرکانس نمونه برداری 8MHZ با بهره مناسب 85db می باشد و قدرت تفکیک پذیری 8 بیتی و حاشیه فاز 72 درجه با پهنای باند 65KHZ را تهیه می کند. همچنین توان مصرفی در محدود 800 میکرووات را دارا می باشد. در نهایت مدار طراحی شده با استفاده از نرم افزار HSPICE تحت شرایط CMOS 0.35 um استاندارد شبیه سازی گردیده است. در شبیه سازی مشکل عمده تعریف نشدن ترانزیستورهای گیت شناور در نرم افزار HSPICE بودند که با اندکی تغییر در مدار این کار هم امکان پذیر شده و نتایج مورد نظر به دست آمدند.

مقدمه

در کاربردهایی نظیر دستگاه های قابل حمل و یا دستگاه هایی که با باطری کار می کنند و تجهیزاتی که متحرک بوده و یا در بدن موجودات زنده به منظورهای متفاوتی کاشته می شوند به دلیل محدود بودن انرژی و طولانی شدن عمر باطری و همچنین آلودگی کمتر محیط زیست لازم است که توان مصرفی تا حد ممکن پایین تر باشد. در این میان مبدل های آنالوگ به دیجیتال از جمله بلوک های مدارات الکترونیکی هستند که در بیشتر سیستم ها کاربرد دارند. چون دنیای بیرون یا طبیعت آنالوگ بوده ولی پردازش سیگنال به صورت دیجیتالی صورت می گیرد. بنابراین لازم است که سیگنال های طبیعی ابتدا به سیگنال دیجیتال تبدیل شوند. از طرفی دیگر چون تعداد استفاده این بلوک ها در سیستم های مختلف زیاد است هرچقدر توان مصرفی را پایین بیاوریم به سمت بهینه سازی حرکت کرده ایم.

به دلیل مزیت های عمده پردازش سیگنال های دیجیتال، طراحی مبدل های آنالوگ به دیجیتال مورد نظر می باشند. این مزیت ها باعث می شود که تکنولوژی مدارهای مجتمع در جهت طراحی مدارهای دیجیتال توسعه داده شوند. از طرفی دیگر پایین آوردن ولتاژ منبع تغذیه و کم کردن سطح لازم برای ساخت تراشه از جمله پیشرفت های تکنولوژی حاضر می باشند. پس بایستی طراحی مبدل های آنالوگ به دیجیتال نیز با ولتاژهای پایین و توان مصرفی پایین در کنار مدارهای پردازش سیگنال دیجیتال در داخل یک تراشه صورت گیرند تا هم از اضافه شدن نویز در مسیر انتقال سیگنال که معمولاً ضعیف است جلوگیری شود و هم ضریب مجتمع سازی در تراشه افزایش یابد.

طراحی مدارهای دیجیتال با استفاده از تکنولوژی CMOS به علت قابلیت مجتمع سازی بالا، توان مصرفی کم و قیمت تمام شده پایین تاکنون بی رقیب بوده است با توجه به اینکه جهت پیشرفت تکنولوژی CMOS را مدارهای دیجیتال تعیین می کنند، طراحان مدارهای آنالوگ بایستی خود را برای استفاده از افزاره هایی که لزوماً برای کاربردهای آنالوگ مناسب نیستند، تطبیق دهند.

این پایان نامه در 4 فصل تنظیم شده است. در فصل اول تئوری مبدل های آنالوگ به دیجیتال، و انواع روش های موجود و مزایا و معایب هرکدام بررسی شده است و در فصل دوم طراحی مدارهای قسمت های مختلف مبدل آنالوگ به دیجیتال سیگما دلتای مرتبه اول ارائه شده و روش مورد استفاده برای کم کردن توان مصرفی آن شرح داده شده است. در فصل سوم مدارات و طرز استفاده آنها جهت شبیه سازی به صورت جداگانه و کلی همچنین نتایج شبیه سازی آورده شده است. در فصل چهارم هم نتایج و پیشنهادات ارائه شده و مقایسه ای با کارهای موجود انجام یافته است.

تعداد صفحه : 98

دانلود پایان نامه تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی

اختصاصی از فایلکو دانلود پایان نامه تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مبدل های ماتریسی، در سال های اخیر به خاطر اینکه می توانند جایگزین خوبی برای اینورترهای منبع ولتاژ با مدولاسیون پهنای پالس قرار گیرند مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. در حقیقت مبدل های ماتریسی توانایی کنترل توان در دو جهت، توانایی تولید شکل موج های سینوسی برای ورودی و خروجی و کنترل ضریب توان واحد را دارند.

البته به خاطر عدم وجود قسمت DC و حذف المان های حجیم و ذخیره کننده انرژی مثل خازن و سلف باعث طراحی مدار به صورت فشرده و کم حجم می شود. دو روش کنترلی به صورت گسترده ای برای کنترل مبدل های ماتریسی به کار برده می شود. اولی بر پایه تابع انتقال مستقیم و دومی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی با مزیت الگوریتم ساده کنترلی می باشد.

در این پروژه کنترل دور موتور القایی به روش DTC به طور مفصل بحث می شود از ویژگی های مهم کنترل دور موتور القایی به روش DTC، پایداری، پاسخ سریع گشتاور، نیاز نداشتن به انتقال مختصات، عدم نیاز به مداری جهت تولید پالس های PWM می باشد.

در این پروژه روش جدیدی برای کنترل مبدل های ماتریسی تحت شرایط ضریب توان واحد ورودی، برای پیاده سازی کنترل مستقیم گشتاور در زمینه کنترل ماشین های القایی، مطرح می شود. با بکارگیری این روش کنترلی در حقیقت ما فواید مبدل های ماتریسی را با فواید DTC با هم یکجا داریم.

1-1- مقدمه

انتقال و کنترل انرژی یکی از مهمترین مراحل در مهندسی برق می باشد، در سال های اخیر این کار با به کارگیری نیمه هادی های قدرت و المان های ذخیره کنند انرژی مانند خازن و سلف انجام گرفته است، و بدین ترتیب چندین خانواده مبدل ها همچون یکسوسازها و اینورترها و چاپرها توسعه یافته اند. هریک از این خانواده ها مزایا و محدودیت های خودشان را دارند.

مبدل های ماتریسی، یک توپولوژی مداری پیشرفته ای می باشد که توانایی تبدیل مستقیم Ac/Ac را دارد در این نوع مبدل ها هیچ گونه لینک DC وجود ندارد.

در فصل اول در مورد روش های کنترل مبدل های ماتریسی بحث شده است. تابع انتقال مستقیم و مدولاسیون بردار فضایی دو روش کنترلی جهت کنترل این نوع مبدل ها، توضیح داده شده است. استراتژی مدولاسیون بر پایه این دو روش کنترلی ارائه شده و در پایان فصل اول مبدل ماتریسی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی شبیه سازی شده است.

جهت پیاده سازی عملی مبدل های ماتریسی نیازمند کلیدهای دو طرفه می باشیم. این ساختار را می توان توسط دیودها و ترانزیستورهای IGBT که در بازار وجود دارد، طراحی کرد. در فصل دوم در مورد انواع ساختارهای کلیدهای دو طرفه بحث می شود. از طرف دیگر یکی از موضوعات مهم در مبدل های ماتریسی نحوه کموتاسیون جریان در این نوع مبدل هاست. جهت جلوگیری از هرگونه اتصال کوتاه و اتصال باز در مبدل های ماتریسی نحوه کموتاسیون چهار مرحله ای توضیح داده شده و در ادامه پروسه کموتاسیون چهار مرحله ای جهت پیاده سازی در FPGA به زبان VHDL شبیه سازی شده است.

در فصا سوم مروری مختصر بر انواع روش های کنترل موتورها شده است. با ذکر دلایلی روش کنترل مستقیم گشتاور جهت کنترل موتورهای القایی انتخاب می شود.

در فصل چهارم روش کنترل مستقیم گشتاور به تفصیل بحث شده است، در روش کنترل مستقیم گشتاور، گشتاور و شار استاتور به صورت مجزا کنترل می شوند و ولتاژهای اعمالی به گونه ای انتخاب می شوند که خطاهای گشتاور و شار از محدوده خاصی خارج نشود. گشتاور و شار توسط مقایسه کننده های هیسترزیس با مقادیر مرجع متناظر مقایسه شده و خروجی های مقایسه کننده ها به جدول کلیدزنی بهینه اعمال می شوند. این جدول با در نظر گرفتن موقعیت شاراستاتور، بردار ولتاژ مناسب برای موتور را انتخاب می کند. در خاتمه روش کنترل مستقیم گشتاور شبیه سازی شده و نتایج شبیه سازی بررسی می شود.

در فصل پنجم روش جدیدی برای کنترل مبدل های ماتریسی تحت شرایط ضریب توان واحد برای تولید بردارهای ولتاژ مناسبی که جهت پیاده سازی کنترل مستقیم گشتاور برای کنترل ماشین های القایی لازم است مطرح می شود. با بکارگیری این روش کنترلی در حقیقت ما فواید مبدل های ماتریسی را با فواید DTC باهم یکجا داریم.

فصل اول

مبدل های ماتریسی

1-1- مقدمه

در این فصل در مورد مبدل های ماتریسی و دو روش کنترلی که به صورت گسترده ای برای کنترل این نوع مبدل ها به کار می رود، توضیح داده می شود. روش کنترل اولی بر پایه تابع انتقال مستقیم و دومی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی می باشد. در این فصل اساس استراتژی مدولاسیون در هر دو روش کنترلی بررسی شده و در خاتمه کنترل مبدل ماتریسی بر پایه SVM شبیه سازی شده و نتایج آن بررسی شده است.

2-1- مبدل های ماتریسی کنترل شده توسط تابع انتقال مستقیم

انتقال و کنترل انرژی یکی از مهمترین مراحل در مهندسی برق می باشد، در سال های اخیر این کار با به کارگیری نیمه هادی های قدرت و المان های ذخیره کننده انرژی مانند خازن و سلف انجام گرفته است، و بدین ترتیب چندین خانواده مبدل ها همچون یکسوسازها و اینورترها و چاپرها توسعه یافته اند. هریک از این خانواده ها مزایا و محدودیت های خودشان را دارند.

مبدل های ماتریسی، یک توپولوژی مداری پیشرفته ای است که توانایی تبدیل مستقیم Ac/Ac را دارد، در این نوع مبدل ها هیچ گونه لینک DC وجود ندارد.

مبدل های ماتریسی شامل آرایه ای از سوئیچ های دو طرفه ای می باشد و به گونه ای مرتب شده است که سه فاز منبع ولتاژ را مستقیما و بدون هیچ لینک DC و یا المان های حجیم ذخیره کننده انرژی به سه فاز طرف بار وصل می کند.

مهمترین مشخصات مبدل های ماتریسی عبارتند از:

1- ساده و فشرده بودن

2- تولید ولتاژ بار، با دامنه و فرکانس دلخواه

3- جریان ورودی و خروجی سینوسی

4- عملکرد با ضریب توان واحد

توسعه این نوع مبدل ها با کار اولیه آقایان venturini و Alesina آغاز شد آنها مدار قدرت این نوع مبدل ها را مانند ماتریسی از سوئیچ های قدرت دو طرفه ای قرار دادند و اسم مبدل های ماتریسی را برای آنها برگزیدند. روش مدولاسیون آنها به تابع انتقال مستقیم معروف می باشد که در آن ولتاژ خروجی از حاصل ضرب ماتریس مدولاسیون در ولتاژ ورودی به دست می آید.

دو مشکل اساسی و اولیه در توسعه این نوع مبدل ها وجود داشت اولی کنترل کلیدهای دوطرفه استفاده شده در مبدل ماتریسی به گونه ای که هیچ گونه اضافه جریان و پیک های اضافه ولتاژ که می توانند نیمه هادی های قدرت را بسوزانند، وجود نداشته باشد خیلی مشکل بود. این مشکل با ارائه مقالاتی در زمینه استراتژی کموتاسیون چند مرحله ای برطرف شد.

مشکل دوم در گسترش مبدل های ماتریسی تعداد زیاد المان های قدرت جهت پیاده سازی کلیدهای دوطرفه بود این مشکل نیز امروزه با پیشرفت تئوری نیمه هادی ها و قرار دادن مدارات قدرت حتی در یک مدار مجتمع مرتفع شده است.

شامل 148 صفحه فایل pdf

تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی

اختصاصی از فایلکو تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده

مبدل های ماتریسی، در سال های اخیر به خاطر اینکه می توانند جایگزین خوبی برای اینورترهای منبع ولتاژ با مدولاسیون پهنای پالس قرار گیرند مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. در حقیقت مبدل های ماتریسی توانایی کنترل توان در دو جهت، توانایی تولید شکل موج های سینوسی برای ورودی و خروجی و کنترل ضریب توان واحد را دارند.

البته به خاطر عدم وجود قسمت DC و حذف المان های حجیم و ذخیره کننده انرژی مثل خازن و سلف باعث طراحی مدار به صورت فشرده و کم حجم می شود. دو روش کنترلی به صورت گسترده ای برای کنترل مبدل های ماتریسی به کار برده می شود. اولی بر پایه تابع انتقال مستقیم و دومی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی با مزیت الگوریتم ساده کنترلی می باشد.

در این پروژه کنترل دور موتور القایی به روش DTC به طور مفصل بحث می شود از ویژگی های مهم کنترل دور موتور القایی به روش DTC، پایداری، پاسخ سریع گشتاور، نیاز نداشتن به انتقال مختصات، عدم نیاز به مداری جهت تولید پالس های PWM می باشد.

در این پروژه روش جدیدی برای کنترل مبدل های ماتریسی تحت شرایط ضریب توان واحد ورودی، برای پیاده سازی کنترل مستقیم گشتاور در زمینه کنترل ماشین های القایی، مطرح می شود. با بکارگیری این روش کنترلی در حقیقت ما فواید مبدل های ماتریسی را با فواید DTC با هم یکجا داریم.

فرمت PDF

تعداد صفحات 148