Расчет преобразователя частоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

4.3 Расчет преобразователя частоты

Назначение смесителя частоты - линейный перенос спектра сигнала на промежуточную частоту при помощи опорной частоты местного генератора - гетеродина. в качестве последнего в схеме применен цифровой синтезатор частот с микропроцессорным управлением и встроенной петлей ЧАП. Подобное схемное решение позволяет (3):

1) Использовать один гетеродин для всех диапазонов приемника;

2) Осуществлять синхронную цифровую перестройку как контуров (управляя через АЦП смещением контурных варикапов), так и гетеродина, что минимизирует нестабильность fпч.

3) Благодаря наличию встроенной цифровой ЧАП осуществлять постоянную высокоточную подстройку гетеродина;

В рамках данного проекта расчет блока синтезатора частоты и его выбор не проводился и в дальнейшем на схеме он изображаться не будет. Необходимые для расчетов данные уже были использованы при расчете полосы сигнала в предварительном расчете.

Преобразователь строим на транзисторном каскаде с общим эмиттером по сигналу с подачей сигнала гетеродина в эмиттерную цепь. Данная схема включения позволяет транзистору работать в режиме общей базы относительно сигнала гетеродина, что обеспечит меньшую взаимную связь между цепями гетеродина и сигнала, а также высокую стабильность частоты. Нагрузкой преобразователя является ПКФ. Согласование транзистора смесителя с ПКФ осуществляется через широкополосный контур.

Зададимся требованиями к преобразователю исходя из его положения в схеме.

кт=3 - требуемое усиление в преобразователе;

Sпр=55мА/В - крутизна ВАХ транзистора VT1;

Rвыхпр=30кОм - выходное сопротивление транзистора;

sвн=3.16 - затухание, вносимое фильтром.

Определим коэффициент шунтирования контура выходным сопротивлением транзистора и входным сопротивлением фильтра, допустимый из условия обеспечения требуемого коэффициента усиления:

(5.3.1)

Далее определяем конструктивное и эквивалентное затухание широкополосного контура

(5.3.2)

где Qэ=28 - добротность широкополосного контура, Qэш=28

(5.3.2)

Определяем характеристическое сопротивление контура, принимая коэффициент включения в цепи коллектора m1=1

(5.3.3)

Определяем коэффициент включения в контур со стороны фильтра

(5.3.4)

Rвхф=330 Ом - входное сопротивление ПКФ.

Рассчитываем эквивалентную емкость схемы:

(5.3.5)

Определяем номинал контурного конденсатора, приняв Свыхпр=15пФ - выходная емкость транзистора преобразователя частоты.

(5.3.6)

Принимаем С2=6пФ.

Определяем действительную эквивалентную емкость схемы

(5.3.7)

Рассчитываем индуктивность контурной катушки:

(5.3.8)

Теперь можно рассчитать действительное характеристическое сопротивление контура:

(5.3.9)

Рассчитаем резонансный коэффициент усиления транзисторного преобразователя:

(5.3.10)

Поскольку расчет ведется с запасом, данное значение коэффициента усиления является допустимым. Остаток обеспечит УПЧ.

Рассчитаем индуктивность катушки связи с фильтром, задавшись коэффициентом связи Ксв=0.4

(5.3.11)

Рассчитываем элементы, определяющие режим работы транзистора.

Рабочую точку преобразователя выбираем аналогично УРС:

частота сигнал генератор катушка

Rэ = 470 Ом Rg1 = 25 кОм Rф = 60 Ом

Сэ = 25 нФ Rg2 = 10 кОм Сф = 29 нФ

(5.3.12)

Определим входное сопротивление

Разделительная емкость С1 входит в блок УРЧ и её номинал принимаем в 10 мкФ, чего более чем достаточно для пропускания частоты в единицы MГ. Принципиальная схема преобразователя представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 Принципиальная схема преобразователя частоты

Разделительная емкость С1 входит в блок УРС и продублирована для указания на связь между каскадами УРС и ПЧ через нее. В данной схеме резисторы Rф и Rg1 могут быть объединены в резистор в 25060 Ом, но, поскольку такие резисторы промышленно не выпускаются, в схеме необходимо оставить два отдельных резистора. Для минимизации паразитных внешних наводок на каскад, работающий в режиме малого сигнала и попадания их в цепь гетеродина блок преобразователя частоты помещен в экранирующую оболочку. Оболочка соединена с общим проводом через фильтрующий конденсатор, емкость которого подбирается опытным путем.

Размещено на Allbest.ru