2 Ход работы
Используя краткие теоретические сведения, необходимо решить следующие задачи:
Задача 1
Показать на спектральных диаграммах (расположенных одна под одной) в соответствующих масштабах АЧС радиосигналов на входе и выходе линейно-параметрического преобразователя частоты, если заданы (таблица 1): вид однотональной модуляции (АМ, ЧМ, ФМ), коэффициенты (индексы) модуляции (m), несущие частоты входного модулированного сигнала (f0), гетеродина (fг = 1,5f0), низкочастотного модулирующего сигнала(F = f0/10), амплитуды несущего колебания (U0m) и гетеродина (Umг). Преобразование частоты осуществляется в сторону её понижения.
Амплитуда Umпр гармонического сигнала промежуточной частоты fпр = fг-f0
на выходе фильтра (усилителя сигналов промежуточной частоты (УПЧ)) равна 10U0m.
Определить ширину спектра радиосигналов на входе и выходе преобразователя частоты и сделать вывод об изменении вида и характера модуляции. Зарисовать структурную и принципиальную схемы преобразователя частоты и пояснить назначение их элементов.
Таблица 1
№вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Вид модул. |
ЧМ |
ФМ |
АМ |
ЧМ |
ФМ |
ЧМ |
ФМ |
ЧМ |
ФМ |
АМ |
ЧМ |
ФМ |
ЧМ |
ФМ |
АМ |
U0m,мВ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Umг,мВ |
3 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
20 |
18 |
22 |
25 |
20 |
26 |
28 |
30 |
Коэфф. (индекc) модул. |
4 |
5 |
0,5 |
<1 |
3 |
6 |
5 |
4 |
2 |
0,9 |
<1 |
3 |
5 |
<1 |
0,7 |
f0,мГц |
100 |
200 |
10 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
15 |
100 |
200 |
300 |
400 |
1 |
№вар |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
Вид модул |
ЧМ |
ФМ |
ЧМ |
ФМ |
АМ |
ЧМ |
ФМ |
ФМ |
ЧМ |
ФМ |
ЧМ |
АМ |
ФМ |
ФМ |
ЧМ |
U0m,мВ |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
20 |
2 |
8 |
6 |
4 |
10 |
12 |
14 |
Umг,мВ |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
30 |
40 |
5 |
16 |
12 |
10 |
20 |
24 |
30 |
Коэф (индекс) модул |
<1 |
2 |
4 |
5 |
6 |
<1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
<1 |
3 |
4 |
5 |
f0,мГц |
200 |
300 |
400 |
500 |
10 |
100 |
200 |
300 |
500 |
800 |
900 |
15 |
150 |
350 |
450 |
Задача 2
Определить, возможно ли параметрическое возбуждение колебаний в колебательном контуре, если активное сопротивление потерь в контуре r, частота колебаний f, а изменение ёмкости варактора осуществляется по закону.
С
=
С0
+
sin(2ωt+ψ).
(1)
Данные для расчетов приведены в таблице 2.
Таблица 2
№вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
r(Ом) |
3 |
5 |
7 |
10 |
12 |
15 |
20 |
25 |
30 |
7 |
10 |
15 |
7 |
9 |
20 |
f(ГГц) |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2 |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
∆С(пФ) |
0,1 |
0,3 |
0,7 |
0,2 |
0,1 |
1,8 |
0,8 |
1,5 |
1,7 |
2 |
0,9 |
2,3 |
2,5 |
1,2 |
1,9 |
С0(пФ) |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
17 |
19 |
21 |
23 |
25 |
27 |
30 |
Ψ(град) |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
40 |
35 |
30 |
25 |
20 |
15 |
№вар |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
r(Ом) |
5 |
7 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
20 |
15 |
17 |
10 |
5 |
7 |
10 |
15 |
f(ГГц) |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
∆С(пФ) |
1,7 |
3 |
3,5 |
1,5 |
1,3 |
1,7 |
1,5 |
0,8 |
0,9 |
0,5 |
0,8 |
0,1 |
0,3 |
1,2 |
1,5 |
С0(пФ) |
27 |
25 |
23 |
21 |
19 |
17 |
15 |
13 |
11 |
9 |
7 |
5 |
3 |
10 |
20 |
Ψ(град) |
10 |
5 |
7 |
15 |
17 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
Задача 3
Определить установились ли стационарные колебания в параметрическом генераторе, если активные потери в контуре r, амплитуда тока в контуре Im, частота колебаний f, а изменение ёмкости варикапа осуществляется по закону
С = С0 (1+ m sin2ωt). (2)
Данные для расчетов приведены в таблице 3.
Таблица 3
№вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
r(Ом) |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
17 |
20 |
23 |
25 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
Im(мА) |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
35 |
25 |
20 |
15 |
10 |
5 |
10 |
С0(пФ) |
10 |
30 |
50 |
70 |
90 |
95 |
83 |
85 |
77 |
79 |
60 |
65 |
77 |
80 |
90 |
f(мГц) |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
85 |
90 |
m |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,15 |
0,25 |
0,3 |
0,1 |
0,08 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
№вар |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
r (Ом) |
40 |
35 |
30 |
25 |
20 |
15 |
10 |
5 |
15 |
20 |
10 |
30 |
35 |
40 |
25 |
Im(мА) |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
35 |
25 |
20 |
15 |
10 |
5 |
10 |
15 |
20 |
С0(пФ) |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
f(мГц) |
70 |
60 |
70 |
40 |
50 |
35 |
30 |
25 |
20 |
15 |
10 |
20 |
25 |
30 |
40 |
m |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
0,09 |
Зарисовать принципиальную схему параметрического генератора на варикапе и пояснить назначение элементов.
Задача 4
Рассчитать модуль коэффициента усиления по напряжению одноконтурного параметрического усилителя для синхронного режима работы, если активные потери в колебательном контуре усилителя r, частота колебаний f , а изменение ёмкости варактора осуществляется по закону
С =10 (1+ m sin2ωt). (3)
Данные для расчётов приведены в таблице 4.
Таблица 4
№вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
r(Ом) |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
9,5 |
9 |
8 |
7,5 |
7 |
6 |
5 |
4 |
5,5 |
3,5 |
f(ГГц) |
5 |
2,5 |
1,5 |
1,2 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
1,4 |
1,6 |
2 |
2,5 |
1,8 |
3 |
m |
0,08 |
0,1 |
0,4 |
0,15 |
0,4 |
0,25 |
0,35 |
0,47 |
0,25 |
0,3 |
0,25 |
0,15 |
0,18 |
0,2 |
0,1 |
№вар |
16 |
17 |
18 |
119 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
r(Ом) |
3 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
5,25 |
6 |
6,2 |
7 |
8 |
8,5 |
9 |
10 |
9,5 |
7 |
f(ГГц) |
3,5 |
2,5 |
2 |
2,1 |
1,8 |
1,7 |
1,55 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1,2 |
1 |
1,1 |
1,5 |
m |
0,1 |
0,15 |
0,18 |
0,29 |
0,21 |
0,45 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,5 |
0,35 |
0,4 |
0,5 |
0,38 |
0,1 |
Зарисовать принципиальную схему одноконтурного параметрического усилителя.
Задача 5
Определить во сколько раз измениться дальность действия импульсной РЛС СВЧ диапазона, если в свободном пространстве на входе приемного устройства вместо усилителя на электронных лампах (например, на лампе бегущей волны (ЛБВ)) установить параметрический усилитель (ПУ). При этом известны коэффициенты шума приёмного устройства с ЛБВ (Кш лбв) и приёмного устройства с параметрическим усилителем (Кш пу). Данные для расчетов помещены в таблицу 5.
Таблица 5
№вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Кш с ЛБВ |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
85 |
Кш с ПУ |
1,5 |
1 |
0,5 |
0,3 |
0,7 |
0,4 |
0,9 |
5 |
5,5 |
1 |
6,5 |
2 |
5 |
1 |
6 |
№вар |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
Кш с ЛБВ |
90 |
95 |
100 |
105 |
110 |
115 |
120 |
125 |
130 |
135 |
140 |
145 |
150 |
155 |
160 |
Кш с ПУ |
2 |
4 |
1 |
3 |
8 |
7 |
5 |
5,5 |
4 |
2 |
3,5 |
10 |
7,5 |
5 |
9 |