5. Использование в проектировании интегральных микросхем

Применение интегральных микросхем является целесообразным как при проектировании отдельных каскадов, так и передатчика в целом, особенно при малой и средней мощности выходного сигнала. В настоящее время промышленность выпускает широкую номенклатуру электронных компонентов, которые предназначены для работы в радиочастотном диапазоне: усилители мощности, широкополосные усилители радиочастоты, модуляторы, генераторы, синтезаторы частоты, делители и умножители частоты, смесители, сумматоры и разветвители (делители) мощности сигналов и т.д. Как правило, компании-производители приводят типовые режимы работы, схемы включения и конструктивное размещение микросхем.

Тип микросхемы выбирается с учетом устойчивости и усилительных возможностей транзисторных усилительных элементов. Выбор по устойчивости начинают с сопоставления заданной частоты или диапазона частот с критической частотой интегральной микросхемы. Например, при одинаковых устойчивых коэффициентах усиления для широкополосных трактов предпочтительна схема ОБ-ОЭ, для узкополосных – ОЭ-ОБ. Далее определяют устойчивый коэффициент усиления и коэффициент устойчивости.

При выборе микросхемы по усилительным свойствам предварительно определяют, каким является рассчитываемый каскад – широкополосным или узкополосным. В соответствии с этим подбирают тип микросхемы по критерию максимальной устойчивости. Если заданная частота меньше критической, то преимуществом обладают схемы, содержащие наибольшее количество каскадов с общим эмиттером (ОЭ) или общим истоком (ОИ).

Следует отметить, что ряд микросхем допускает различные варианты включения за счет изменения схемы соединения внешних выводов. Кроме того, для создания многотранзисторных каскадов удобно использовать транзисторные матрицы. Потому при отсутствии микросхемы с желаемой схемой каскада, следует применить транзисторную матрицу.

При выборе серийно выпускаемых микросхем и пассивных комплектующих элементов (конденсаторов, резисторов, катушек индуктивности, циркуляторов, трансформаторов, фильтров и др.) можно воспользоваться путеводителем по компаниям-производителям элементов для радиоэлектроники, представленным в Прил. 3. Также информацию об элементах можно получить из электронных справочников, которые выпускаются ведущими компаниями (производителями и поставщиками) на CD-дисках. Кроме того, целесообразно использовать сеть Интернет.

Применение микросхем и серийных комплектующих приводит к изменению установившихся принципов построения трактов на дискретных элементах. Например, вместо проектирования селективных цепей на LC-элементах можно использовать серийные фильтры высоких частот или фильтры низких частот (в зависимости от того, какие нежелательные колебания необходимо подавить – высшие гармонические колебания или субгармоники). При проектировании радиочастотных трактов на дискретных элементах желательно использовать минимальное количество активных элементов. При разработке передатчика на интегральных микросхемах целесообразно применять микросхемы с возможно более высокой степенью интеграции, даже если это приводит к более сложным схемотехническим решениям. Данная рекомендация связана с преимуществом интегральной технологии возможностью изготовления большого количества идентичных по параметрам элементов, стоимость которых мало зависит от их количества в микросхеме. При таком подходе существенно повышается стабильность работы и надежность проектируемой аппаратуры, уменьшается ее масса, габаритные размеры и потребляемая энергия.

В ряде случаев целесообразен переход от аналоговых к цифровым методам обработки сигналов. Например, широкое распространение в устройствах генерирования и формирования сигналов получили цифровые синтезаторы частот, цифровые фильтры, цифровые формирователи сигналов и т. п.

Важную роль при разработке устройств на микросхемах приобретают вторичные источники питания. Появление специальных микросхем, так называемых DC/DC-конверторов, позволяет стабилизировать напряжение питания отдельных каскадов, а также организовать высококачественное питание цепей смещения. Одновременно снижаются пульсации напряжения и обеспечивается развязка каскадов по цепям питания, что обычно достигается с помощью дросселей и конденсаторов большой емкости.