4.3 Усилители промежуточной частоты (упч)

УПЧ-четырехполюсник

Назначение. Преимущественное усиление РС на промежуточной частоте.

Критерий функционирования: .

Решаемые задачи: качественное усиление РС на промежуточной частоте избирательность по соседней помехе, обеспечение устойчивости и стабильной работы.

Показатели каскада. Критерии его работоспособности.

• 

• 

• 

• Критерий устойчивости

• Критерий стабильности. Каскад работоспособен при замене полупроводниковых приборов данного и следующего каскадов, при изменении параметров среды и питающего напряжения в нормативных пределах.

Структурная схема

• Структурные элементы УДЧ -аналогия с УСЧ 3.2. Возбудитель-СМ

• Потребитель- АД

Варианты УПЧ

• Классификация каскадов

• По типу УЭ: на биполярном или полевом транзисторе

• По виду ПФ: одноконтурные, многоконтурные и апериодические

• По элементной базе: на дискретных элементах или микросхеме

• Техническое наименование каскада. В состав информации входит общее назначение и место подключения каскада (УПЧ) и основные классификационные элементы.

Особенности условий работы УПЧ

• Каскады обрабатывают PC на фиксированной пониженной несущей частоте .

• Полоса пропускания узкая: ).

• В ТПЧ может применяться один или группа каскадов УПЧ в зависимости от требуемой реальной чувствительности РПУ.

• УПЧ могут быть с сосредоточенной или распределенной избирательностью. При использовании сосредоточенной избирательности ПФ в основном входит в состав СМ, При распределенной и в состав группы каскадов УПЧ.

УПЧ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬЮ.

Многокаскадные одноконтурные УПЧ.

• Алгоритм использования схемы одного каскада такой же как резонансного УСЧ базового варианта с фиксированной настройкой (рис.11,б, а)

• Проверка технического состояния одиночного каскада - полная аналогия с УСЧ.

• Структурная схема наименование и назначение цепей, критерий их функционирование и поиск отказавшей цепи каскада – аналогия с УСЧ.

• Расчетные формулы основных показателей для 'n' однородных каскадов.

• Резонансный коэффициент усиления по напряжению

• Нормированная АЧХ

• Фазочастотная характеристика

• Коэффициент избирательности но соседней помехе

• Коэффициент прямоугольности

• Полоса пропускания

• Применение. В узкополосных РПУ с 3.

Многокаскадные двухконтурные УПЧ.

(Сопоставление с предыдущим вариантом).

• Особенности схемы каскада. Вместо одиночного контура используется два связанных одинаковых по параметрам контура (рис.11,а)

• Сопоставление показателей и характеристик.

• Резонансный коэффициент усиления по напряжению для n однородных двухконтурных УПЧ

При n=1,β=1, ,

При n=1,β=2.41,

• Сопоставление коэффициентов усиления по напряжению

- при n=1,β=1, ;

- при n=1, β=2.41, ;

- при n=1,β=1,

- при n=1,β=2.41,

• Нормированная АЧХ

Форма графика ДПФ при:β<1- одногорбая, β=1- двугорбая с

плоской вершиной ,β>1- двугорбая с провалом на f_пр. ОПФ-одногорбая.

• Фазочастотная характеристика

Форма графика одинаковая по закономерности для УПЧ с ДПФ и УПЧ с ОПФ, однако первый имеет большую крутизну.

• Коэффициент избирательности по соседней помехе для 'n' однородных двухконтурных УПЧ.

• Коэффициент прямоугольности для 'n' однородных двухконтурных УПЧ при

• Полоса пропускания для 'n' однородных двухконтурных УПЧ при.β=1

При

• Коэффициенты устойчивого усиления для УПЧ с ДПФ и ОПФ равны

• Применение .В узкополосных РПУ при

УПЧ С СОСРЕДОТОЧЕННОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬЮ

(сопоставление с двухконтурным УПЧ)

Особенности схемы каскада. Вместо ДПФ (рис. 11,а) подключены ФСС (рис.11,в), ЭМФ (рис.11,г), ПКФ (рис.12, д ) или резистор (рис.11, е).

Сопоставление свойств при (табл.12).

• 

• 

Простота в изготовлении, стабильность АЧХ и ФЧХ в условиях эксплуатации, меньшая склонность к самовозбуждению.

Применение. УПЧ с ФСС при К_п >1.5, УПЧ с ПКФ при К_п ≥1.3.УПЧ с ЭМФ при K_п ≥1.2.

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА КАСКАДА УПЧ.

Исходные условия. Дано: принципиальная схема и основные показатели каскада, типовые параметры выходной цепи высокочастотного транзистора УПЧ и параметры входного сопротивления следующего каскада, полярность и номинал напряжения источника питания.

Результаты расчета. Определены значения и выбраны по ГОСТ параметры элементов каскада.

Последовательность логических операций.

• Определяют значения параметров ПФ УПЧ с распределенной избирательностью, повторив ПЗ.1-3.7 алгоритма расчета ВЦ или выбирают стандартный фильтр для УПЧ с сосредоточенной избирательностью, используя справочную литературу (табл. 12).

• Остальные операции аналогичны расчету УСЧ

МИКРОМИНИАТЮРИЗАЦИЯ УРЧ

Классификация УРЧ по элементной базе. УРЧ выполняются на дискретных элементах, на микромодуле или на микросхеме, а также в виде молекулярного устройства. Классификация и характеристика приведена на рис 12.

Информация по микромодулям и микросхемам. 2.1 Источники: паспорт, справочник, техническое описание РЭО. 2.2. Структура информации

• Функциональное назначение (рис. 13,в; 14.1,3; 15.1).

• Обозначение микросхемы (рис.13,а,6,в). Опознавание микросхемы

• Основные электрические показатели (рис. 15.2).

• Принципиальная схема (рис. 15.3).

• Физические параметры и схема выводов (рис. 14.2).

• Рекомендации технической эксплуатации (рис. 15.6, 14.4,5)

• Проверка технического состояния (рис. 15.4,5).

Т.О. справочная информация по микросхеме позволяет обеспечить необходимое техническое обслуживание устройства с таким видом элементной базы.

Алгоритм подключения подвесных элементов к микросхеме.

• Микросхема, как правило, универсальная, т.е. способна выполнять множество функций в зависимости от схемы и параметров подключенных элементов.

• Последовательность операций формировании принципиальной схемы с применением микросхемы.

• Используют принципиальную схему каскада с заданной функцией на дискретных элементах.

• Выбирают тип микросхемы с заданным назначением, с наиболее простой принципиальной схемой.

• Копируют принципиальную схему выбранного типа микросхемы и изучают состав и схему соединения ее элементов.

• К каждому электроду транзистора микросхемы подключают через выводы необходимые внутренние и внешние элементы, пользуясь схемой каскада на дискретных элементах.

• Пример. Необходимо сформировать принципиальную схему, двухконтурного УПЧ на транзисторе с ОЭ.

• Исполняем принципиальную схему на дискретных элементах (рис.11,а).

• Выбираем микросхему "УР", обозначенною на рис. 11, ж - "РА"

• В составе микросхемы предусмотрены: транзистор с проводимостью n-p -n и группа резисторов.

• Формируем схему каскада:

На участке эмиттера VT:

1. на дискретной схеме к эмиттеру - подключены R_э и С_э;

54. подключаем к эмиттеру, VT микросхемы внутренний резистор R_э, благодаря заземлению вывода 5;

55. подключаем конденсатор C, с внешней стороны между выводом 4 и корпусом.

на участке коллектора VT:

1. на дискретной схеме подключен ДПФ и источник питания с дополнительными элементами;

56. в составе микросхемы подключаем к коллектору VT через вывод 14 ДПФ и источник питания с другой полярностью.

На участке базы VT:

1. на дискретной схеме подключен делитель смещения и возбудитель - через С_б;

57. в составе микросхемы к базе VТ подключают внутренний делитель смешения между выводами 5, 6 и 7, для чего вывод 6 подключают к 2, а 7 через внешний резистор R_б2 к участку цепи источника питания ;

58. подключаем к выводу 2 возбудитель через внешний разделительный конденсатор C_б.

Лекция № 6,7

Тема лекции: