Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
супергетеродин.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
627.22 Кб
Скачать

2.3 Гетеродин

Гетеродин определяет качественные показатели преобразователя частоты. Как бы ни изменялась частота принимаемого сигнала в заданном диапазоне частот, гетеродин должен генерировать колебания, которые должны быть выше (при верхней настройке) или ниже (при нижней настройке) частоты принимаемого сигнала.

План выполнения работы по этапу

- выбор схемы гетеродина и его обоснование

- расчет параметров элементов

- подбор параметров индуктивностей и емкостей

- определение режимов элементов схемы по постоянному току с применением функции DC Operating Point

- определение передаточных характеристик гетеродина с применением функции Transfer Function

- анализ влияния температуры окружающей среды в диапазоне от -20 до +60 на частоту и амплитуду колебаний гетеродина с применением функции Temperature Sweep

- Фурье-анализ выходного сигнала гетеродина с применением функции Fourier Analysis

- расчет карты нулей и полюсов передаточной характеристики гетеродина с применением функции Pole-Zero

Выбор схемы гетеродина и его обоснование

Гетеродины реализуются на основе генераторов гармонических колебаний, которые представляют собой устройства из частотно-избирательной цепи и активного элемента. По типу частотно-избирательной цепи они делятся на LC- и RC- генераторы.

Генераторы LC имеют сравнительно высокую стабильность частоты колебаний, устойчиво работают при значительных изменениях параметров транзисторов, обеспечивают получение колебаний, имеющих малый коэффициент гармоник. В генераторах LC-типа форма выходного напряжения весьма близка к гармонической. Это обусловлено достаточно хорошими фильтрующими свойствами колебательного контура.

Разрабатываемый гетеродин должен генерировать высокочастотные колебания в диапазоне от 2735 до 7035 кГц (нижняя подстройка). Выбран гетеродин - LC генератор с емкостной связью, так как приемник КВ-диапазона. Схема приведена на рисунке 2.3.1.

Рисунок 2.3.1 – LC-гетеродин КВ диапазона

Подбор параметров элементов c учетом варианта задания

Выберем значение переменной емкости C2= 39 пФ

Ck для данной схемы тогда можно рассчитать так: Ck ≈ C1 + C2

Примем постоянную составляющую емкости равной 10 пФ.

Отсюда для fг мин = 3200 - 465 = 2735 кГц

Lk = 1/(2*π*f0)2 *Ck = 1/(2*3,14*2,735*106)2*49*10-12 = 224*10-6 Гн

При Ck ≈ 39 + 0 имеем

f0 = 1/2π = 1/2*3,14* = 3,205*106 Гц = 3,2 МГц

При Ck ≈ 39 + 10 имеем

f0 = 1/2π = 1/2*3,14* = 7,468*106 Гц = 7,5 МГц

То есть при промежуточной частоте в 465 кГц приемник сможет настраиваться в диапазоне от 3,2 МГц до 7,5 МГц.

Определение режимов элементов схемы по постоянному току

с применением функции DC Operating Point

Результат анализа представлен в таблице 2.3.1.

Таблица 2.3.1 – результат анализа по постоянному току

Определение передаточных характеристик гетеродина

с применением функции Transfer Function

Передаточные характеристики гетеродина, определенные с помощью функции Transfer Function, показаны в таблице 2.3.2.

Таблица 2.3.2 – определение передаточных характеристике

Анализ влияния температуры окружающей среды на частоту и амплитуду колебаний гетеродина с применением функции Temperature Sweep

Влияние температуры окружающей среды на частоту и амплитуду колебаний гетеродина показано на рисунке 2.3.2.

Рисунок 2.3.2 – Результат анализа влияния температуры окружающей среды на частоту и амплитуду колебаний гетеродина с применением функции «Temperature Sweep»

Фурье-анализ выходного сигнала гетеродина с применением

функции Fourier Analysis

Фурье-анализ выходного сигнала гетеродина отражен на рисунке 2.3.3.

Рисунок 2.3.3 – Фурье-анализ выходного сигнала гетеродина с применением функции «Fourier Analysis»

Расчет карты нулей и полюсов передаточной характеристики гетеродина с применением функции Pole-Zero

Результаты расчета карты нулей и полюсов передаточной характеристики гетеродина представлены в таблице 2.3.3.

Таблица 2.3.3 – анализ нулей и полюсов

Результаты анализа показывают, что схема обладает необходимой устойчивостью, так как все вещественные части полюсов имеют отрицательные значения.

Выводы по этапу:

Гетеродин генерирует опорные колебания в полосе частот 2735 – 7035 кГц, что при промежуточной частоте в 465 кГц дает диапазон принимаемых частот в 3,2 – 7,5 МГц.

Перестройка частоты осуществляется таким же конденсатором, что и во входной цепи и в усилителе радиочастоты. Разработанный гетеродин обладает всеми необходимыми параметрами для стабильной работы: устойчивостью к перепаду температур, стабильностью работы.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]