6. Преобразователь частоты.

Преобразователь частоты состоит из автогенератора и смесителя. Смеситель построен по двойной балансной схеме на диодах (рис. 24):

Рисунок 24. Диодный смеситель (двойная балансная схема)

Поставим в качестве гетеродина рассчитанный ранее автогенератор (рис. 25):

Рисунок 25. Диодный смеситель и гетеродин (автогенератор)

Проверим работу преобразователя частоты, подав на его вход тестовый гармонический сигнал на частоте 210 МГц (рис. 26):

Рисунок 26. Спектр тестового сигнала, подаваемого на вход преобразователя частоты

Преобразователь осуществил перенос сигнала на промежуточную частоту 10 МГц (рис. 27):

Рисунок 27. Спектр сигнала с выхода преобразователя частоты при входном тестовом сигнале

Коэффициент передачи:

Подадим на вход преобразователя частоты сигнал с выхода УРЧ, спектры сигнала на входе и выходе преобразователя частоты представлены на рис. 28 и рис. 29 соответственно:

Рисунок 28. Спектр сигнала на входе преобразователя частоты

Рисунок 29. Спектр сигнала на выходе преобразователя частоты

Полный спектр сигнала, снимаемого с выхода преобразователя частоты представлен на рис. 30:

Рисунок 30. Полный спектр сигнала на выходе преобразователя частоты

Коэффициент передачи:

Теоретический расчёт коэффициента передачи смесителя:

,где:

определяется из ВАХ диода (рис. 31).

Рисунок 31. ВАХ диода

Получим:

7. Усилитель промежуточной частоты (упч).

Изначально усилим слабый сигнал с преобразователя частоты усилителем с общим истоком, аналогичным УРЧ. Сигнал на выходе этого усилителя представлен на рис. 32:

Рисунок 32. Сигнал с выхода первого УПЧ

Коэффициент усиления:

Второй УПЧ также построим по cхеме с общим истоком (рис. 33):

Рисунок 33. Второй УПЧ по схеме с общим истоком

Данные для расчёта: ,

1. Построим входную ВАХ транзистора (рис. 34):

Рисунок 34. Входная ВАХ транзистора

2. Выберем на ней рабочую точку, соответствующую .

3. Зафиксируем соответствующее напряжение , отложим одинаковые отрезки вправо и влево, определим соответствующие приращения тока и рассчитаем крутизну ВАХ в рабочей точке (рис. 35):

Рисунок 35. Определение крутизны входной ВАХ в рабочей точки

4. Построим семейство выходных ВАХ транзистора (рис. 36):

Рисунок 36. Семейство выходных ВАХ транзистора

5. На ветви, соответствующей , отметим точку .

6. Выберем напряжения питания и проведём нагрузочную прямую через эти точки.

7. Графически определим максимальный ток стока .

8. Сопротивление стока:

9. Исходя из:

Выразим сопротивление истока:

10. Зададим ёмкость, выбрав границу завала АЧХ усилителя в области низких частот:

АЧХ и ФЧХ усилителя представлены на рис. 37 и рис. 38 соответственно.

Рисунок 37. АЧХ первого каскада УПЧ

Рисунок 38. ФЧХ первого каскада УПЧ

11. Полученный коэффициент усиления на частоте :

Спектр сигнала с выхода усилителей промежуточной частоты(рис. 39):

Рисунок 39. Сигнал с выхода усилителей промежуточной частоты

Коэффициент усиления второго УПЧ:

Поставим еще два УПЧ с теоретическим коэффициентом усиления 18 дБ.

Спектр сигнала на выходе представлен на рис. 40.

Рисунок 40. Спектр сигнала с выхода всех УПЧ