ГУАП

КАФЕДРА № 23

ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

доцент				О.Н. Балышева
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

по курсу: РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СИГНАЛЫ

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР. №	2921
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург 2021

1 Цель работы

• Исследование особенностей преобразования сигналов в радиотехнических цепях, содержащих нелинейные резисторы и линейные частотно-избирательные элементы,

• Изучение принципа действия и особенностей работы преобразователей частоты радиосигналов, экспериментальные исследования их характеристик,

• Овладение методами расчета нелинейных радиотехнических цепей.

2 Описание лабораторной установки

Преобразователь частоты собран на транзисторе КП303Г по схеме, представленной на рис.3.4. Динамическая характеристика транзистора i_с(u_з) приложена к лабораторной установке. В качестве источника сигналов для преобразователя частоты используется внешний генератор Г4-102 (Г4-106), а в качестве гетеродина – встроенный генератор. Гетеродин может подключаться к преобразователю частоты (или отключаться от него) переключателем В1.

Рисунок 1. Схема лабораторной установки

3 Ход работы

3.1 Измерение параметров контура в схеме преобразователя частоты

Установим , амплитуду входного напряжения

f, кГц	420	430	440	450	460	470	480	490	500	510	520
Uвых,В	0.12	0.15	0.20	0.32	0.64	0.9	0.44	0.26	0.2	0.15	0.12

По результатам измерений получаем резонансную частоту контура:

3.2 Измерение частоты гетеродина

Измеренная частота гетеродина:

3.3 Исследование основного и зеркального каналов ПЧ

Установим амплитуду входного сигнала , напряжение смещения , амплитуду напряжения гетеродина .

	Зеркальный канал fвых=fг –fвх			Основной канал fвых=fвх–fг
	fвх1, кГц	fвых1, кГц	Uвых1, мВ		fвх2, кГц	fвых2, кГц	Uвых2, мВ
Измерения	1540	476	90		2470	476	90
Расчеты	-	460	239		-	470	239

Частота выходного сигнала:

Зеркальный канал:

Основной канал:

3.4 Измерение передаточной характеристики преобразователя частоты

Установим , , .

Uвх,мВ	0	50	100	150	200	250	300	350	400
Uвых,мВ		90	175	260	350	440	520	600	680

3.5 Измерение зависимости амплитуды выходного сигнала от напряжения смещения

Установим , .

-Есм,В	3.0	2.8	2.6	2.4	2.2	2.0	1.8	1.6	1.4	1.2
Uвых,В	20	28	101	125	101	80	65	55	50	48

По полученным данным построим график:

3.6 Расчетное задание

3.6.1 Аппроксимация рабочего участка ВАХ

ВАХ полевого транзистора типа КП-303

Uз, В	-2.5	-2.4	-2.3	-2.2	-2.1	-2	-1.8	-1.6	-1.4	-1.0	-0.5	0
Iс,мА	0	0.03	0.06	0.13	0.22	0.34	0.68	1.14	1.66	2.9	4.9	7

Аппроксимируем рабочий участок полиномом второй степени:

На графике точками обозначены границы рабочего участка:

Получен полином второй степени:

3.6.2 Вычисление амплитуд комбинационных гармоник

Напряжение на входе транзистора:

Комбинационные гармоники могут образоваться только в третьем слагаемом:

Комбинационные частоты образуются при умножении двух гармонических сигналов, поэтому рассмотрим только последнее слагаемое:

Амплитуда тока комбинационной гармоники:

Эквивалентное сопротивление контура:

Амплитуда напряжения комбинационной гармоники:

3.6.3 Расчет характеристики преобразователя частоты

Рассчитаем зависимость :

Результаты занесем в таблицу:

Uвх,мВ	0	50	100	150	200	250	300	350	400
Uвых,мВ	0	239	480	719	959	1199	1439	1678	1918

П о полученным данным построим графики:

4 Вывод

В ходе проделанной работы была изучена работа преобразователя частоты.

Из зависимости амплитуды выходного сигнала от напряжения смещения видно, что максимальные значения амплитуды выходного сигнала можно получить на нелинейном участке ВАХ транзистора (-2.4В).

Так же были изучены зеркальный и основной каналы, по полученным данным видно, что при смещении частоты вниз, гармоники зеркального канала могут пройти через фильтрующий элемент, и их будет невозможно отделить от гармоник основного канала, поэтому сигналы зеркального канала необходимо подавлять до ПЧ.

Была рассчитана амплитуда выходного напряжения, ее значение отличается от экспериментального, однако близко по порядку. Такая неточность может быть связанно с неточностью значения эквивалентного сопротивления контура на резонансной частоте.

Были построены экспериментальный и теоретический графики передаточных характеристик ПЧ. Их значения так же отличаются друг от друга, однако они совпадают по форме (оба линейны). Линейность передаточной характеристики говорит о малом искажении формы огибающей входного сигнала.