Курсовая работа / Другие / Курсовая работа по схемотехнике

Активным элементом смесителя является полевой транзистор КП303В. Входной сигнал подается на затвор, а гетеродинный – на сток транзистора. Такой смеситель имеет очень хорошую линейность по входному сигналу, что обеспечивает сохранение динамической характеристики.

Сигнал промежуточной частоты

2.11Выбор детектора АМС.

Нагрузка диода R = R1 + R2

Выбираем диод Д2А, его характеристики:

fmax =150МГц

S = R1 = 50мСм

Rвн = 20Ом

СД =1пФ

По справочным данным определяем RН диода:

RН =1900Ом = R1 + R2

R1 = (0.2...0.3)R = 475Ом (по Е-24 выбираем 470 Ом) R2 = (0.7...0.8)R =1425Ом (по Е-24 выбираем 1500 Ом)

Определим Rдоб :

21

Коэффициент передачи детектора с нагрузкой ( K1д ) K д определим по кривой 2 на графике:

Амплитуда выходного сигнала усилителя промежуточной частоты.

1−m2

С1 < max =13нФ 2πFВ (R1 + R2 ) mmax

Выбираем по Е-12 С1 =5.6нФ Выберем конденсатор С2:

22

При заданном напряжении источника питания равенство E0 ≤ (0.3:0.4)EK max

выполняется: 12 ≤ (0.3:0.4)30 =9:12 .

Рабочую точку выбираем, исходя из условий UKЭ =12В и RН = 620Ом По выходным характеристикам транзистора для схемы с ОЭ определяем:

I K = (0.04...0.07) Imax = 0.04 50 10−3 = 2мА I KБ = 9.5мА

I KА = 2мА

UКЭБ = 0.3В

UКЭА =10.1В

ImK = IКЭБ − IКЭА = 9.5 −2 = 7.5мА UmK =UКЭA −UКЭБ =10.1−0.3 =9.8В

Pmax = 0.5 UmK ImK = 0.5 7.5 9.8 = 36.75мВт что всего лишь на 8.175% меньше требуемой, а это приемлемо.

Мощность, потребляемая коллекторной цепью от источников:

P0 = 2ЕК (IКБ + IКА(π −1)) / π =105.3мВт P1К = P0 − Pmax =105.3 −40 = 65.3мВт

Для данного транзистора: Pmax =150мВт Поэтому, режим допустим.

По входным характеристикам транзистора для схемы с ОЭ определяем:

UБЭ Б = 0.26В

UБЭ А = 0.21В

Рассчитаем амплитуду входного сигнала транзистора:

UmБЭ = 0.26 −0.21 = 0.05В

Из характеристик на рис. 3.1.1 находим IББ = 0.4мА, IБ А = 0 . Тогда ImБЭ = 0.4 −0 = 0.4мА Входное сопротивление каждого транзистора вычисляем из формулы:

h11э = UImБЭ :

mБ

h11э = 0.00040.05 =125Ом

Малые нелинейные искажения в каскаде по схеме с ОЭ получаются при выборе внутреннего сопротивлении источника сигнала из соотношения Rc ≈ (2:8)h11э

Полагая численный коэффициент равным 6, по формуле Rc ≈ 6 125 = 750 . Вычислим амплитуду входного напряжения каскада UmВХ = 0.05(750 +150 +125) /125 = 0.41В. Из равенства KT =UmK /UmБЭ вычисляем коэффициент усиления напряжения транзисторами выходного каскада KT = 9.8 / 0.05 =196 .

Точка B на нагрузочной прямой соответствует току базы IБB = 0.11мА. Для выбранной

24

Согласно равенству kГ.ВЫХ ≈ 0.7 kГ , получим kГ.ВЫХ = 0.7 0.1 ≈ 0.07 . Следовательно, для его обеспечения необходимо применить ООС, уменьшающую усиление каскада в

α = kГ / kГ.ВЫХ =1.37 = раза. Во столько же для компенсации действия обратной связи

необходимо увеличить входной сигнал каскада, охваченного ООС. Поэтому входное сопротивление каскада при наличии обратной связи должно быть

Um ВХ.О.С. =αUmВХ =1.37 0.41 = 0.56В.

Принципиальная схема выходного каскада

АЧХ и ФЧХ выходного каскада.

По входным характеристикам транзистора, определим следующие параметры точек А, Б, В, Д.

25

Видно, что значения, полученные в предварительном расчете совпадают со значениями, полученными в окончательном.

UmK =UКЭA −UКЭБ = 9.8В

Pmax = 0.5 IмК UмK = 37.6мВт что на 6% < необходимого. Высшие гармоники тока:

Следовательно, UmВХ.о.с = 3.48 UмВХ = 3.48 0.41 =1.43В

Входное сопротивление оконечного каскада:

RВХ = 4 RВХ.Т = 4 125 = 500Ом

Полное выходное сопротивление:

RС1 = 4 RС = 4 750 = 3000Ом

Полное нагрузочное сопротивление:

RК1 = 4 RН = 4 620 = 2480Ом (по Е-24 выбираем 2.4кОм) Дополнительные сопротивления обмоток выходного трансформатора:

r2 = 2RНη (1−η) = 26200.75 0.25 =103Ом

Выходное сопротивление в рабочей точке А:

Максимальная постоянная коллекторного тока каждого транзистора:

Емкость конденсатора, шунтирующего эммитерный резистор:

26

URб1 =URЭ +UБЭА =1.024 +0.21 =1.234В

Ток потенциометра базы вычисляем по формуле:

3. Реализация блока с использованием ИМС

Для того чтобы реализовать радиоприемник на интегральных микросхемах мы будем использовать микросхемы 235й и к224й серии.

Заменим функциональные узлы следующими микросхемами:

1.Входной усилитель – К2УС2413

2.Смеситель – К2ЖА242

3.Усилитель промежуточной частоты – 235УР2

4.Детектор АМ сигнала – К2ЖА243

5.Выходной усилитель низкой частоты – К224УН2

Напряжение питания микросхем 12В+ 10%, что полностью соответствует напряжению питания по условию.

27

4. Применение схемы в датчиках гетеродинного типа

Рассмотрим типовую структурную схему селективных вольтметров, которые используются при измерении малых гармонических напряжений в условиях действия помех, при исследовании спектров периодических сигналов и в целом ряде других случаев. Как видно из рисунка, вольтметр представляет собой по существу супергетеродинный приемник. Частотная селекция входного сигнала осуществляется с помощью перестраиваемого гетеродина, смесителя (См) и узкополосного усилителя промежуточной частоты (УПЧ), который обеспечивает высокую чувствительность и требуемую избирательность. Если избирательность недостаточна, может быть применено двукратное, а иногда и трехкратное преобразование частоты. Кроме того, в селективных вольтметрах обязательно наличие системы автоматической подстройки частоты и калибратора. Калибратор — образцовый источник (генератор) переменного напряжения определенного уровня, позволяющий исключить систематические, погрешности из-за изменения напряжения гетеродина при его перестройке, изменения коэффициентов передачи узлов вольтметра, влияния внешних факторов и т. д. Калибровка вольтметра производится перед измерением при установке переключателя П из положения 1 в положение 2.

Структурная схема селективного вольтметра.

Как видно из схемы для получения датчика из разработанного нами супергетеродинного приемника, нужно подсоединить входной усилитель к смесителю и подавать на него входной сигнал, а вместо низкочастотного усилителя установить измерительное устройство.

28

Список литературы:

1.Бобров Н.В.,«Расчет радиоприемника»: М., «Радио и связь», 1981 г.

2.Поляков В.Т., «Радиолюбителям о технике прямого преобразования»: М.,1990 г.

3.Батушев В.А., «Микросхемы и их применение»: М., “Радио и связь”, 1983г.

4.Е. Б. Гумеля, «Выбор схем транзисторных приемников»: М.: «Энергия», 1968 г.

5.Б. С. Гершунский, «Справочник по расчету электронных схем»: Киев, 1983 г

29