Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
___________________________________________________________________
Факультет
«Радио и телевидение»
Кафедра
«Радиооборудование и схемотехника (РОС)»
Лабораторная работа №7 по дисциплине «Основы радиоприёма вещательных сигналов»
«Входные цепи радиоприёмных устройств»
Выполнила бригада №1 |
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Велит А.И. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Мусаев Д.Ш. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Зейналов Р.А. |
Проверил |
|
|
К.т.н., доцент |
_________________________ |
Логвинов В.В. |
Москва 2025
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить принципы построения входных цепей и их характеристики; проводить оптимизацию параметров входной цепи при различных способах реализации входных цепей по выбранным критериям с применением системы схемотехнического моделирования Micro-Cap 12.
2.РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
2.1.Исходные данные
|
Рисунок 2.1.1. – Исследуемая схема |
||
fmin 526.5 kHz |
fmax 1606.5 kHz |
– рабочий диапазон; |
|
Параметры контура входной цепи: |
|
|
|
R3 150 kΩ |
dk 0.01 deq 0.04 |
|
|
Параметры транзистора КТ316В: |
|
|
|
Rin 3 kΩ |
Cin 8 pF Ik0 1 mA |
Ukeq0 3.6 V |
|
Параметры антенны: |
|
|
|
RA 0.5 kΩ |
CAmin 7.5 pF |
CAmax 200 pF |
|
Параметры контура в коллекторной цепи транзистора:
Roe 51 kΩ fr 465 kHz m 0.8 n 0.15
Параметры конденсатора переменной ёмкости КПЕ-2:
Ckmin 4 pF Ckmax 220 pF kc 55 Ckmid 100 pF
Ёмкость монтажа:
Cm 6 pF
2.2. Расчёт параметров входной цепи при внешнеёмкостной связи с антенной и внутриёмкостной связи с первым каскадом
kd fmax =3.051 – коэффициент перестройки по диапазону;
fmin
Csch Ckmax-2kd2 Ckmin =21.992 pF
kd -1
L 253 10-4 kd2 -1 =377.158 μH
fmax2 Ckmax-Ckmin
CAmin 
2 deq Ckmin+Csch =0.779 pF
CAmax-CAmin
–максимально допустимая ёмкость входной цепи;
–индуктивность колебательного контура;
–расчёт максимального значения ёмкости связи с антенной;
Так как, в рядах конденсаторов минимальным номиналом ёмкости конденсатора является 1пФ, было принято решение выбрать конденсатор этого номинала CcnA 1 pF.
ρ 2 π fmax L= 3.807 103 Ω – характеристическое сопротивление ненагруженного контура;
Коэффициент включения контура ко входу первого каскада:
n3k |
|
Rin |
|
|
CcnA |
2 |
RA |
=0.054 |
|
ρ |
deq-dk- |
|
|
|
ρ |
||||
|
|
|
Csch+CcnA+Ckmin |
|
|
||||
Ёмкость связи с входом преобразователя:
Ccnin Ckmin+Cm 1-2n3k2 -Cin n3k2 =3357.158 pF
n3k
Ёмкость подстроечного конденсатора:
Cp Csch-Cm- CcnA Ccnin+Cin -n3k2 Cin=14.969 pF
Ckmin+Ccnin+Cin
Коэффициент включения входного каскада в контур ВЦ:
nin |
Ckmid+Cp+Cm |
=0.035 |
|
Ckmid+Cp+Cm+Ccnin+Cin |
|||
|
|
2.3. Расчёт модуля коэффициента передачи входной цепи на резонансной частоте вблизи середины принимаемого диапазона
f0 1 MHz – середина принимаемого диапазона;
K0_in_cir |
39.5 f0 |
2 |
L CcnA nin |
=0.013 |
– коэффициент передачи ВЦ. |
|
|
deq |
|||
|
|
|
|
|
3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1.Настройка БТ по постоянному току
Необходимо настроить БТ исходной цепи (рисунок 3.1.1) на номинальные значения: Iк0 1 mA, Uкэ0 3.6 V.
Рисунок 3.1.1 – Исследуемая схема смесителя
Настройку необходимо осуществить с точностью до 1% от номинальных значений, меняя номиналы резисторов в цепи базы и/или эмиттера транзистора.
Схема с отображёнными параметрами транзистора показана на рисунке 3.1.2. На ней так же отображены номиналы резисторов, при которых были достигнуты необходимые значения.
Рисунок 3.1.2 – Исследуемая схема с указанием параметров транзистора по постоянному току
Полученные значения, как и их отношения к номинальным значениям представлены ниже:
Iк0_сх 1.005 mA – значение коллекторного тока в схеме;
Uкэ0_сх 3.572 V – значение напряжения коллектор-эмиттер в схеме;
1- |
Iк0 |
=0.498% |
– точность подобранных значений |
||
Iк0_сх |
|||||
|
|
|
коллекторного тока; |
||
1- |
Uкэ0 |
|
=-0.784% |
– точность подобранных значений напряжения |
|
Uкэ0_сх |
|||||
|
|
коллектор-эмиттер. |
|||
Как видно из расчётов, значения на схеме находятся в пределах заданной точности.
3.2. Настройка контура в нагрузке на промежуточную частоту
Необходимо произвести настройку контура в нагрузке усилителя в исследуемой схеме (рисунок 3.2.1) на промежуточную частоту fпр 465 kHz. Настройка производится путём изменения ёмкости
конденсатора С8 в схеме.
Параметры элементов в цепях базы и эмиттера сохраняются из пункта
3.1.
Рисунок 3.2.1 – Исследуемая схема смесителя
Ниже представлен график анализа АЧХ исследуемой цепи смесителя с подобранным значением ёмкости конденсатора С8.
На графике указаны: резонансная частота и полоса пропускания по уровню 0.707.
Рисунок 3.2.2 – График АЧХ исследуемой цепи с настройкой на промежуточную частоту
Необходимое значение ёмкости конденсатора С8, при котором была достигнута необходимая частота резонанса, равно 197 пФ.
3.3. Исследование малосигнальных входных параметров преобразователя частоты
Необходимо исследовать входные параметры преобразователя частоты при подключенном гетеродине (рисунок 3.3.1). При этом, необходимо подать сигнал с частотой f0 1 MHz (около середина диапазона).
Остальные параметры схемы сохраняются из предыдущих пунктов.
По результатам анализа необходимо рассчитать входное сопротивление и входную ёмкость преобразователя. Результаты анализа и необходимые значения представлены ниже (рисунок 3.3.2).
Рисунок 3.3.1 – Исследуемая схема преобразователя частоты
Iвх (103.505+16.135i) μA |
– входной ток; |
|||
Uвх (889.114-3.996i) mV |
– входное напряжение; |
|||
Zвх Uвх =(8.38-1.345i) kΩ |
– полное входное сопротивление; |
|||
Iвх |
|
|
|
|
Cвх |
1 |
=118.331 pF |
– входное сопротивление; |
|
π f0 Im Zвх |
||||
-2 |
|
|
||
Рисунок 3.3.2 – Исследуемая схема в режиме анализа
3.4. Настройка контура входной цепи на разные частоты
Необходимо настроить контур входной цепи (ВЦ) на различные частоты исследуемого диапазона частот (левый предел, середина диапазона, правая граница). При этом, цепь смесителя должна быть настроена на частоту f0=1 MHz. Настройка частоты ВЦ осуществляется изменением
характеристик элементов С3 и С1. Номиналы сопротивления резистора R3 и индуктивности L1 берутся из расчётной части работы. Настройка производится с помощью анализа цепи в режиме постоянного тока.
На каждой частоте необходимо определить следующие параметры: номинал ёмкости С3, КУ входной цепи KВЦ, полосу пропускания Π0.7,
подавление зеркального канала SeЗК, напряжение на нагрузке Uн, ёмкость конденсатора С1.