Расчёт преобразователя частоты ПЧ.

Хоть какой преобразователь частоты состоит из:

- смесителя;

- гетеродина;

- полосового фильтра.

Применим двухдиодный балансный смеситель, который имеет лучшие свойства по сопоставлению с другими схемами в СВЧ-диапазоне. Смеситель будет состоять из СВЧ моста и смесительной секции – СВЧ устройства, содержащее смесительный диодик, в который вводятся мощности сигнала и гетеродина и на выходных Расчёт преобразователя частоты ПЧ. зажимах которого выделяется напряжение промежной частоты перевоплощенного сигнала.

В качестве СВЧ моста будем использовать двухшлейфный квадратный мост.

Рассчитаем мост, считая начальными последующие характеристики:

- несущая частота f0=9700 МГц;

- сопротивление подводящих линий W0=50 Ом;

- материал проводников – медь;

- подложка из поликора с

- толщина подложки h=0.5 мм.

Определим волновое сопротивление основной полосы:

Для Расчёт преобразователя частоты ПЧ. шлейфов волновое сопротивление равно сопротивлению подводящих линий Wшл=W0=50 Ом.

Найдём ширину полосы основной полосы и шлейфа:

мм

мм

Вычислим длину четвертьволновых отрезков для основной полосы:

Для шлейфов:

Эквивалентная схема рассчитанного двухшлейфного квадратного моста:

Для смесительной секции выберем диоды с барьером Шоттки (ДБШ) типа АА112Б в микростеклянном корпусе. Приведем характеристики Расчёт преобразователя частоты ПЧ. этого диодика:

Тип корпуса , см Lпрб, дБ rвых СД, Ом Fнорм, дБ KстUmax PГ, мВт Ppac max, мВт Pи рас max, мВт
3.2 440-640 1.8

Рассчитаем характеристики высокоомного четвертьволнового шлейфа для замыкания входного вывода на корпус для тока ПЧ и неизменного тока. Его сопротивление принимаем W=90 Ом.

Ширину полосы рассчитаем по Расчёт преобразователя частоты ПЧ. формуле:

Длина шлейфа:

Определим размеры низкоомных разомкнутых четвертьволновых шлейфов, при всем этом волновое сопротивление примем W=20.

Ширина полосы:

Длина шлейфа:

Топологическая схема спроектированного преобразователя приведена в приложении 3 (набросок 6).

Определим разброс характеристик диодов в паре. Для проектируемого БС полагаем, что диоды подобраны с разбросом и разбросом дБ. Находим rБС ср=0.5rвых СД Расчёт преобразователя частоты ПЧ. ср=270 Ом; пусть LБС max=Lпрб max=6 дБ. Разбаланс амплитуд дБ определяем на базе количественных данных о параметрах двухшлейфных мостов.


Рассчитаем разбаланс амплитуд:

По графику с внедрением этого значения найдем коэффициент угнетения шума гетеродина – SШ=26 дБ.

В предположении, что лучшая мощность гетеродина равна паспортной, т.е. Р Г ОПТ Расчёт преобразователя частоты ПЧ.=3 мВт, найдем нужную мощность гетеродина на входе БС:

Определим шумовое соотношение гетеродина:

где - относительная спектральная плотность мощности шума, которая обычно лежит в границах –(100...180) дБ/Гц. Возьмем среднее значение .

Гетеродин в схеме приёмника сформировывает вспомогательное гармоническое напряжение, нужное для преобразования частоты. Для гетеродина возьмем генератор на полупроводниковом диодике Ганна Расчёт преобразователя частоты ПЧ. – узкую пластинку из GaAs n-типа, на обе поверхности которого наносятся выпрямляющие контакты. В диодиках Ганна энергия неизменного тока конкретно преобразуется в СВЧ энергию при приложении к ним неизменного напряжения. Выбор гетеродина подобного типа обоснован значениями относительной непостоянности устройств, требованием к миниатюризации устройства и требованием к малому уровню амплитудного Расчёт преобразователя частоты ПЧ. шума.

Выберем ГДГ VSX-9011, т.к. рабочая частота такового гетеродина лежит в границах 8-14 ГГц, что удовлетворяет частоте сигнала и промежной частоте. Напряжение питания UНОМ Г=10 В; ток питания IP Г=300 мА. Механической перестройкой установим начальную частоту гетеродина равной fГ=9800 Гц.

Расчёт системы АПЧ.

В качестве системы АПЧ будем использовать двухканальную систему Расчёт преобразователя частоты ПЧ., которая может работать даже при отсутствии сигнала на входе приёмного устройства. В данном случае для подстройки частоты гетеродина употребляется 2-ой канал, который включает дополнительный смеситель. Обычно в смесителях сигнала и АПЧ употребляют один и тот же тип диодов, потому для АПЧ будем также использовать ДБШ на диодике АА Расчёт преобразователя частоты ПЧ.112Б.

Рабочий уровень мощности гетеродина:

РГ=9 мВт

Рабочий уровень мощности сигнала:

РС=10РГ=90 мВт

Сопротивление нагрузки БС АПЧ:

Пусть LБС=Lпрб MAX=6 дБ, тогда утраты преобразования малого сигнала найдём по формуле:

Из графика обобщённых амплитудных черт диодного смесителя для РГ=9 мВт найдём В/Ом1/2. Отсюда можем выяснить входное напряжение БС АПЧ:

Расчёт Расчёт преобразователя частоты ПЧ. УПЧ и ФСС.

Потому что избранная схема приёмника содержит УРЧ, можно гласить о том, что усиление каскада УРЧ невелико, т.к. он только делает функции избирательности. Основное усиление сигнал получает в УПЧ, на вход которого поступают продукты преобразования, получаемые при смешивании колебаний гетеродина и сигнала в преобразователе Расчёт преобразователя частоты ПЧ., задачей которого является перенос диапазона принимаемого сигнала, размещенного в районе радиочастоты, в область несущих колебаний со значением промежной частоты. Более нередко для УПЧ употребляются биполярные транзисторы, при этом граничная частота крутизны в схеме с ОЭ должна в 2-3 раза превосходить величину промежной частоты, а коэффициент шума должен быть наименьшим Расчёт преобразователя частоты ПЧ..

Таким макаром, из приложения 3 [1] выберем для УПЧ биполярный транзистор СВЧ ГТ330Д. Приведём характеристики этого транзистора:

fгр, МГц h21Э r’БСК СК, пФ IКЭ, мкА Режим измерения
UКЭ, В IК, мА f, МГц
20-300

r’Б=15 Ом

В режиме IК=3 мА найдём Y-параметры:

g21=60 мСм b21=60мСм
g11=2 мСм Расчёт преобразователя частоты ПЧ. b11=4 мСм
g22=0.4 мСм b22=1 мСм
g12=(0.15…0.2)g21 b12=(0.2…0.3)b21

Требуемый коэффициент усиления УПЧ:

где k3 – коэффициент припаса, который учитывает старение электрических устройств в процессе использования; UВХ П – напряжение сигнала на входе первого каскада УПЧ при согласовании со смесителем:

где

Тогда:

Зная это, найдем требуемый коэффициент усиления:

Беря во внимание маленькую полосу Расчёт преобразователя частоты ПЧ. пропускания, также отсутствие ограничений на требования к избирательности УПЧ, выберем УПЧ с одноконтурными каскадами, настроенными на одну частоту. Рассчитаем устойчивый коэффициент усиления:

Малое число избирательных систем для получения рассчитанного усиления:

Найдем мало допустимое исходя из убеждений стабильности формы частотной свойства отношение эквивалентной емкости контура каскада к емкости, вносимой в Расчёт преобразователя частоты ПЧ. контур транзисторами:

где - относительное изменение входной и выходной емкостей транзистора (примем 0.1...0.3); для УПЧ с настроенными одноконтурными каскадами от 1.0 до 1.5.

Тогда:

Для n=7, используя таблицу 6.1 [1], найдем нужное эквивалентное затухание контуров:

Критичные значения эквивалентного затухания контуров промежных каскадов:

Режим наибольшего усиления, т.к. d’’>dЭ>d’, сможем воплотить при ограничении малого Расчёт преобразователя частоты ПЧ. значения эквивалентной емкости контура.

Коэффициент включения контура в цепь базы транзистора последующего каскада:

Эквивалентная емкость контура:


Коэффициент усиления каскада:

Т.к. , применим каскадное включение транзисторов по схеме ОЭ-ОБ. Коэффициент включения контура в цепь базы определим как:

Значение коэффициента включения полагаем равным m1=1.

Потому что каскад Расчёт преобразователя частоты ПЧ. УПЧ строим совместно с ФСС, рассчитаем характеристики трезвенного фильтра, задавшись величиной номинального характеристического сопротивления W0=20 кОм.

Принципная схема 1-го каскада УПЧ с ФСС приведена в приложении 3 (набросок 7).

Заключение.

В данной курсовой работе был произведён расчёт импульсного радиолокационного приёмника. Результаты расчёта нуждаются в дополнительной обработке и уточнении, сам приёмник нуждается в применении Расчёт преобразователя частоты ПЧ. более современной элементной базы по сопоставлению с использованной.

В процессе проектирования были исследованы начальные данные и проведён их анализ, рассчитаны главные характеристики приёмника, изготовлен выбор и произведено обоснование структурой схемы приёмника.

Нельзя сказать, что спроектированный приёмник стопроцентно удовлетворяет всем требованиям ТЗ, но задачки, поставленные на исходном шаге работы, были решены Расчёт преобразователя частоты ПЧ..

5. Перечень литературы:

1. Проектирование радиоприёмных устройств / Под ред. А.П. Сиверса. Учебное пособие для вузов. М.: Сов.радио, 1976.

2. Проектирование радиолокационных приёмных устройств / Под ред. М.А. Соколова. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1984.

3. Трофимов Л.А. Расчёт полосовых фильтров: учебное пособие / Л.А. Трофимов. – Казань: Изд-во КГТУ, 2004.

4. Трофимов Расчёт преобразователя частоты ПЧ. Л.А. Проектирование радиоприёмных устройств СВЧ / Л.А. Трофимов. – Казань: Изд-во КГТУ, 2005.

5. Белкин М.К. Справочник по учебному проектированию приёмо-усилительных устройств / М.К. Белкин, В.Т. Белинский, Ю.Л. Мазор. – М.: Высшая школа, 1988.


Приложение 1. Номограммы для расчёта ВЦ.

Набросок 3.

Приложение 1 (продолжение). Номограммы для расчёта ВЦ.

Набросок 4.

Приложение 2. Усилитель CHA Расчёт преобразователя частоты ПЧ.8100.

Main characteristics.

Vc=9V, Ic (Quiescent)=2.1 A, Pulse width =100 ; Duty cycle=20%.

Symbol Parameter Min Typ Max Unit
Top Operating temperature range (1) -40 +80
F_op Operating frequency range 10.5 GHz
P_sat Saturated output power @25C 12.5 W
P_3dBc Output power @3dBc @25 C W
G_lin Linear gain @25 C 18.5 dB Расчёт преобразователя частоты ПЧ.



raschyot-sebestoimosti-odnoj-tonni-nefti.html
raschyot-seti-po-modeli-uzel-rabota.html
raschyot-silovogo-transformatora.html