Выбор усилительного элемента и оценка коэффициента передачи преобразователя частоты
Преобразователь частоты может быть выполнен как на дискретных транзисторах, так и на ИМС. В последнем случае открывается возможность реализации преимуществ компенсационных схем преобразователей частоты.
При использовании для преобразователя частоты дискретных транзисторов необходимо убедиться в выполнении условий, определяемых выражениями (2.2) и (2.3), в которые следует подставлять параметры транзистора в режиме преобразования частоты.
Лучшей из отечественных ИМС для построения преобразователя частоты является ИМС К174ПС1 (зарубежные аналоги TCA240 и U5010A). Сигнал от входного устройства или УРЧ подают между выводами 7 и 8 ИМС, при этом один из них может быть “заземлен“ по переменному току через блокировочный конденсатор.
Схема допускает построение преобразователя частоты либо с совмещенным гетеродином на транзисторах, входящих в ИМС, либо с внешним гетеродином. Подключение к ИМС контура гетеродина при построении преобразователя частоты с совмещенным гетеродином рассмотрено в п.7.3, расчет внешнего гетеродина - в п.7.4.
При работе от отдельного гетеродина его напряжение подается между выводами 11 и 13 ИМС (базы нижних транзисторов, которые в этом случае выполняют функции генераторов тока, управляемых напряжением гетеродина). При этом выводы 10 и 12 ИМС (эмиттеры этих транзисторов) соединяют непосредственно, либо через небольшое сопротивление.
При подсоединении к выводам ИМС внешних элементов необходимо следить за тем, чтобы по постоянному току выводы не были соединены с источником постороннего постоянного напряжения, либо с корпусом.
|
|
|
В зависимости от способа подключения согласующего контура (СК) к выходу ИМС реализуется либо балансная, либо кольцевая схема преобразователя частоты. В первом случае СК подключен несимметрично либо к выводу 2, либо к выводу 3 ИМС (рис.6.1). Во втором случае СК подключен симметрично между выводами 2 и 3 ИМС (рис.6.2).
Несимметричное подключение СК к ИМС позволяет включить в свободный вывод еще один СК, настроенный на fПЧ АМ тракта, либо на fПЧ ЧМ тракта. В первом случае снимаемое с этого контура напряжение можно подать на отдельный детектор АРУ для УРЧ. Второй вариант позволяет иметь один преобразователь частоты для всех диапазонов приемника.
Параметры ИМС в режиме преобразования частоты приведены в прил.5. При построении преобразователя частоты на ИМС К174ПС1 обычно не возникает проблем с получением нужного коэффициента усиления. На этапе эскизного расчета рекомендуется принять коэффициент передачи преобразователя частоты K0 ПР = 20...30 при работе в диапазонах ДВ, СВ и КВ и K0 ПР = 4...6 при работе в диапазоне УКВ.
|
|
|
Определение структуры тракта УПЧ
Оцениваем требуемое усиление тракта УПЧ:
K0 УПЧ ТРЕБ = K0 ТРЕБ / ( K0 ВХ K0 УРЧ K0 ПР K0 Ф).
Тракт УПЧ может быть реализован на дискретных транзисторах. При этом их выбор аналогичен выбору транзисторов для УРЧ. Для уменьшения номенклатуры используемых АП желательно применять транзисторы одного типа.
В УПЧ могут быть использованы каскады как с резистивной, так и с резонансной нагрузкой. При использовании в приемнике ФСС резонансные каскады УПЧ реализуют с полосой пропускания в несколько раз превышающей D FПР и они не влияют на избирательные свойства УПЧ и приемника в целом.
По сравнению с каскадами с резистивной нагрузкой резонансные каскады позволяют получить большее усиление. Однако наличие катушек индуктивности приводит к усложнению процесса изготовления и настройки приемника, увеличению габаритов. Кроме того, из-за наличия проходной емкости транзистора (C12) в резонансных каскадах возможно существенное ухудшение устойчивости. Для снижения мешающего влияния C12 уменьшают коэффициент включения контура в коллекторную цепь транзистора, однако при этом снижается коэффициент усиления.
Ослабить влияние C12 на устойчивость резонансного каскада можно при высокой выходной проводимости предшествующего каскада. Для этого перед резонансным каскадом включают каскад с резистивной нагрузкой при сопротивлении в коллекторной цепи RК £ 300...400 Ом.
|
|
|
Структура ОЭ-ОБ (каскодная схема) также позволяет уменьшить влияние проходной емкости транзистора.
Возможно также включение перед резонансным каскадом каскада на транзисторе по схеме с общим коллектором. Структуру ОК-ОЭ принято рассматривать как единый дифференциальный каскад с эмиттерной связью. Ориентировочная структура тракта УПЧ представлена на рис.2.3.
Рис. 2.3
В приемниках АМ и ОМ сигналов последний каскад УПЧ желательно выполнять по схеме с резонансной нагрузкой. Это позволит ослабить влияние высших гармоник промежуточной частоты на работу детектора. Усиление такого каскада ориентировочно можно принять равным K0 УПЧ i = 80...100. Предварительные каскады УПЧ, с учетом сказанного выше, следует выполнить по схеме с резистивной нагрузкой. Их усиление будет меньшим (K0 УПЧ i = 10...12).
Определяем число каскадов УПЧ, при котором коэффициент усиления тракта УПЧ в целом
будет не меньше, чем K0 УПЧ ТРЕБ. Если число каскадов УПЧ превышает три, следует увеличить усиление 1-го каскада, выполнив его по схеме с резонансной нагрузкой.
|
|
|
В приемниках ЧМ сигналов с детектором на ИМС требуемое усиление каскадов УПЧ может быть обеспечено при использовании одного - двух каскадов с резистивной нагрузкой. Усиление каждого каскада при fПЧ = 10.7 МГц можно принять равным K0 УПЧ i = 7...9.
Другим вариантом построения тракта УПЧ является использование ИМС малой степени интеграции. Например, на ИМС К174ПС1 может быть выполнен дифференциальный усилительный каскад с резонансной нагрузкой и с возможностью регулировки коэффициента усиления системой АРУ (см. рис.9.3). Параметры ИМС при таком включении приведены в прил.5. Усиление каскада может быть получено достаточно высоким: K0 УПЧ i = 40...60 при fПЧ = 465 и fПЧ = 500 кГц и K0 УПЧ i = 30...40 при fПЧ = 10.7 МГц.
Благодаря малой проходной емкости, допустимо каскадирование резонансных каскадов на ИМС К174ПС1 без существенного ухудшения их устойчивости.
Наконец, имеется возможность построения тракта УПЧ на специализированных ИМС, в которых предусмотрена АРУ УПЧ, содержатся специальные УПТ АРУ и во многих случаях есть детекторы сигналов. К сожалению в составе 174 серии нет микросхемы УПЧ АМ трактов, поэтому можно использовать ИМС другой серии, например, К157ХА2, либо КФ548ХА1, или любую иную. К сожалению, справочные данные на выпускаемые промышленностью ИМС, как правило, недостаточны для инженерных расчетов при проектировании аппаратуры.
Выбрав структуру тракта УПЧ и определив его усиление, уточняем реализуемый коэффициент усиления высокочастотного тракта в целом:
K0 Р = K0 ВХ * K0 УРЧ * K0 ПР * K0 Ф * K0 УПЧ ;
убеждаемся, что значение K0 Р превышает K0 ТРЕБ.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 215; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!