РАЗДАТ МАТЕРИАЛ УГФС Ч2 (Раздаточный материал часть 2)

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (Государственный технический университет) Учебно-методическое пособие по дисциплине «Устройства генерирования и формирования сигналов» МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОРАБОТКИ ЛЕКЦИЙ И ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Москва Издательство МАИ 2009 Приводятся схемы радиоустройств, диаграммы и характеристики, поясняющие работу генераторов ВЧ и СВЧ и методы модуляции в них. Даются необходимые пояснения и соотношения для расчета режимов генераторов и их схем.

Для студентов радиотехнических специальностей. Пособие подготовлено коллективом преподавателей кафедры «Радиофизики, антенн и микроволновойтехники». Редакторпособияпроф. Р.А.Грановская. Компьютерное оформление материалов выполнено студ. С.Ковалевым. Греческий алфавит Условные обозначения для электрических и структурных схем х ол $ транзистор биполярный п-р-п р.п.р А=9; 11 мм: О=12; 14 мм В ~3 Аа альфа бета гамма дельта 00 нч — — ДПЭ ~5 а конленсатор — катушка инлуктиввостн. ш1.5...4 мм. ЭПСИПОН эта тэта дзэта резистор Мр ми (мю) ламбда — — я коаксиальпая линия передачи каппа иота Оо ни Сню) — язилал — микрополаскоьая линия ГМПЛ) 1;р — з-шя~к~ — отрезок МГП ллиной 1 и волновым сопротивлением р КСИ омикрон ПИ Равтотенср:пор с Кр Р ~) ро Тт ИПСИЛОН сигма тау Фд фи Хх оме'га каскад с ЛМ ХИ ПСИ -й- ФНЧ Г Фильтр нижних частот) — )в1 — диол полупроводниковый — В)~ — варактор, ДИЗ вЂ” З4 — ЛПД Г автосснератор -П- усилитель -И- Г умномитель пГ частоты 9 каскад с ФМ Гн бт ь Г, смеситель а вентиль ферритовый — П- -я— ППФ х Г Полосно-пропускной фильтр) Элементная база генераторных устройств (ГУ) ь» о о о о о \ Ю е- Ю о ь о Структурная схема генератора с внешним возбуждением чивк НИК аннжий нонарнЬйнан а чл.рнн1пор~ ЦБ-пель блокировки 3 Структурные схемы РПУ Простая схема рный тракт ка (антенна) Рарзи Ри Р УМ-усилитель мощности Я=в (е Р, Я Р,, Яиг РПУ с ИМ РПУ с АМ ИМ-имиульсный молулятор т-длительность импульса мнлитудный ягор Сложная схема (ВЧ-тракт) к — -3-3 к=г-3 к=(о Г„ Ге Х Ктщ уБСЗ- у-во блокировки, сигиализадии и защиты ИП-источник литания К вЂ” число каскадов Н вЂ” коэфф-т умн.

каск. РПУ с ЧМ (Прямой метод) ЛГ(г) ЧМ-частотный модулятор Г(г] - девиалия частоты АПЧ-автаиодстройка частоты РПУ с ЧМ ( косвенный метод) Гг(г)'-ГгаеЛ(г(т); ГИ)'— . (Ге( о)+Лрг(т) О„т Модуль (М) Лм и«-жыбв мими, Б.«чнмм мм .зч, Г«Р!ч,дГП!) Полупроводниковые РПУ РПУ со сложением мощностей на выходе РПУ с «!М и варакторныл« умножением частоты на выходе РПУ с ИМ иа Г!ПД иДПЭ Г!средающан АФАР ! 2 Возбудитель с кварцевым АГ РПУ телеметрической системы РПУ иа ЭВП СВЧ с ИМ лвв"О" «лаос а Нагрузочные характеристики генераторов с внешним возбуждением (усилителей мощности) рв~ СЦах 1 рвх в„, ~бе о !, - и К ! н! йв! р й-н|гр жн! 1- недонапряженный режим 1! - перенапряженный режим Фора!а импульса коллекторного (анодного) тока го! слабо перенапряженный режим о)! нспонапряженный режим гв! граничный режим * рвых !~ с рвых ! мх ен! перенапряженный режим Временные диаграммы напряжений и тока АП 1-)в пга ыво О Г во э»»п»м оп »»»ООвг»»» ы» ,ы»» 1»ййнаг -нпн, й» го а„(а) оа о» ыг о» ог о »» оо ы, ~ао о| и =() „+()мсоз(М) )-)в пэах ~во»()в~ ()в ~л)п ))во' ()гп пвых= 1-)о- 1-'вых|соз(оэг) 1)вых агах По о))выхг 1-)вых плп ()о ()вых~ Гармонический анализ импульса тока 1(1)=1о+~ 1псоз(в)); прн пэ) от О до О.

)о=.-а~ )(цэ)) с)пэ); 1и= я~ 1(пэ)) соз(аз)) с)оэ) )п=) мах оп (О)) )гхвгх =8()м(1 соз(0)) )п=бБм уп(0), при уп(0)=ап(0)(1-соз(0)) Расчет ежима безыне г ионного активного п ибо а АП на Заданы: выходная мощность генератора Р,ых рабочая частота Г. 1. Выбор АГ1 по выходной мощности Р„,х, и частоте 1 1 вых1 =Рных эад. гЧквых ц. ~ пРинимаем э) к вых ц =О 7 О 8. Проверка на рассеиваемую дополнительную мощность: Ррасс.

дон, ~Рвогя(1-Чэ)!Ч э; принимаем Ч э =О 6 О 7 . И. Выписываем параметры АП: Рных,, Ррасс.дол. ()о,бо,бчэ,х»Р. Дополнительно задаем угол 0 и определяем ао(0), а,(0), 7, (О), 8 г(0). Порядок расчета; 1. Ц„р=0.5(1+,' 1-8Рвы„! а,(0) Я„р()~г ); 2. г)э —— 0.5~и»8,(0); 3 Ррасс.=)выхг(1 Чэ)7Чэм-Рдоггусх ) 4. Пвых, =(),,С;; 1 вых1 =21 вых1/)вых~ ) )выхо =)вых~/8г(0)) 7 Ро=)выхо()о) 8 Вн~=()вых~/1выхб 9. ()ы=1 ых,/ЯЪ(0); Вх с Р=~ЬС тк йн кс Обо Усилитсяь мощнос ги на параллельно включенных транзисторах с симметрированисм режимов Усилитель мощности ВЧ с последовательным питаниелг Усилитель мощности ВЧ с параллельным питанием Параллельный колебщсльный контур пг йн Сумматоры и делители мощности Рс з б) рс! р! рс 2 Умножитель частоты ВЧ с режек щрным фильтром Умножитель частоты ВЧ Сблз 13,4н6 Лг4 ! 025)'" Козл 2ре р=рсг12; 1=0.25 Л; Кб,— — 2Р„ р=рс г'1Гг; К б„- балластное сопротивление г) в) Усилитель мощности СВЧ на отрезках полосковой линни Усилитель мощности ВЧ иа ячейках фильтра НЧ ив с !ах Р Кнз 2 .

Кбаг~ Кн 1=0.25'Л; 1г0.75'Л; Квх=Кн' Хь=!Хс1=Кгг~2; К„=Кн рн Схемы генераторов с внешним возбуждением с'2 Хз око овгз 14=-1з=Лвых у4; 1к=Лвху4; 1т'=Лвыху4; Варакторный улваитель частоты параллельного типа на отрезках полосковой линии При резонансе Ц К=Р1) ' го===; ! 1).С ' г —— Р щ). 1 с) = — = — =— у к гк щСтк Сбл4 С Вых С! ~С2 Рабочие характеристики ламповых и транзисторных усилителей Рв! Раых ! Рных нагр. Вх ол )с Рных~ ка Кр 1-)ка Во Ра| )а гр Анодная Гколаекторная)харакзеристика Амцлигудная характеристика Вх ых =сопл! Г) кс Рр ~вх !'с Чаьтагньк.

харакп.ристихи Эскиз конструкции усилителя Сеточная характеристика Балансная схеыа усилители М1, Мй-каадратурныс мосты иа входе и выходе схемы; 1, -четвертьволновый короткозамкнутый шлейф; 1т,1 з -согласующие разоикиугыешлсйфы во входной цепи;! а,)» -трансформирующие разомкнутые шлсйфы в выхолной цени: 1ь,!т - чегвертъволиовые шлейфы в испи питания: С! Сыблокировочныс конденсатср; СзС з-разделительные конденсаторы; и ! Г!з-входная и выходная платы. Анодная зз выю Ррасс йэ ь)с Рв! огр (коззлс горная) характеристика Амплитудная характеристика Рс Рвых~ с Ррасс т) э Нагрузочиые характеристики усилителей СВЧ Возбудитель с синтезатором частот ФВР-формирователь вида работ на иодиесулгезтз частоте Г„, ТПЧ-тракг переноса частоты Он — сигнал информации Схема установки лля Фигня нагрузочных характеристик ИЛ-измерительная линия; 2-регулируемая неоднорадносгь, Д-детекэзр Структурные схемы синтезатора частот .3 2Е Рн Р„ ДОЧ ДОЧ- льч чик опорных часчот Временные и частотные характеристики сгггггала (схема а)) Р„ ) «пнз ()г ()сг Е 2 Наг рузочные харак~ ерисзнки ламповых и транзисторных усилителей ЗЕ 2 и Е 2 Нагрузачные характеристики ЛБВ "О" и 2 Натру вечные характеристики алистронного усилителя 3 2Е и 2 Нагрузочные харакгернстики амид~прона Прямойснптсз я ~ пз(, =Гяч„ ГГчснератор гармоник ОГ-опорный генератор ПФ-полосовой фильтр (селекгор гармоник] б) декадный синтезатор ТРИОДНЫЕ АВТОГЕНЕРАТОРЫ Соотношение для установившеюся режима: Б„к!К=!! р 2!=К! Баланс амплитуд: Уырй!К=) Баланс фаз: ЕЕ=!у,+гр,-'грх=2яп; п=о, 1, 2...

Условие самовозбуждения: Бс >1г)КК,) Условно устойчивости амгшитуды и частоты: о- фиксиругощая бйыг ) о)2.ол) бр >О.. осн =о и 2О способвосз.ь по ОО,! ' йо Оы ' дс! частоте ых ДОЧ- датчик опорных частот Б- переключатшгь СМ- смеситсль Косвенный синщз !! О,! Плргс! Жесткое самавозбукденис а) Мягкое самовозбуждение Отклонение амплитуды при нарушении бщганса Л амплитуд; ЬО= сбгр)г1) ! ФАП Обобщенная схема трнодного автогенератора аиалогощ Бмкостпая трехточка Индуктивная трехточка Общая схема 1- кб Хкб ).кз цифровой С ба Коз 1. бэ О! ФИ '1кэ )фэст- кэ Хбз ' !)еэсСбэ Х кб =шо 1.

кб Хкэ моска Хбэ гщс)-бз Х «б = !псе С «б 1З гпг„, ФД- фазовый детектор ПГ- перестраиваемый генератор Грнл "ля Ун-управляющий зясмснт ФНЧ- филыр нижних частот ЦУ- пень управления ЛГ-перестройка частот!! б) Синтезатор с деяением частагы в тракте анадиза ДПКД- делитель частоты с переменным ко эффициентол! лелепня Р) ФИ- формирователь импульсов ИФД- импульсный фазовый детектор Б! ауыр Л ЬЦ! Хкэ ' Хоэ" Х ко =О К=...оэ >О Х- Хкз К вЂ” коэфф-т ОС олг,- резонансная частота ОЯ р св р ! сПп гснл! 1 Кй Бс Отклонение частоты при нарушении баланса фаж лш лгу ы о Схемы одноконтурных автогенераторов 2) + 1)ао ка С ко 1)ао 3) 4 Око Основные соотношения: С общим анодом К) К2 С емьостной обратной связью +ик„ С общим катодом ас К1 К2 Схема Клаппа им 14 С иняукгивной обратной связью С конлукгивной обратной связью 1) К=йМ/С)1 1 =С)4С21 рй С1/С вЂ” коэфф-т включения 2) К=1.2/1.1; й=е)-~-ь24ь31 р=ь1/ь 3) К=С!/С2; С.=С3-1- 4) К=С1/С2 Кенв1/Оных~ К-коэффнциент обратной связи Схемы двухконтурных автогенераторов С общей сеткой Отстройка контура от генерируемой частот: саке юс~юа Отстройка контура от генерируемой частоты: оэк ~го ю ~юг Отстройка контура от генерируемой частоты: озо~гна юс Схемы автогенераторов с кварцевым резонатором (КР): эквивалентные схемы (а,б,в), КР- индуктивность ь, кит б) в) 22 20 Катод 18 вс 14 р.н 8 12 16 20 24 28 32 Осцилляторная схема р,=-р 270" 1 2 345б7 8 О" 9 Анод Сетка Катод Схема автогеиератора на металло-керамическом триоде 15 1-анод 2-блокировочные конденсаторы 3-сетка 4-подстроечный звсмент 5-катод 11кс К1 Кг Фильтровая схема б-емкость обратной связи 7-накал 8-выход на нагрузку 9-резонаторы 1О-подстроечные поршни Магнетронный автогенератор магнитн.