1 (722159), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Для основной линии:

= 0.5[1+ 9 +(9- 1) / ] = 6.61,

и = 23/4 = 2.23 мм.

Для шлейфов :

= 6.26,

= 2.3 мм.

4)Рассчитаем полные потери в основной линии и шлейфе моста. Для расчета потерь проводимости из таблицы 3.5 [2] находим удельную проводимость золота : = 4.1 10 см/м и толщину слоя = 0.78 мкм.

По формуле:

Rп = 1/ = ,

Определим поверхностное сопротивление проводника :

- удельная проводимость проводника.

= 2 f - рабочая частота.

=1.256 10 г/м - магнитная проницаемость в вакууме.

= относительная магнитная проницаемость среды.

Rп = 1/4.1 = 0.031ом/м .

Погонные потери проводимости МПЛ основной линии:

= 8.68 Rп/W ,

= 8.68 0.031/35.5 = 0.078 дб/см,

и щлейфа:

= 8.68 0.031/50 0.055 = 0.98 дб/см,

Потери проводимости отрезка основной линии и шлейфа соответственно равны:

a = = 0.078 0.223 = 0.017 дб,

a = 0.098 0.23 = 0.023 дб.

5)Аналогичным образом вычислим диэлектрические потери отрезка в МПЛ моста, используя формулу:

=27.5

Потери основной линии:

a = = 0.223 27.3 = 0.102дб.

Потери шлейфа:

a = 0.23 27.3 =0.115дб.

Т.о. получено, что диэлектрические потери больше потерь проводимости (из за большой величины tg - угла диэлектрических потерь).

6)Такие потери шлейфа и основной линии моста соответственно равны:

a =a +a = 0.023 + 0.115 = 0.132дб = 0.015 Нп,

a = a +a = 0.017 + 0.102 = 0.129 дб = 0.014Нп.

7)КСВ входных плеч моста:

=(2+3a +3 a )/(2+a + a ),

=(2+3 3 )/(2+0.015+ 0.014)= 1.07.

Развязка изолированного плеча:

L = 20 lg a + a )/(a + a )],

L = 35дб.

Потери моста:

L = 20 lg(1+a + a ),

L = 20 lg(1+0.015 + 0.014) = 0.3дб.

Эти параметры моста соответствуют средней рабочей частоте полосы частот.

Потерями моста (L 0.3дб) можно пренебречь.

Определяем разброс параметров диодов в паре.

Для проектируемого БС полагаем диоды подобранными в пары с разбросом rвых СД согласно формуле:

r = rвых СД1/ rвых СД2 1+ 30/ rвых СД min,

r = 1+ 30/440= 1.07 и разбросом Lпр.б, при котором L = 0.5дб.

5.Находим rБС ср= 0.5 rвых СДср = 270 ом и принимаем LБС max = Lпр max = 6дб.

nбс = nш = 0.85.

1. Рассчитываем величину :

L r (дб) = 0.12 + 0.5 + 10lg1.07 = 0.92дб. По графику рис.7.22.[2] определяем коэффициент подавления шума гетеродина

Sш = 26дб.

7.Находим необходимую мощность гетеродина на входе БС по формуле:

Рг =1 2 3 =6мВт (при расчете оптимальной мощности гетеродина полагается равной паспортной Ргопт =3мВт).

8.Определяем шумовое отношение по формулам:

ma =10lg nгс10 RTo ,

где nгс - относительный спектр мощности шума,

ma - выбирается в пределах 100-180 дб/Гц,

R - постоянная Больцмана. R =1.38 10 дж/К.

То = 273 К.

nгс = ant lg (ma /10)/10 RTo = ant lg (-180/10)/(10 1.38 10 273) = 25дб/Гц.

nг = nгс Рг.

nг = 25 6 = 150.

9.Рассчитываем коэффициент шума по формуле:

N = L L (n + n / L L S + N -1),

где L - потери СВЧ моста, L =1,

nг - шумовое отношение. nг = 150.

n - шумовое отношение БС. n = 0.85.

S - коэффициент подавления шума гетеродина. S = 26дб.

N - коэффициент шума УПЧ. N = 4.

L - затухания в системе.

N = 1 = 12дб.

Гетеродин выбираем по таблице 8.4, приведенной на стр.364[2]. Исходными данными является рабочая частота , выходная мощность мВт, и диапазон электрической перестройки частоты (механической перестройки частоты не требуется, так как передатчик работает на фиксированной частоте 17.5 Ггц). Полагаем и = - = 35Мгц, = + =17535Мгц, т.е. рабочая частота гетеродина составляет 17535Мгц, диапазон перестройки = 35 Мгц.

Итак, выбираем гетеродин типа VSX-9012, имеющий параметры:

-рабочая частота : 12.4-18Ггц.

-диапазон механической перестройки: = 0Мгц.

-диапазон электрической перестройки: =1000Мгц.

-выходная мощность гетеродина: 50мВт.

-напряжение питания: U = 8В.

-ток питания: I = 0.4 А.

В генераторах на диодах Ганна с полосковой и микрополосковой конструкцией используют электрическую перестройку частоты. Наиболее распространенным методом такой перестройки является включение варактора в колебательную систему гетеродина. Варактор представляет собой диод с нелинейной емкостью, величина которой изменяется при изменении отрицательного смещения Uов на нем. Таким образом изменяют резонансную частоту колебательной системы и осуществляют электрическую перестройку частоты. Достоинством такого метода перестройки является практически полное отсутствие потребление тока по цепи управления частотой. В схему генератора варактор можно включать последовательно или параллельно СДГ (рис.11). Колебательная система ГДГ включает в себя все реактивные элементы ДГ и варактора, а также настроечно- согласующую секцию, состоящую в выходной линии и разомкнутого параллельного шлейфа длиной lшл . Цепь СВЧ от цепей постоянного тока развязывают режекторные фильтры РФ.

Рис. 12 Эквивалентная схема на диоде Ганна с последовательным включением варактора для перестройки частоты.

6.Проектирование и расчет УПЧ.

1. Коэффициент усиления по мощности преселектора.

К = К К Крурч Кр Крпч:

Где К =0.9, Курч =30; К К Крпч- соответственно определяем по вычисленным ранее значениям ранее затуханиям сигналов

в этих устройствах.

К= 1/L

Lузп= 0.8дб =1.21 К =0.825,

Lупзк= 0.66дб = 1.16 Кр = 0.85,

L пч = 6дб = 4 Крпч = 0.25.

К = 0.9 = 5 6.5дб.

2)Мощность сигнала на входе на входе УПЧ при чувствительности Рап=15.5 10 Вт , составит:

Р = 15.5 10 5 = 77.5 10 .

3)Напряжение сигнала на входе 1-го каскада УПЧ, при согласовании этого каскада со смесителем, равно:

Uвхп= , где g = Zм(ом)- входная проводимость транзистора, который будет использоваться в УПЧ. Для УПЧ используют биполярные транзисторы.

В качестве транзистора выбираем ГТ 309А (по таблице приложения 4[2]), т.к. 0.3 = 27Мгц. = 90 Мгц и выполняется условие (2-3) .

Параметры ГТ 309А:

= 120Мгц, 0.3 = 27Мгц, = 30 мА/В, g = 2 мСм, С = 70пф, g = 6мкСм, С = 8пф, С = 2пф, h = 50, Nм= 5дб, Iкбо= 2мкА.

4)Требуемый коэффициент усиления:

Ко= Uвых/Uвх п,

где Uвых - выходное напряжение ПЧ, равное входному напряжению детектору ( 0.01в).

5)Для обеспечения избирательности по соседнему каналу применяют фильтр сосредоточенной селекции (ФСИ) на ПЧ , т.к. ФСИ может дать лучшую избирательность , чем УПЧ с распределенной избирательностью. При этом каскад УПЧ содержит каскад с ФСИ, который обеспечивает требуемую избирательность и ряд апериодических или слабоизбирательных каскадов, создающих основное усиление на ПЧ.

Исходные данные:

= 35Мгц- промежуточная частота,

П= 710Кгц- полоса пропускания,

=20дб- ослабление соседнего канала.

Рис. 13.Принципиальная схема каскада с ФСИ.

6)Определим величину :

= ;

где - промежуточная частота,

1. собственное затухание контура,

П- полоса пропускания УПЧ.

d = 0.004, П = 1Мгц.

= = 0.38

1. Задаемся числом звеньев и в качестве начального приближения выбираем n= 4.

8)Находим ослабление на границе полосы пропускания, обеспечиваемое одним звеном:

Sеп1= Sеп/n, где Sеп- ослабление на границе полосы пропускания.

Sеп = 3дб.

Sеп1=3/4 = 0.75

9)По графикам рис.6.4 (стр.284[2]) для = 0.38 и Sеп1= 0.75 находим параметр .

= 0.83.

1. Определим разность частот среза:

= = 1.4Мгц/0.83 = 1.7Мгц.

11)Определим вспомогательные величины y и :

y = ;

= ;

y = 2 /1.7 = 1.65; = 0.26 0.83 = 0.2

12)По графику рис.6.3 находим для = 0.2 и y = 1.65:

S = 8дб.

13)Определяем расчетное ослабление соседнего канала, задавшись величиной :

S = n ,

где DS - ухудшение избирательности из-за рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой.

S = 4 8дб - 3дб = 29 дб 20дб.

14)Для расчета элементов фильтров зададимся величиной номинального характеристического сопротивления: Wo= 10кОм.

15)Вычисляем коэффициенты трансформации по формулам:

m =

m =

Wo g = 10 10 6 10 = 0.08 1 ,

Wo g = 10 10 2 10 = 20 1 ;

16)По графикам (рис.6.6) стр.287[2]) определяем коэффициент передачи ФСИ для n= 2, = 0.2

Кпф= 0.65.

17)Рассчитаем коэффициент усиления каскада с ФСИ:

Коф= 0.5m m WoКпф

Коф= 0.5 1 0.20 30 10 10 10 0.65 = 20.

Для требуемого усиления (140000) необходимо 4каскада. Тогда коэффициент усиления составит 160000. Превышением можно пренебречь.

1. Рассчитываем элементы, образующие звенья ФСИ.

Где m - соответствует коэффициенту трансформации m , - коэффициент связи (0.7-0.9).

1. Проектирование детектора широкоимпульсного сигнала с линейной частотной модуляцией.

Устройство, предназначенное для выделения огибающей процесса называется детектором. При UмÐ0.3-0.5В диодный детектор работает в квадратичном режиме. Операцию получения квадрата огибающей выполняют в два приема: сначала с помощью линейного детектора выделяют огибающую, напряжение которой затем подают квадратор. Квадратор относится к устройствам , реализующим операцию умножения процесса на процесс. Наиболее совершенные перемножители - умножители компенсационного типа.

Рис.14. Умножитель компенсационного типа.

При подаче на вход 1 (U ) напряжения U реализуется операция возведения в квадрат. Умножитель компенсационного типа состоит из двух перемножителей прямого действия. Простейшим умножителем является избирательный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Так же в состав умножителя компенсационного типа входит операционный усилитель (ОУ). Амплитудный линейный детектор (АД) выполняют на полупроводниковых диодах или транзисторах. Диодные полупроводниковые детекторы могут иметь как последовательные, так и параллельные схемы включения.

Рис.15. Последовательная схема включения АД.

Источником сигнала является колебательный контур Lк, Ск , индуктивно связанный с выходом резонансного усилительного каскада. К нему подключен детектор , образованный диодом Д и нагрузкой RC. Фильтр (Lф и его паразитная емкость Сф) - уменьшает высокочастотные пульсации выходного напряжения.

Перед детектированием импульсы, принимаемые РЛ приемным устройством, согласно структурной схеме, проходят фильтровую обработку. Фо - представляет собой согласованный фильтр. Фильтр Фв - весовой сумматор на скользящем интервале.

Характеристики

Список файлов реферата