Контрольная. Чигасов ПМ 01 02. Конструкция направленного ответвителя ПрУ рис 1, Л1

• Название: Конструкция направленного ответвителя ПрУ рис 1, Л1
• Анкор: Контрольная
• Дата: 18.03.2021
• Размер: 0.69 Mb.
• Имя файла: Чигасов ПМ 01 02.docx
• Тип: Документы; #185975

Вопрос 11

Тема: конструкция направленного ответвителя ПрУ рис.3.5.1, Л1:

-назначение;

-конструкция;

-технические параметры;

-условия эксплуатации;

-принцип работы.

Направленным ответвителем (НО) называется четырехплечное устройство (восьмиполюсник), состоящее из двух отрезков линий передачи, в ко-тором часть энергии электромагнитной волны, распространяющейся в основной линии передачи (основном канале), посредством элементов связиответвляется во вспомогательную линию передачи (вспомогательный канал) и передается в ней в определенном направлении.

Направление передачи энергии электромагнитной волны во вспомога тельном канале зависит от направления передачи в основном канале. При изменении направления распространения волны в основном канале направление распространения ответвленной волны во вспомогательном канале также изменяется на обратное. Виды НО показаны на рисунке I.I.



Направленная передача энергии в НО возможна при полном согласовании всех его плеч. НО считается идеально направленным, если при возбуждении какого-либо из его плеч одно из трех оставшихся плеч остается невозбужденным. Такое плечо называется развязанным. В двух других плечах, называемых рабочими, входная мощность распределяется в соответствии с выбранной величиной связи между основным и вспомогательным каналами. В реальных конструкциях НО идеальное согласование не достигается, а это приводит к тому, что в теоретически развязанное плечо частично попадает мощность, поступающая на входное плечо НО, т.е. наблюдается некоторое прохождение сигнала в “ненормальном” направлении.

Как правило, НО являются взаимными устройствами, хотя существуют и невзаимные НО, у которых связь между каналами осуществляется через намагниченный феррит.

НО являются наиболее распространенными устройствами техники СВЧ. Они используются в качестве элементов сложных устройств, например: фильтров, сумматоров и делителей мощности, смесителей, модуляторов, переключателей, фазовращателей и др. Кроме того, НО можно использовать как самостоятельные узлы при проведении различного рода измерений в СВЧ диапазоне: измерении больших и средних мощностей посредством измерителей малой мощности, измерении добротности резонаторов, контроле уровня проходящей и отраженной волн в линиях передачи, измерении коэффициента отражения в линии и т.д.

Основными характеристиками НО при условии подачи сигнала в плечо I и согласованных нагрузках в остальных плечах являются:

1. Переходное ослабление C14 - выраженное в децибелах отношение мощности на входе основного канала к выходной мощности рабочего плеча вспомогательного канала.

С14 = 10log P1 / P4 [дБ]

Величина переходного ослабления зависит от размеров и числа элементов связи между основным и вспомогательным каналами. В типовых НО С14 = 3- 20дБ. Величина С14 = 10 дБ принята за границу сильной и слабой связи. В зависимости от величины переходного ослабления НО подразделяются на НО с сильной связью (С14< 10дБ), НО со слабой связью (С14 > 10дБ), гибридные НО (С14 = 3,01дБ) с равными мощностями в рабочих плечах.

Для взаимных НО величина переходного ослабления не зависит от направления сигнала, т.е. С14 = С23.

2. Направленность С43- выраженное в децибелах отношение мощности на выходе рабочего плеча вспомогательного канала к мощности на выходе развязанного плеч.

С43 = 10log P4 / P3 [дБ]

Направленность характеризует просачивание мощности в развязанное плечо за счет неидеальности конструкций НО. У идеального НО P3 = 0.

В реальных конструкциях НО С43 = 15-40дБ и определяется типом НО, качеством согласования плеч с нагрузками, диапазоном частот;

3. Развязка С13 - выраженное в децибелах отношение мощности на входе основного канала к мощности на выходе развязанного плеча.

С13 = 10log P1 / P3 [дБ]

У идеального НО развязка должна быть бесконечно большой.

4. Рабочее затухание С12 - выраженное в децибелах отношение основной мощности на входе и выходе основного канала НО

С12 = 10log P1 / P2 [дБ]

5. Коэффициент деления мощности С24 - выраженное в децибелах отношение мощностей на выходе рабочих плеч

С24 = 10log P2 / P4 [дБ]

Коэффициент деления мощности НО зависит от его конструкции. Возможно равное деление мощностей, в одно из плеч может поступать большая или меньшая часть мощности. Если из одного канала в другой передается значительная часть мощности, то НО можно отнести к классу делителей мощности, а если небольшая - то к классу развязывающих устройств.

6. Коэффициент стоячей волны (КСВ) - характеризует отражения, вносимые НО в СВЧ тракт.

КСВ определяется со стороны входного плеча НО при наличии согласованных нагрузок в остальных плечах;

7. Фазовые соотношения НО - разность фаз волн в выходных плечах.

8. Рабочая полоса частот - полоса частот, в пределах которой неравномерность (отклонение от среднего значения) величин переходного ослабления, направленности и других параметров но превышает заданного значения.

По принципу действия НО подразделяются на:

- ответвители, в которых направленность обеспечивается собственной направленностью элемента связи;
- интерференционные, у которых связь между основным и вспомогательным каналами образуется с помощью нескольких элементов связи. Направленность обеспечивается взаимной компенсацией электрома-гнитных волн, возбуждаемых каждым элементом связи во вспомогатель-ном канале в обратном направлении;

- ответвители, в которых направленность образуется за счет использования двух предыдущих явлений;
- ответвители, в которых направленность обеспечивается за счет использования взаимодействия электромагнитных волн различных типов, распространяющихся одновременно на протяженном участке линии передачи, где возможно их совместное существование.

НО могут быть выполнены в различных конструктивных вариантах. Применяемые в диапазоне СВЧ НО подразделяются на следующие типы:

- коаксиальные и волноводные о одиночными элементами связи, обладающими собственной направленностью (отверстия и петли связи);

- волноводные со щелевой связью (прямоугольные и крестообразные щели); - волноводные многодырочные и многостержневые;

- коаксиальные и полосковые двух- и многошлейфовые;

- полосковые с использованием полей рассеяния
Вопрос 16

Тема: устройство наддува рис.3.6.1, Л1:

-конструкция;

-назначение;

-технические параметры;

-условия эксплуатации;

-принцип работы;
Назначение:

УН предназначено для увеличения электрической прочности волноводного тракта. УН заполняет тракт сухим воздухом и поддерживает в его объеме избыточное давление в заданных пределах с рециркуляцией и осушкой воздуха.

Конструкция :

УН состоит из блока наддува, соединительных шлангов, пневмоарматуры и регенерационного устройства, для прокаливания силикагеля (абсорбера водяных паров).

Технические характеристики:

Избыточное давление в тракте, кПа 40 ± 10

Производительность, не менее, л/мин 10

Питание, В 27

Потребляемая мощность, не более, Вт 100

Габаритные размеры блока, мм 220х150х120

Масса блока, кг 8

Объем тракта, л 10

Устройство:

Пневматическая схема УН представлена на рисунке 3.6.1. Работа устройства происходит в следующих режимах:

1 Режим первичного пуска после долгого хранения или перерыва в эксплуатации

- открывается штуцер 10 и сливается конденсат из отстойника;

- включается УН и тракт продувается сухим воздухом в течение 10-15 мин, при этом клапан 11 открыт.

2 Режим нормальной эксплуатации

- воздух через патрон 1 забирается компрессором 3 и подается через ресивер 5 и патрон 6 в тракт 9. При давлении 50 кПа сигнализатор 8 отключает УН, а при давлении 30 кПа сигнализатор 7 включает устройство;

- для осушки тракта в рабочем режиме периодически, с интервалом 1/10, УН включается на 5-10 мин в режим рециркуляции, при этом пополнение утечки воздуха происходит через клапан 2;

- для защиты тракта от высокого давления в УН предусмотрен предохранительный клапан избыточного давления 6, который открывается при 60 кПа.

Проверка измерения уровня давления в УН производится манометром через гнездо КОНТРОЛЬ.

Аварийный сигнал «Нет давления» выводится на выход устройства.

Осушка силикагелевых патронов производится в специальном термостатирующем устройстве (осушителе), где температура воздуха поддерживается в пределах 140 °С + 10 °С. Время регенерации – 2-3 часа. Габариты цилиндрической конструкции – диаметр – 120 мм, высота –
200 мм; потребляемая мощность – 150 Вт, масса – 2 кг.


Вопрос 19

Тема: плата контроля рис.3.7.3, Л1:

-назначение;

-технические параметры;

-условия эксплуатации;

-принцип работы;

-временные диаграммы
Назначение:

ПК с входящим в нее модулем индикации (МИ) представляет собой устройство обработки и отображения сигнала.

Плата контроля предназначена для преобразования сигнала «ИЗМЕР» в сигналы цифровой индикации значения мощности для отображения на индикаторе и для формирования сигнала допускового контроля мощности «НОРМА Р».

Схема электрическая функциональная ПК представлена на рисунке 3.7.3.

ПК состоит из аналоговых и цифровых устройств. К аналоговым устройствам относятся: аналоговый ключ (АК), операционный усилитель (ОУ), АЦП, конверторы напряжения. К цифровым устройствам относятся: программируемая логическая схема (ЛС), микроконтроллер (МК), модуль индикации (МИ) и устройство сопряжения с метеолокатором (УС).

Принцип работы:

Входной ВЧ сигнал «ИЗМЕР» со входного разъема поступает на потенциометр для регулировки по амплитуде и далее как огибающая сигнала «ИЗМЕР» на вход АК, где коммутируется с сигналом в режиме «СМК» и усиливается каскадом ОУ.

АЦП осуществляет преобразование амплитуды входного импульсного сигнала в 6-ти разрядный код огибающей сигнала «ИЗМЕР». АЦП запускается импульсами «ЗАП АЦП», вырабатываемыми ЛС. Считывание кода огибающей сигнала «ИЗМЕР» логической схемой происходит по импульсам «СИНХР», поступающим из системы метеолокатора. Точное согласование с синхроимпульсами производится подбором необходимой задержки при настройке платы ПК. ЛС осуществляет обработку, фильтрацию 6-ти разрядного кода огибающей сигнала «ИЗМЕР» и допусковый контроль среднего значения амплитуды ВЧ импульса. Величина допуска выставляется на этапе настройки. Если значение допуска в норме, на МИ горит индикатор НОРМА Р. В результате ЛС формирует текущее значение среднего уровня мощности, которое далее считывается МК. Также в МК поступает и результат допускового контроля НОРМА Р. МК выполняет функцию вывода значения среднего уровня мощности на трехразрядный семисегментный индикатор в плате МИ. Уровень средней отображаемой мощности находится в пределах 0÷300 кВт. По запросам от системы метеолокатора МК выполняет упаковку и передачу данных о среднем значении уровня мощности и сигнала «Норма Р».

Для сопряжения МК с физической линией используется УС, представляющее собой драйвер порта RS-232.

В плате ПК предусмотрена оперативная проверка работоспособности канала измерения мощности. При нажатии кнопки КОНТРОЛЬ из ЛС подаются сигналы «СМК» и «ИМП СМК» на АК и ПК переходит в режим самоконтроля. Индикатор МОЩНОСТЬ на лицевой панели ПК высвечивает тестовое значение мощности 200 кВт.

Технические параметры:

Питание платы ПК осуществляется постоянным напряжением +27 В, которое преобразуется конверторами напряжения в +5 ВА и минус 5 ВА для питания аналоговых элементов и в +5 ВЦ и минус 5 ВЦ для питания цифровых элементов.

Максимальное потребление по +27 В составляет 0,5 А.

Конструкция:

Конструктивно плата ПК имеет габаритные размеры 100 х 220 мм. Все внешние связи выведены на разъем DIN41612, имеющий набор высокочастотных и низкочастотных контактов. На лицевой панели планы ПК размещены светодиоды +27 В, НОРМА Р; отверстия для регулировки переменных резисторов ОГИБ, УСТ0, ИМП.СМК; кнопка КОНТРОЛЬ; контрольные гнезда ОБЩ, ОГИБ,ЗАП.АЦП, СИНХР и плата МИ.

Вопрос 38

Тема: МШУ ПММ-5,4, Л2

-назначение;

-технические параметры;

-принцип работы;

Назначение

Модуль МШУ ПММ-5,4 тГ2.030.336-02 ТУ предназначен для усиления входных сигналов малого уровня и ограничения входных сигналов большого уровня.

Основные технические характеристики:

– коэффициент передачи Кп, дБ, не менее 26 – 28;

– коэффициент шума Кш, дБ, не более 2,0;

– допустимая импульсная мощность на входе при средней мощности 1 Вт, Вт, не более 30;

– ток потребления, мА, не более 150;

– напряжение питания, В 5.
На выходе МШУ установлен направленный ответвитель для ввода сигнала ПС с переходным ослаблением (17 1) дБ.

Общие сведения о малошумящих усилителях

Малошумящие усилители (МШУ) применяются для уменьшения шума и повышения чувствительно­сти радиоприемного устройства. На СВЧ в МШУ применяются СВЧ транзисторы, ЛБВ, туннельные дио­ды, параметрические полупроводниковые диоды, джозефсоновские переходы и квантовые приборы. Наиболее важный параметр усилителя в первом каскаде приемника – уровень собственных шумов.

Наименьший шум из существующих усилителей имеют квантовые парамагнитные усилители (КПУ) – их шумовая темпе­ратура в сантиметровом диапазоне волн  10 К. Однако, в КПУ необ­ходимо охлаждение парамагнитного вещества до температуры жидкого ге­лия (4 К), что требует использования дорогих криогенных установок, огра­ничивающих области применения этого вида усилителей.

В широком диапазоне частот, включая миллиметровые волны, в усилителях могут быть использованы джозефсоновские переходы (УДП), рабо­тающие при гелиевых температурах. Джозефсоновские переходы с малой емкостью (точечные контакты, тонкопленочные мостики) могут ис­пользоваться для параметрического усиления слабых СВЧ сигналов, при­чем накачкой может служить как внешний источник, так и собственная джозефсоновская генерация перехода (автонакачка).

УДП применяют, главным образом, в радиоастрономии, но весьма эффек­тивно использование джозефсоновских переходов в смесителях миллиметрового диапазона. УДП имеют наиболее высокий частотный предел и, обладая шумовой температурой 15... 50 К, по шумам лишь немного уступают КПУ.

Примерно такую же шумовую температуру имеют параметрические по­лупроводниковые усилители (ППУ), если их охладить до температуры жид­кого азота (78 К) или водорода (20 К), что связано с меньшими технически­ми трудностями. Шумовая температура охлаждаемых ППУ порядка 17... 20 К при водородном уровне и 50 К при азотном уровне, что позволяет эффек­тивно их использовать в системах спутниковой связи. Если охладить ППУ до гелиевой температуры, можно получить практически такую же шумовую температуру, как и в КПУ.

Неохлаждаемые ППУ работают без криогенной аппаратуры в широком диапазоне частот (0,3... 50 ГГц) и позволяют получить сравнительно низкие шумовые температуры 30... 300 К (в зависимости от частоты). Эти их до­стоинства определили широкое использование ППУ в радиолокации, спут­никовой связи и некоторых других областях радиотехники.

В последнее время ППУ начинают вытесняться усилителями на полевых (ПТ) и биполярных (БТ) транзисторах. Особенно большое распростра­нение получили в интегральных схемах на СВЧ усилители на полевых тран­зисторах с барьером Шоттки (ПТШ) на основе арсенида галлия. На частотах до 3 ГГц усилители на БТ почти не уступают по параметрам усилителям на ПТ, но с повышением час­тоты преимущество на стороне полевых транзисторов. Особенность ПТШ – преимущественно тепловая природа его шумов, поэтому охлаждение приводит к значительному уменьшению коэффициента шума. Усилители на ПТ, охлаж­денные до водородной температуры, имеют почти такие же шумы, как УДП и охлажденные ППУ, а в схемном и конструктивном отношениях значитель­но проще последних.

Несколько худшими, чем ППУ и усилители на ПТ шумовыми свойствами обладают усилители на туннельных диодах (УТД), которые в трехсантиметровом диа­пазоне имеют шумовую температуру 300 К.

Усилители на туннельных диодах используются, главным образом, в сантиметровом диапазоне, но могут работать в диапа­зоне 0,25 … 20 ГГц.

Более шумящие, но зато широкополосные, ­– усилители на лампах бегущей волны (ЛБВ). В диапазоне от 0,25 до 100 ГГц шумовые температуры усилителей на ЛБВ лежат в пределах от 300 до 3000 К.

Шумовые и усилительные свойства МШУ, в значительной степени, зави­сят от рабочей частоты – рис. 38.1.

КПУ, ППУ и УТД – регенеративные усилители двухпо­люсного типа, у которых одни и те же клеммы являются входными и выход­ными. К резонатору, связанному с отрицательным сопротивлением, посту­пает волна сигнала, происходит регенерация, и отраженная усиленная волна поступает в ту же линию, которая подводит сигнал к резонатору. Такие двухполюсные регенеративные усилители подключаются к антенне и наг­рузке (входу приемника) с помощью циркуляторов, которые обеспечивают стабильность параметров усилителя при изменении импеданса цепей источ­ника и нагрузки, а также предотвращают регенерацию шумов нагрузки.



Рис. 38.1 – Шумовые температуры и коэффициенты шума различных типов МШУ в зависи­мости от частоты:

1 – КПУ; 2 – УДП; 3 – ППУ охл. до 20К; 4 – УПТ охл. до 20К; 5 – ППУ охл. до 78К;

6 – ППУ неохл.; 7– УТД; 8 – УПТ неохл.; 9 – УБТ неохл.; 10 – ЛБВ; 11– смесители на ДБШ

Широкополосный малошумящий усилитель мощности.

Технические характеристики усилителя:

• 
  полоса рабочих частот – 20...10000 МГц;
  
• 
  неравномерность амплитудно-частотной характеристики – ± 1 дБ;
  
• 
  коэффициент усиления – 25 дБ;
  
• 
  коэффициент шума, не более 2,5 дБ;
  
• 
  сопротивление генератора и нагрузки – 50 Ом;
  
• 
  потребляемый ток – 40 мА;
  
• 
  напряжение источника питания – 10 В;
  
• 
  габаритные размеры – 35х20 мм.
  

Широкополосные малошумящие усилители находят применение в различных системах. Одной из основных проблем построения таких усилителей является проблема формирования их амплитудно-частотных характеристик. Ведь для минимизации коэффициента шума усилителя его входной каскад должен быть реализован без применения цепей высокочастотной коррекции. В этом случае задача выравнивания амплитудно-частотной характеристики усилителя усложняется.

На рис. 38.2 приведена принципиальная схема широкополосного малошумящего усилителя, в котором изменена традиционная последовательность включения корректирующих цепей и транзисторов. Схема является модификацией малошумящего усилителя использованного.



Рис. 38.2

На рис. 38.3 приведен чертеж печатной платы, на рис. 38.4 – показано расположение элементов, на рис. 4 – фотография внешнего вида усилителя.



Рис. 38.3 – Чертеж печатной платы



Рис. 38.4 – Расположение элементов



Рис. 38.5 – Фотография внешнего вида усилителя.
Усилитель содержит два каскада усиления на транзисторах VT1 и VT2 и две цепи коррекции первого порядка (элементы С3 и С5).
Входной и выходной каскады усилителя работают в режиме класса А с токами потребления 5 мА и 33 мА соответственно, которые устанавливаются подбором номиналов резисторов R2 и R5.

Печатная плата (рис. 2) размером 35х20 мм изготавливается из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 2...3 мм. Пунктирными линиями на рис. 2 обозначены места металлизации торцов, что может быть сделано с помощью металлической фольги, которая припаивается к нижней и верхней части платы. Металлизация необходима для устранения паразитных резонансов, искажающих форму амплитудно-частотной характеристики.

Настройка усилителя заключается в следующем. Вначале с помощью резисторов R2 и R5 устанавливаются токи покоя транзисторов усилителя. Затем подбором номиналов конденсаторов С3 и С5 выравнивается его амплитудно-частотная характеристика. Вместо транзистора выходного каскада 2Т649А-2 может быть использован транзистор КТ939А. В этом случае потребуется некоторая переработка печатной платы усилителя.

Вопрос 48

Тема: модуль делитель пилот-сигнала Д1ПУ087 структурная схема рис. *** , Л2

-назначение;

-конструкция;

-технические параметры;

--принцип работы;
Назначение:

Модуль Д1ПУ087 ЦИВР.468513.133 предназначен для деления пилотсигнала на четыре выхода в составе шкафа 536ПК01.

Основные технические характеристики:

- диапазон рабочих частот, МГц 5615-5635;

- потери на пропускание, в каждом канале, на любой частоте рабочего диапазона должны быть, дБ, не более 9;

- развязка между каналами должна быть, дБ, не менее 25.

Конструкция:

Модуль выполнен в виде корпуса рамочного типа с двумя крышками и тремя микрополосковой платами с топологическим рисунком. Входные и выходные разъемы СРГ-50-751ФВ. Работа модуля основывается на делении сигнала пополам с каждого входа на два выхода в широком диапазоне частот с помощью трех кольцевых делителей. Структурная схема показана на рисунке 15


Вопрос 53

Тема: транзисторный автогенератор:

-принципиальная схема;

-принцип работы;

-расчет параметров элементов схемы.
Транзисторные автогенераторы чаще всего выполняются по схеме емкостной и реже – индуктивной трехточки. Сравнительный анализ стабильности частоты указанных схем АГ показывает, что лучшими характеристиками обладает схема емкостной трехточки. Преимущества этой схемы особенно проявляются на высоких частотах, где необходимо считаться с инерционными свойствами транзистора ( > 0,3f_s), так как в ней полное фазирование может быть достигнуто за счет взаимной компенсации фазовых углов крутизны   и коэффициента обратной связи   ( + = 0). В этом случае транзистор работает на настроенную нагрузку (cos  = 1) и, следовательно, отдает большую мощность

№ п/п	Обозна- чение	Тип проводи-мости	Основные параметры								Предельные параметры
			fт, МГц	Sгр,А/В	0	Eб0, В	Cк, пФ	rб, Ом	Uк. доп, В	Uэ-б доп, В		Iк. доп, А	Pк. доп, Вт
1	ГТ311	n-p-n	300…800	0,05	50	0,25	3,0	60	12	2,0		0,05	0,15
2	ГТ313	p-n-p	450…1000	0,05	50	0,25	3,75	60	12	0,5		0,03	0,09
3	ГТ330	n-p-n	1000…1500	0,06	75	0,25	2,0	30	13	1,5		0,02	0,05
4	PКТ306	n-p-n	500…650	0,03	50	0,6	3,0	300	15	4,0		0,03	0,2
5	КТ316	n-p-n	600…800	0,03	40	0,6	4,5	100	10	4,0		0,06	0,25
6	КТ324	n-p-n	600…800	0,03	40	0,6	3,75	100	10	4,0		0,02	0,025
7	КТ326	n-p-n	450…900	0,03	60	0,6	4,0	80	15	4,0		0,05	0,25
8	КТ337	p-n-p	500…600	0,05	50	0,6	6,0	60	6	4,0		0,03	0,15

Таблица 1.1

P= 0,5  cos  , а частота генерируемых колебаний практически совпадает с собственной частотой контура, где его фазовая характеристика наиболее крута.

Наибольшее практическое применение получила не классическая схема емкостной трехточки (рис. 1.1, а), а схема Клаппа (рис. 1.1, б), в которой последовательно с контурной индуктивностью включается дополнительный конденсатор С3. Это уменьшает коэффициент включения контура в коллекторную цепь и позволяет использовать контуры с высоким волновым сопротивлением   и высокой добротностью Q.

а б

Рис. 1.1

При расчете контура обычно задаются волновым сопротивлением   = (100...200) Ом и, зная частоту генерируемых колебаний, определяют индуктивность катушки L_к и полную емкость контура C₀. Затем по извест-ной добротности нагруженного контура Q_н = 100...150 можно определить его коэффициент включения p в коллекторную цепь транзистора:

,

где  – расчетное значение коллекторной нагрузки АГ. Значения емкостей контурных конденсаторов определяются из простых выражений

;  ;  ,

где K_о.с– коэффициент обратной связи. При необходимости учитываются влияние входной и выходной емкостей транзистора. Номинальные значения емкостей конденсаторов подбираются по каталогу.

Электрический расчет режима АГ практически совпадает с соответствующим расчетом генератора с внешним возбуждением и будет рассмотрен в приведенном далее примере. Расчет цепей базового питания транзисторного АГ имеет особенности.

При расчете делителя в базовой цепи сопротивления резисторов R1 и R2 выбираются исходя из следующих требований: во-первых, напряжение смещения на базе транзистора должно быть равно полученному в результате расчета режима. Для этого необходимо, чтобы

,

где  – cопротивление делителя;E_и.к– напряжение источника коллекторного питания;I_к0иI_б0– постоянные составляющие коллекторного и базового тока соответственно;E_см– напряжение базового смещения.

Кроме того, для обеспечения высокой добротности колебательной системы сопротивление базового делителя R_д должно быть существенно больше сопротивления X₂ ветви контура между базой и эмиттером, а с точки зрения термостабилизации – не должно превышать (4...6) R_э , т. е.

(20...50)X₂ < R_д <(4...6)R_э.

Выражения (1.6) и (1.7) при известных значениях X₂ и R_э дают возможность выбрать сопротивление R_д, а затем определить сопротивления R₁ и R₂:

R₁ = ;  .

Особое значение при расчете АГ имеет выбор емкости блокиро-вочного конденсатора С_э. Емкость конденсатора С_э должна быть доста-точно велика для обеспечения фильтрации переменной составляющей (R_эC_э > 1 / _г) и, вместе с тем, должна обеспечить устойчивость ста-ционарного режима колебаний АГ, т. е. отсутствие режима прерывистой генерации и самомодуляции. Емкость конденсатора С_э может быть определена при известных R_э [см. выражение (1.3)], Q_н и _г из неравенства

< R_эC_э <  .

Пример расчета транзисторного АГ.

Рассчитать транзисторный АГ при следующих исходных данных: f_г = 10 МГц; U_н = 1 В; С_н = 10 пФ; R_н = 500 Ом; (P_н = 1 мВт), где U_н, C_н, R_н — амплитуда напряжения на нагрузке, емкость и сопротивление нагрузки соответственно.

Расчет режима работы.

1. Выбор транзистора. Оценим активную мощность, отдаваемую транзистором P, задаваясь КПД контура _к = 0,2; P = P_н /_к = 1/0,2 = = 5 мВт. Для обеспечения повышенной стабильности частоты АГ выбираем схему Клаппа и транзистор с f_s > 30 МГц, например, типа ГТ311, основные параметры которого приведены в табл. 1.1.

2. Исходя из соотношений (1.1) и (1.2) зададимся значениями    0,4  = 0,4  50 = 20 мА;  = 90° ( = 0,32;  = 0,5 – коэффициенты разложения импульса тока [1], [2]). Для выбранного режима определим крутизну S₀ и граничную частоту f_s транзистора ГТ311. В соответствии с (1.4):

/(  = 15 20 10  50/(15  20 10 60 + 50) = 0,22 A/B;

f_s=f_т /S₀ r_б= 500 / (0,2260)40 МГц;_s= – arctgf_т/f_s= – arctg 10/40 = = –14°(_s<<90°).

3. Постоянная составляющая I_к0 и первая гармоникаI_к1коллекторного тока:

I_к0 =    = 0,3220 = 6,4 мА;I_к1=    = 0,520 = 10 мА.

4. Амплитуда напряжения на коллекторе

U_к= 2P/ I_к1= 2510  / 10 = 1 В.

5. Напряжение коллекторного питания E_к. Для этого определим остаточное напряжение на коллекторе  в граничном режиме и соответствующий коэффициент  :

=   /S_гр= 2010 /5010 = 0,4 В;

= U_к /E_гр= 1 –  / ( +U_к) = 1 – 0,4 / 1,40,7.

Принимаем:  = 0,3 0,2, что соответствуетE_к=U_к / = 1 / 0,2 = 5 В.

6. Эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки   = U_к / I_к1 = 1 / 10  = 100 Ом.

7. Мощности, подводимая P₀ и рассеиваемая на коллекторе P_к: P₀ = I_к0 | E_к | = 6,4  5 = 32 мВт; P_к = P₀ – P = 32 –5 = 27 мВт < .

8. КПД по коллекторной цепи АГ = P / P₀ = 5/32  0,16 = 16%.

9. Амплитуда напряжения возбуждения на базе

=   = 0,095 В.

10. Напряжение смещения на базе E_см = E_б0 + U_б cos  = 0,25 В.

11. Коэффициент обратной связи К_о.с = U_б / U_к = 0,095 / 1  0,1.

12. Сопротивление R_э = (50...100)/S₀ = (50...100)/0,22  390 Ом.

13. Напряжение источника коллекторного питания

| E_и.к | = E_к + I_к0 R_э = 5 + 6,4  10   390 = 7,5 В <  .

Расчет колебательной системы АГ.

1. Задаваясь добротностью ненагруженного контура Q_x = 200 при

_к = 0,2, находим Q_н = Q_x (1 – _к) = 200 (1 – 0,2) = 160.

2. Эквивалентное сопротивление контура в точках подключения коллекторной цепи     / cos _s = 100 / 0,97  103 Ом.

3. Задаваясь волновым сопротивлением контура  = 150 Ом, определяем его полную емкость С₀ и индуктивность катушки L_к:

C₀= 1 /  = 1 / 210 150 = 10510 Ф = 105 пФ;

L_к=/  = 150 / 210 = 2,410  Гн.

4. Коэффициент включения контура в коллекторную цепь

=  = 0,065.

5. Емкости контурных конденсаторов (см. 1.5):

С₁=С₀/p= 105 / 0,0651600 пФ;C₂=C₁/K_о.с= 1,6 / 0,1 = 16 нФ;

С₃= 1/(1/С₀ –1/C₁–1/C₂) = 1/(1/105 — 1/1600 — 1/16000)110 пФ.

В случае необходимости производится учет емкостей транзистора С_вх, C_вых и нагрузки С_н.

Расчет элементов цепей питания.

1. Сопротивление делителя смещения в цепи базы

(20...50)X₂<R_д <R_э(4...6), гдеХ₂= 1 / C₂= 1/210 1610 1 Ом.

Выбираем R_д = 2 кОм, тогда из соотношения (1.8) находим

R₁= | E_и.к| R_д/( I_к0R_э+|E_см|)= 7,52·2·10 / ( 6,410^–3390 + 0,25)

 5,410³Ом;R₂=R_дR₁/ (R₁–R_д) = 25,4 / (5,4 — 2)3,2 кОм.

2. Емкость конденсатора С_э (см. 1.9):

20 /  R_э <C_э < 2Q_н/  R_э; 20 / 210⁷390 <C_э< 2160 / 210⁷390;

80010^–12<C_э< 1210^–9; выбираемС_э= 6,8 нФ.

3. Индуктивность блокировочного дросселя

L_бл= (10...20)L_к= 152,4 = 36 мкГн.

Для устранения возможных паразитных колебаний на частоте, ниже заданной, целесообразно снизить добротность дросселя L_бл путем включения последовательно с ним дополнительного резистора R_бл = (100...200) Ом, скорректировав при этом напряжение источника коллекторного питания E_и.к.

В случае необходимости получения напряжения U_н < U_к, разбиваем емкость конденсатора С₁ на две C₁ и С₁, которые находим из соотношений С₁ = C₁(U_к / U_н) – C_н ; С₁ = С₁/(1– С₁ / C₁).


ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. 
   ДМРЛ-С. Пояснительная записка. Часть 2. Аппаратура ДМРЛ ЦИВР 462414.002. ПЗ1, 2008
   
2. 
   ДМРЛ-С Руководство по эксплуатации. Часть 2 ЦИВР.462414.002РЭ1
   
3. 
   ДМРЛ-С. Пояснительная записка. Часть 3. Описание варианта ДМРЛ с простым сигналом ЦИВР 462414.002 ПЗ2, 2008
   

Дополнительная
4. Баркан В.Ф., Жданов В.К. Радиоприемные устройства -М, Советское радио, 1978г.

5. Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства-М, Воениздат, 1974г.

6. Буланов Ю.А, Усов С.Н. Усилители и радиоприемные устройства - М, Высшая школа, 1980г.

7. Бобров Н.В. Радиоприемные устройства - М, Энергия, 1976г.

8. Цыпкина А.В. Электронные усилители - М, Радио и связь, 1982г.

9. Сифоров В.И. Радиоприемные устройства - М, Советское радио, 1974г.

10. Головин О.В. Радиоприемные устройства: - М, Высшая школа, 1997г.

11. Уваров Р.В, Хиленко В.И. Радиоприемные устройства дио и связь, 1989г.
12. Хиленко В.И, Малахов Б.М. Радиопередающие устройства : Учебное пособие для техникумов - М: Радио и связь, 1991г.

13. Шумилин М.С, Головин О.В, Севальнев В.П, Шевцов Э.А. Радиопередающие устройства - М: Высшая школа, 1981г.

14. Бетин В.М. Радиопередающие устройства - М: Высшая школа, 1972г.

15. Шумилин М.С. Радиопередающие устройства - М: Высшая школа,1980г.

16.Головин О.В. Радиоприемные устройства: - М, Высшая школа, 1987г.