Расчет преобразователя частоты (ПЧ)

 

В последнее время все большее распространение получают преобразователи частоты на полевых транзисторах благодаря некоторым преимуществам перед биполярными транзисторами: более высокое входное и выходное сопротивление, более низкий коэффициент шума, меньше различных нелинейных явлений и искажений приемника и т.д. Преобразователи частоты на полевых транзисторах наиболее часто строятся по схеме с общим истоком для сигнала, т.е. с подачей напряжения сигнала на затвор, а напряжения гетеродина на исток полевого транзистора.

Рис. 6. Схема преобразователя частоты на полевом транзисторе

Расчет преобразователя частоты сводится:

- к выбору рабочей точки, т.е. к выбору режима транзистора смесителя по постоянному

току,

- к определению коэффициента усиления преобразователя,

- к выбору и расчету элементов связи преобразователя частоты с входными и выходными

цепями;

- к определению амплитуды напряжения гетеродина, подводимого к смесителю.

 

Рекомендуемыми типами полевых транзисторов для применения в курсовой работе являются КП305, 2П303, КП306, КП307, КП350, 2П350 и др.

 

Справочные данные по транзистору КП305Д:[4]

 

Сзи	Сзс	Сси	Rзи	Rзс	Rси	Rи	Uзи.отс	S
5 пФ	0,8 пФ	6 пФ	1010 Ом	50 Ом	105 Ом	50 Ом	3 В	12 мА/В

 

Рассчитаем параметры транзистора:

 Ф

 ;  Ф

 Ф

Расчет преобразователя частоты целесообразно начать с выбора рабочей точки транзистора смесителя (найдено из проходной характеристики): I_р.т. = 3 мА.

При этом напряжение смещения, определяющее рабочую точку, можно принять равным . Учитывая, что преобразователи частоты работают при малых уровнях сигнала ( ), можно считать, что амплитуду напряжения гетеродина надо выбирать такой величины, чтобы она не превышала напряжения смещения, т.е.  В.

Рассчитаем оставшиеся элементы схемы.

Примем R₁ = 250 кОм, R₃ = 450 кОм, R₂ рассчитаем как       Ом.

Рассчитаем емкости C₁ и C₂:

,

Коэффициент усиления: .[5]

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте разработана и обоснована структурная схема; спроектированы и рассчитаны элементы принципиальной схемы радиовещательного приемника частотно-модулированных сигналов диапазона СВ.

Подробный расчет производился частично в соответствии с вариантом. Спроектированная схема приемника удовлетворяет требованиям, приведенным в задании. Подробный расчет коснулся входной цепи (ВЦ), усилителя радиочастоты (УРЧ), а также преобразователя частоты (ПЧ).

Входная цепь для диапазона АМ сигнала представляет собой схему входного контура с магнитной антенной и трансформаторной связью с первым усилительным прибором; рассчитаны параметры схемы: индуктивность входного контура , индуктивность контурной катушки, где использован ферритовый стержень марки 400НН, величину собственной конструктивной добротности антенной катушки и контура, резонансный коэффициент передачи входной одноконтурной цепи с ферритовой антенной.

Усилитель радиочастоты рассчитан с помощью схемы резонансного УРЧ с электронной перестройкой (с общим эмиттером), так как она обеспечивает наибольшее усиление полезного сигнала. Взяв параметры используемого биполярного транзистора - КТ-306A, рассчитаны коэффициенты включения и элементы связи транзистора с контуром, коэффициент усиления; проверена схема на устойчивость(сравнение резонансного коэффициента усиления с устойчивым коэффициентом усиления).

Расчет преобразователя частоты проводился с помощью схемы на полевом транзисторе (используемый полевой транзистор-2П303); в результате выбрана рабочая точка (т.е. выбран режим транзистора смесителя по постоянному току), определён коэффициент усиления преобразователя, выбран и рассчитан элемент связи преобразователя частоты с входными и выходными цепями, определена амплитуда напряжения гетеродина, подводимого к смесителю.

Список литературы

 

1. Устройства преобразования и обработки информации в системах подвижной связи. Задания на курсовой проект и методические указания по выполнению для студентов очной формы обучения. – 2009.

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

3. Горшелев В.Д. и др. Основы проектирования радиоприемников. - Л.: Энергия, 1977.

4. Калихман С.Г., Левин Я.М. Радиоприемники на полупроводниковых приборах. Теория и расчет. - М.: Связь, 1979.

5. Калихман С.Г., Шехтмая Б.И. Цифровая схемотехника в радиовещательных приемниках. - М.: Радио и связь, 1988.

6. Кононович Л.М. Современный радиовещательный приемник. - М.: Радио и связь, 1986.

7. Проектирование радиоприемных устройств / Под ред. А.П. Сиверcа. - М.: Советское радио, 1976.

8. Радиоприемные устройства / Под ред. Л.Г. Барулина. - М.: Радио и связь, 1984.

9. Головин О.В. Радиоприемные устройства. – М.: Высшая школа, 1997.

10. Бобров Н. В. Расчет радиоприемников. – М., Радио и связь, 1981 – с. 120

11. Резисторы. Справочник. Под ред. И.И. Четвертакова и В.М. Терехова. – М.: Радио и связь, 1991.

12. Конденсаторы. Справочник. Под ред. И.И. Четвертакова и М.Н. Дьяконова. – М.: Радио и связь, 1993.

 

 

[1] http://www.radiosait.ru/page_499.html, Афанасьев Г.Ф. Курсовое проектирование каскадов главного тракта приёма радиосигналов: Учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ, 2006.

[2] Сиверс А.П. Проектирование радиоприемных устройств. Учебное пособие для вузов. - М., "Сов. радио", 1976. - с.193

[3] http://cxem.net/sprav/sprav62-4.php

[4] http://cxem.net/sprav/sprav62-4.php

[5] Бобров Н. В. Расчет радиоприемников. – М., Радио и связь, 1981 с.120