Генератор промежуточной частоты
Рис.10 Генератор промежуточной частоты
Необходимо обеспечить высокую стабильность генератора. Это достигается путем использования кварцевого резонатора.
1. Выбираем транзистор малой мощности КТ331 с граничной частотой ft =250 МГц. Его паспортные данные: Ск=5 пФ; Сэ =8 пФ; τос =120 пс; uотс=0,6 В; uк доп=15 В; iк доп=20 мА; uб доп=3В; Рдоп=15МВт; Sгр=20 мА/В. Считаем, что средний коэффициент усиления тока В=20.
Граничные частоты: fβ=ft/B=12,5 МГц, fα=ft+fβ=262,5 МГц
Активная часть коллекторной емкости Ска=Ск /2=2,5 пФ и сопротивление потерь в базе rб=τос/Ска=48 Ом.
Из стандартного ряда сопротивлений выбираем Rкор=22 Ом .
2. Расчет электрического режима. Выбираем iк max =0,8 iк доп =16мА; Uк0=0,3 uк доп=4,5 В; Кос=1; θ=60°, тогда α0=0.218; α1=0,391; γ0=0,109; cos θ=0,5.
Рассчитаем основные параметры генератора:
Ik1=α1*ik max=6,3 мА; Ik0= α0*ik max=3,5 мА; Uб1= =0,7 В;
Uк1 = Uб1/Кос=0,7 В, Rk=Uk1/Ik1=110 Ом; P1=0,5Uk1*Ik1=22мВт;
P0=Uk0*Ik0=157,5 мВт; Pрас=P0-P1=135,5 мВт
η=P1/P0=13,9%; Есм=uотс-Uб1*cosϴ=0,25 В; ξ=Uk1/Uk0=0,16;
ξгр= =0,82
Условие ξ<0,5*ξгр выполняется
3.Для стабилизации частоты генерирования используется кварцевый резонатор ZTB465E частотой 465кГц, паспортные характеристики которого:
Lкв = 0,01 Гн; Cкв=0, 4пФ; rкв=50Ом; С0= 25пФ.
Определим значения C1 и С2.
Определим Cсум=С1*С2/(С1+С2) из соотношения wр*Lкв=1/(wр*Cсум)
Ссум=1/(wр2*Lкв)=469 нФ
Из Ссум найдем значение С2, приняв значение С1=910нФ.
С2=967нФ
Определим значения делителя напряжения(источника смещения) R1-R2, а так же значение R3:
Iб=Ik0/β=0,175 мА
Iд=10*Iб=1,75 мА
Для эффективной термостабилизации падение напряжения на Rэ должно быть порядка 3-5В. Возьмём Uэ=5В.
R1=(Еп-Uэ-0,7)/(Iд+Iб)=3,2кОм
R2=(Uэ+0,7)/Iд=3,25кОм
R3=Uэ/Ik0=1428 Ом
Расчет генератора окончен.
Усилитель промежуточной частоты
Рис.11 Усилитель промежуточной частоты
УПЧ выполнен на низкочастотном маломощном биполярном транзисторе Т1А, необходимые характеристики которого:
Ikmax=50мА-максимальный ток коллектора,
Eп=12В-напряжение питания,
β=40,
α=0,975.
В цепи коллектора будет использоваться дроссель, т.к. использование дросселя уменьшит потребляемую мощность транзистора, а также для работы в случае использования дросселя вместо резистора, напряжение питания необходимо меньшее.
Rн=2кОм-входная нагрузка детектора,
Uвых=1В-напряжение на входе детектора
Iвых=1/2*103=0,5мА – выходной ток УПЧ
Ik0= ikmax* α
Iб=Ik0 / β=1,21мА-ток базы,
Iд=10 Iб=12,1мА-ток делителя.
Ток базы и ток делителя необходимо определить для дальнейшего расчета делителя напряжения базы, а также для определения сопротивления в цепи эмиттерной термостабилизации.
Значение напряжения на эмиттере выбирается в пределах (3-5)В, примем значение URэ=5В, тогда:
Rб1=(Еп- URэ-0.7)/( Iб+ Iд)=(12-5-0,7)/(1,21+12,5)*10-3=460Ом
Rб2= URэ+0,7/ Iд =5,7/12,5*103=471Ом
Рассчитаем цепь эмиттерной термостабилизации:
Rэ= URэ/ Ik0=5/48,75*103=102Ом
Значение емкости в цепи термостабилизации выбирается из условия:
С>1/2п*f* Rэ=1/2*3,14*465*103*102=3,35нФ
Выбираем значение С=3,6нФ
Рассчитаем индуктивность дросселя в цепи коллектора по формуле:
Lк=10 Rн/2*п*f (19)
Lк=10*2*103/2*3,14*465*103=6,84мГн
Расчет УПЧ закончен.
Расчет детектора
Рис.12 Схема детектора-сверху, структурная схема микросхемы-снизу
Детектор выполнен на ИМС 235ДА1.
Назначение использованных выводов:
Вывод 1-выход микросхемы,
вывод 4-земля,
вывод 6-питание микросхемы,
вывод 11-выход НЧ колебания.
Постоянная времени модулируемых колебаний зависит от RC-цепи.
Верхняя частота детектирования fгр=3,3кГц, для расчета емкости примем значение R=5,1 кОм, тогда из формулы:
fгр=1/2пRC (20)
выразим емкость:
С=1/2пR fгр=1/6,28*5,1*103*3,3*103=9нФ
Расчет детектора окончен.
3.1.7 Расчет УНЧ
Рис.13 Усилитель нижних частот
Аналогично УПЧ, УНЧ выполнен на низкочастотном маломощном биполярном транзисторе Т1А, необходимые характеристики которого:
Ikmax=50мА-максимальный ток коллектора,
Eп=12В-напряжение питания,
β=40,
α=0,975.
В цепи коллектора будет использоваться дроссель, т.к. использование дросселя уменьшит потребляемую мощность транзистора, а также для работы в случае использования дросселя вместо резистора, напряжение питания необходимо меньшее.
Rн=12Ом-вхсопротивление нагрузки,
Uн=0,86мВ-напряжение на нагрузке согласно,
Iвых=0,86*10-3/12=0,071мА – выходной ток УПЧ,
Ik0= ikmax* α
Iб=Ik0 / β=1,21мА-ток базы,
Iд=10 Iб=12,1мА-ток делителя.
Ток базы и ток делителя необходимо определить для дальнейшего расчета делителя напряжения базы, а также для определения сопротивления в цепи эмиттерной термостабилизации.
Значение напряжения на эмиттере выбирается в пределах (3-5)В, примем значение URэ=3В, тогда:
Rб1=(Еп- URэ-0.7)/( Iб+ Iд)=(12-3-0,7)/(1,21+12,5)*10-3=605Ом
Rб2= URэ+0,7/ Iд =3,7/12,5*103=296Ом
Рассчитаем цепь эмиттерной термостабилизации:
Rэ= URэ/ Ik0=3/48,75*103=61Ом
Значение емкости в цепи термостабилизации выбирается из условия:
С>1/2п*f* Rэ=1/2*3,14*3,3*103*61=78,8мкФ
Выбираем значение С=82мкФ
Рассчитаем индуктивность дросселя в цепи коллектора по формуле(19):
Lк=10*12/2*3,14*300 =63мГн
Расчет УНЧ закончен.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|