Преобразование сигналов в радиотехнических цепях
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
Преобразование сигналов в радиотехнических цепях
1. Рассчитать схему частотного дробного детектора по исходным данным: рабочая частота, максимальное отклонение частоты, верхняя частота модуляции, напряжение на входе последнего каскада УПЧ. В последнем каскаде УПЧ используется транзистор 2П303А, имеющий параметры S=4,4 мА/В, Свых=2 пФ
Исходные данные:
f=8,3 МГц
?fmax=83 кГц
Fв=9 кГц
Uвх=0.16 В
Тип диода - КД522А
?=0,5
Расчет:
В задаче требуется определить: тип вакуумного или полупроводникового диода; добротность контуров фильтра Q1 и Q2; емкости контурных конденсаторов фильтра Ск1 и Ск2; индуктивность контуров L1= L2=L; индуктивность катушки связи L3; сопротивления элементов схемы R1, R2, R3, R4, R5, R6; емкости конденсаторов С1, С2, С3, С4, C5; выходное напряжение детектора Uвых.д; избирательность фильтра дробного детектора ?чд.
Порядок расчета:
1. Определить электрические характеристики диодов.
2. Задаться формой частотной характеристики детектора путем выбора значения параметра связи между контурами ?.
В дробном частотном детекторе значение ? влияет не только на линейность рабочей части характеристики, но и на ослабление амплитудных изменений сигнала. Наилучшие условия подавления амплитудных изменений сигнала получаются, как установлено экспериментально, при ? ? 0,5.
Линейная часть характеристики при любом значении ? ограничивается значением обобщенной расстройки х ? ?.
Тогда выражение
при ?f=?fmax приобретает следующий вид: ; откуда находится усредненное значение добротностей контуров
При этом
. Определить емкости и индуктивности контуров фильтра.
Для определения емкости контуров фильтра задаемся емкостью первого контура Ск1, емкость берется в пределах 15-30 пФ. В моем случае Ск1 =22пФ.
Находим эквивалентную емкость первого контура
Сэ1=Ск1+Свых+См1=22+2+7=31 пФ
Здесь:
Свых1 - выходная емкость последнего каскада УПЧ (ограничителя);
См1 - емкость монтажа, которую можно взять порядка 5-10 пФ; В моем случае См1=7пФ. Для того чтобы параметры обоих контуров были одинаковыми, принимаем Сэ1=Сэ2=Сэ
Тогда емкость конденсатора второго контура
Ск2=Сэ-См1=31-7=24 пФ
Определяем индуктивность катушек контура фильтра
. Определить добротности контуров фильтра.
Учитывая, что второй контур подвергается значительному шунтированию со стороны входов диодных детекторов, полагаем эквивалентную добротность второго контура
Собственную добротность первого контура можно принять равной его эквивалентной добротности Q1=Qэ2.
Собственная добротность второго контура в целях обеспечения эффективного подавления амплитудных изменений сигнала должна превышать его эквивалентную добротность примерно в 4 раза. Практически при рабочих частотах до 4 МГц величина Q2 находится в пределах 50-70 и при частотах до 10 МГц - в пределах 75-120.
Q1=Qэ2=20;
Q2=4Qэ2=420=80
. Определить выходное напряжение частотного детектора для любых значений отклонения частоты ?f.
Коэффициент передачи диодного детектора
Кд = соs? ?1.
Рисунок 1.1 - График для определения функции ?(х)
Функция ?(х), изображенная на графике на рисунке 1.1, при значениях х?? = 0,5 имеет линейный характер и для данного частного случая ?(х)?0,3х.
Используя выражения (1) и (2), получим
В результате выражение (11) упрощается и принимает вид
В
Здесь
6. Определяем индуктивность катушки связи
мкГн
. Определяем избирательность последнего каскада УПЧ по формуле
Здесь
Расстройка относительно соседней станции
8. Определить сопротивления элементов схемы R1, R2, R3, R4, R5, R6.
Выполнение условия, что собственная добротность второго контура в целях обеспечения эффективного подавления амплитудных изменений сигнала должна превышать его эквивалентную добротность примерно в 4 раза, достигается при определенных значениях входных сопротивлений диодных детекторов, которые, как известно, определяются сопротивлениями нагрузок плеч R1=R11.
Значение этих сопротивлений при использовании вакуумных диодов находится из выражения
Сопротивления плеч состоят из двух сопротивлений:
В практических схемах сопротивления R3=R4 используются для поддержания постоянства выходного напряжения и берутся переменными - порядка 35 кOм.
Тогда R3=R4=4 кОм
R1 = R2 = RI - R3=32,9-4=28,9 кОм.
где Rc=1-2 МОм, а R3 выражена в кОм
Сопротивление R6 выбирается в пределах 3050 кOм. Возьмем R6=40 кОм.
. Определить емкости конденсаторов Cl, C2, С3, С4, С5. Емкости С1, С2 и С4 выбираются порядка 300 пФ. Емкость С3 рассчитывается так, чтобы постоянная времени цепи (R1 + R2) С3, предназначенной для подавления амплитудных изменений сигнала, составила 0,1-0,2 сек. Тогда
С5 рассчитывается так
При расчете добротности второго контура, в целях обеспечения эффективного подавления амплитудных изменений сигнала, должна превышать его эквивалентную добротность примерно в 4 раза.
В частотном детекторе для преобразования ЧМ-колебания в ФЧМ-колебание используется колебательный контур, в котором отклонения частоты преобразуется в изменения фазового сдвига.
. Выбрать средства обеспечения избирательн