Расчет полосно-пропускающего фильтра
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ППС или Апрд2 для ЗПС.
2. Разработка функциональной схемы синтезатора частот
.1 Основные параметры
Устройство синтеза сетки частот входит в состав УАИФС. Устройство предназначено для формирования сигнала с одной из дискретных частот из диапазона 8.2512 ГГц.
Основные технические характеристики устройства:
Количество синтезируемых частот 16
Шаг перестройки 250 МГц
Выходная мощность 10.5 мВт
Напряжение питания +5В
Ток потребления не более 1.85 А
.2 Принцип работы
Генераторы опорной частоты (ГОЧ) состоят из генератора на диэлектрическом резонаторе с буферным каскадом усиления и делителя мощности, предназначенного для разветвления сигнала на оба переключателя. Рабочие частоты генераторов выбираем 9,5ГГц, 9,75ГГц, 10,5ГГц, 10,75ГГц. Ток потребления 80 мА при напряжении +12 В. Переключателями управляет ЦП. ЦП задает диапазон, в котором находится обрабатываемый сигнал - эту информацию он получает от МИЧа. Обработав данную информацию, он даёт управляющий сигнал на переключатели, с тем, чтобы они пропускали сигналы с нужных генераторов и блокировали сигналы со всех остальных.
Далее сигналы с переключателей поступают на преобразователь частоты, который формирует 16 частот в диапазоне 8.25-12 ГГц с шагом 250 МГц. Структурная схема устройства приведена в приложении А.
2.3 Описание и назначение преобразователя частоты и его составных
частей
Далее сигналы с переключателей поступают на преобразователь частоты. Структурная схема устройства приведена в приложении Б.
Сигнал с одного переключателя поступает на умножитель устройства. Далее полученный сигнал фильтруется с помощью ППФ, усиливается и поступает на смеситель, где смешивается с сигналом, поступающим от генератора на диэлектрическом резонаторе. После смешивания сигнал имеет частоту . Далее сигнал поступает с помощью переключателя на один из двух ППФ фильтров. Сигнал со второго переключателя поступает на смеситель преобразователя частоты, где смешивается с сигналом и фильтруется ППФ. Таким образом на выходной смеситель поступают два сигнала и . Т.е. на выходе конвертора получаем:
Произведём расчет возможных частот, которые можно получить с помощью данного синтезатора:
Таким образом, на выходе синтезатора может быть сформирован сигнал с одной из дискретных частот диапазона 8.2512 ГГц с шагом 250МГц.
3. Расчет схемы управления переключателем СП4х1
Согласованный переключатель СП4х1 является быстродействующим СВЧ-устройством. Формирование управляющих сигналов осуществляет плата управления СПДР.
Рисунок 3.1 Согласованный переключатель СП4х1, схема электрическая принципиальная.
Принцип работы заключается в следующем: с платы ППУС-Н на плату управления переключением через входной разъем поступают напряжения питания и управляющий сигнал. В плате управления переключением располагаются пять логических схемы исключающие или SN74AHCT86D (TexasInstruments). Логика работы этих схем поясняется следующей таблицей 3.1.
Микросхема SN74AHCT86D (TexasInstruments) выбрана для обеспечения согласования по быстродействию и уровням сигналов с быстродействующими процессорами. Отечественных аналогов в настоящее время не существует. Данный вид микросхемы рекомендован к разработке внутренним перечнем электрорадиоизделий иностранного производства на предприятии.
Таблица 3.1.
Вход АВход ВВыходLLLLHHHLHHHL
Здесь L - низкий логический уровень сигнала, H - высокий логический уровень сигнала. Пороговый уровень составляет 3В.
По электрической принципиальной схеме видно, что на микросхему DD1.1 на вход 1 подается постоянное напряжение от импульсного источника питания +5В, то есть сигнал высокого уровня, а на вход 2 поступает управляющий сигнал с платы ППУС-Н, который может быть как высокого, так и низкого уровня. В микросхеме DD1.2 вход 5 заземлен, что равносильно низкому уровню, а на вход 4 так же поступает управляющий сигнал с ППУС-Н. В микросхеме DD1.3 на вход 9 подается постоянное напряжение от импульсного источника питания +5В, а на вход 10 поступает второй управляющий сигнал с платы ППУС-Н, который может быть как высокого, так и низкого уровня. В микросхеме DD1.4 вход 13 заземлен, что равносильно низкому уровню, а на вход 12 так же поступает второй управляющий сигнал с платы ППУС-Н.
Предположим, что поступили управляющие сигналы низкого уровня, таким образом, согласно таблице 1 на выходе DD1.1 и DD1.3 будут высокие уровни, за счет чего откроются транзисторы VT1 и VT3 и схема управления подаст сигналы на микросхемы DA1, DA2 и DA3, которые откроют соответствующий канал для приема СВЧ-сигнала от опорных генераторов ОГ2 и ОГ2-1. Если же с ППУС-Н поступят управляющие сигналы высокого уровня, то транзисторы VT1 и VT3 будут закрыты, а VT2 и VT4 - открыты и переключатель перейдет на прием сигнала с другого опорного генератора.
Рассмотрим цепь:
Рисунок 3.2 - Схема заряда емкости
Составим дифференциальное уравнение протекающих процессов. Запишем первый закон Кирхгофа:
(t)= i2(t)+ i3(t).
Здесь токи определяются как
i1(t)=(t)=(t)=
Таким образом:
Проведя преобразование, имеем
Данное дифференциальное уравнение является неоднородным. Приведем его к однородному:
Анализируя