Смеситель УКВ-радиовещательного приемника

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование



оров с двумя затворами, электронных ламп с двумя управляющими сетками).

Смеситель на биполярном транзисторе

Смеситель на полевом транзисторе

Балансный смеситель на диодах

Рисунок 3.3 - Балансный смеситель на диодах

Балансные диодные мосты просты, надежны и не требуют источников питания. Однако, они ослабляют преобразованный сигнал. Коэффициент передачи диодных мостов лежит в пределах 0.2-0.3. При полной симметрии схемы шумы гетеродина практически не попадают на выход балансного смесителя.

Кольцевой смеситель на диодах

Кольцевой смеситель представляет собой два балансных смесителя, у которых зажимы включены параллельно и противофазно. В кольцевом смесителе на контуре промежуточной частоты отсутствуют сигналы несущей частоты fc и частоты гетеродина fr. Недостаток - сложность симметрирования схемы.

Обоснование выбора схемы смесителя

В данной работе предлагается разработать смеситель для УКВ диапазона (30 МГц - 55 МГц), обеспечивающие низкие уровни шумов и искажений. Промежуточная частота составляет 15 МГц. Поэтому для его реализации выберем на биполярном транзисторе.

3.4 Расчет параметров элементов контура L, С, R для схемы смесителя

Электрический расчет параметров

LC контур смесителя должен быть рассчитан на резонансную частоту 15 МГц. Полоса пропускания должна равняться 200 кГц.

С2=7,5пФ;

R6=10 Ом;

L1=15 мкГн

3.5 Определение АЧХ смесителя с применением функции АС Analysis

Раздельно рассчитываются АЧХ и ФЧХ.

При анализе вначале линеаризированные малосигнальные модели всех нелинейных элементов. Затем составляются комплексные матрицы, содержащие вещественные и мнимые части. При формировании матриц все источники постоянного тока в схеме обнуляются, а источники переменного тока, емкости и индуктивности заменяются их частотными моделями. Нелинейные компоненты представляются их линеаризированными малосигнальными моделями. Все внешние источники представляются в виде источников сигналов синусоидальной формы, конкретные значения частоты не учитываются. Например, если к схеме подключен функциональный генератор в режиме сигналов прямоугольной или треугольной формы, при анализе он автоматически будет переключен в режим генерации синусоидального сигнала.

Область применения:

Исследование аналоговых устройств в режимах малого сигнала. Цифровые компоненты представляются как большие сопротивления по отношению к точкам заземления.

Рисунок 3.7 - АЧХ смесителя

3.6 Определение оптимальной величины напряжения источника питания Е с применением функции Parameter Sweep

С помощью данной процедуры можно оперативно провести анализы исследуемой схемы по постоянному току (DC Operating Point Analysis), переменному току (AC Analysis) и временной анализ (Transient Analysis) в зависимости от параметра компонента схемы или его модели. Перед проведением анализов для выбранного компонента должны быть установлены начальное и конечное значения и шаг изменения параметра.

Количество варьируемых параметров зависит от вида компонента. Для активных компонентов, таких как, операционные усилители, транзисторы, диоды и др. имеется значительно больше возможностей изменения их внешних и внутренних (модельных) параметров, чем для пассивных компонентов. Например, для катушек индуктивности можно варьировать только величину индуктивности, в то время как для диода установлено около 25 параметров, подлежащих варьированию (обратный ток, омическое сопротивление, напряжение пробоя и др.).

Проведено исследование влияния напряжения питания на АЧХ смесителя, выявлено что АЧХ оптимальна при Е=11 В, так как при меньшем напряжении АЧХ смещается в область нижних частот, а с увеличением резко возрастает.

3.7 Определение режимов элементов схемы по постоянному току с применением функции DC Operating Point

С помощью данного анализа определяются величины напряжения постоянного тока в узлах схемы. При этом все источники переменного тока обнуляются, и устанавливается равновесное состояние, при котором все емкости схемы разомкнуты, а индуктивности закорочены.

Таблица 3.1: Результаты анализа схемы с помощью функции "DC Operating Point"

3.8 Расчет передаточных характеристик смесителя с применением функции Transfer Function

Данная функция анализа рассчитывает малосигнальные параметры передачи по постоянному току между входным источником и двумя выходными узлами (для напряжения) или одним варьируемым выходом (для тока). Одновременно определяются входное и выходное сопротивления.

Все нелинейные компоненты схемы представляются их линеаризированными моделями по постоянному току, а затем проводится малосигнальный анализ.

В качестве выходного узла может быть выбран любой узел схемы, в то время как к входному узлу должен быть подключен независимый источник.

Коэффициент передачи в данном анализе рассчитывается как производная напряжения постоянного тока на выходном узле к входному:

Входное и выходное сопротивления являются также соответствующими производными. Например, для расчета входного сопротивления применяется формула:

Таблица 3.2-Результаты расчета передаточных характеристик анализатора с помощью функции &