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 &