WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |

«УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ ЛЭТИ 2011 МИНОБРНАУКИ РОССИИ –––––––––––––––––––– Санкт-Петербургский государственный ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

–––––––––––––––––––––––––––––

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет "ЛЭТИ"

УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ

РАДИОСИГНАЛОВ

Санкт-Петербург

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

2011

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

–––––––––––––––––––– Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ

РАДИОСИГНАЛОВ

Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" УДК 621.396 (075) ББК 32. 848 Я У Устройства генерирования и формирования радиосигналов: Учеб.

У82 пособие / А. В. Митрофанов, В. В. Полевой, В. Г. Сафин, А. А. Соловьев; Под общ. ред. А. А. Соловьева. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2011. 84 с.

ISBN 978-5- Содержит технические требования, необходимые расчетные соотношения и методики расчета и проектирования основных каскадов транзисторных широкодиапазонных радиопередатчиков: автогенераторов гармонических колебаний, цифровых синтезаторов частоты и широкополосных транзисторных усилителей.

Предназначено для подготовки бакалавров и магистров по направлению "Радиотехника" при выполнении курсового и дипломного проектирования, а также может быть полезно инженерно-техническим работникам этой области знаний.

УДК 621.396 (075) ББК 32. 848 Я Рецензенты: кафедра радиоэлектронных средств защиты информации СПбГПУ; канд. техн. наук, доц. Л. С. Дмитриев (ВКА им.

А. Ф. Можайского).

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия ©СПбГЭТУ "ЛЭТИ", ISBN 978-5-

1. ТРАНЗИСТОРНЫЕ АВТОГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

1.1. Выбор транзистора и режима его работы в автогенераторе Автогенераторы (АГ) находят широкое применение в радиолокационной и радионавигационной аппаратуре, в устройствах вычислительной техники, систем связи, радиовещания и телевидения, в измерительных приборах и т. д.

Одним из основных требований, предъявляемых к АГ, является обеспечение высокой стабильности частоты генерируемых колебаний, определяющей точность и разрешающую способность радиолокационных и радионавигационных систем, погрешность измерений в устройствах измерительной техники, качественные характеристики и надежность систем связи, радиовещания и телевидения.

Стабильность частоты АГ определяется параметрами используемого в нем транзистора, добротностью и эталонностью колебательной системы и выбранным режимом работы. При этом основными причинами изменения генерируемой частоты f г при изменении режима работы транзистора являются изменения его емкостей и фазового угла средней крутизны s. Кроме того, чем больше значение s, тем сильнее оказывается воздействие дестабилизирующих факторов на частоту f г [1], [2]. Поэтому в автогенераторах, как правило, используются транзисторы, у которых на частоте генерации еще не проявляются инерционные свойства. Для этого достаточно, чтобы f г (0,1...0,3) f s, где f s – граничная частота транзистора по крутизне. В противном случае необходимо учитывать комплексный характер крутизны S и других проводимостей транзистора:

S S ; s = arctg / s ; S = Y21 = S = ;

1 + j / s 1 + ( / s ) Yвх = gвх + jг Cвх ; Yвых jг Cвых, где г = 2f г ; s = 2f s = 2f т (Srб ) ; Cвх и Cвых – соответственно входная и выходная емкости транзистора; g вх – входная резистивная проводимость;

S 0 – значение S на низких частотах; f т – предельная частота усиления по току в схеме с общим эмиттером; rб = (2...4) к Cк – сопротивление материала базы; к – постоянная времени цепи обратной связи; Cк – емкость база – коллектор. Кроме того, высокая стабильность частоты может быть достигнута лишь при такой выходной мощности АГ, которая не превышает единиц милливатт.

С учетом изложенного, для построения АГ с f г до 10 МГц целесообразно использовать маломощные высокочастотные транзисторы типа ГТ308 – ГТ311, ГТ313, КТ306, КТ312, КТ313, КТ316, КТ322, КТ324, КТ331, КТ357, КТ358 и аналогичные им (табл. 1.1).

В автогенераторах повышенной стабильности транзистор должен работать в облегченном режиме. Поэтому значения напряжения источника коллекторного питания и амплитуды импульса коллекторного тока следует выбирать из условия где uк. доп и iк. доп – допустимые по паспортным данным значения напряжения коллекторного питания и импульса тока.

При выборе iкm необходимо учитывать, что значительное снижение его ( iкm (2...3) мА) приводит к сильной зависимости параметров транзистора (таких, как f s и s ) от температуры. При увеличении коллекторного тока наблюдается сначала рост модуля крутизны S, однако пропорционально увеличиваются постоянная времени входной цепи s = 1 s и, соответственно, фазовый угол крутизны s = arctg( s ). Следовательно, для выполнения условия баланса фаз в АГ необходимо расстраивать контур относительно резонансной частоты f 0, т. е. работать на участке его фазовой характеристики с меньшей крутизной, что снижает стабильность частоты генерируемых колебаний. При достижении током коллектора значений, близких к предельным, рост крутизны S практически прекращается, а у некоторых типов транзисторов наблюдается ее снижение. Поэтому и при очень малых, и при значительных токах коллектора наблюдается снижение стабильности частоты АГ. Для рекомендованных транзисторов выбирают iкm = (5...20 ) мА.



Режим работы транзистора в АГ обычно выбирается резко недонапряженным с коэффициентом использования коллекторного напряжения = (0,2...0,4 ) гр (здесь гр – значение в граничном режиме). Это объясняется тем, что при работе в перенапряженном режиме наблюдается сильное влияние питающих напряжений на частоту генерируемых колебаний за счет возрастания первой гармоники базового тока и появления дополнительного угла сдвига фазы средней крутизны s, обусловленного воздействием гармоник коллекторного тока. Кроме того, из-за модуляции нелинейной емкости Cк переход в перенапряженный режим увеличивает выходную проводимость транзистора, снижающую добротность и эталонность колебательной системы.

Коэффициент полезного действия АГ высокой стабильности оказывается достаточно низким ( = 0,1...0,2 ); и большая часть мощности, потребляемой от источника коллекторного питания, рассеивается на коллекторе транзистора.

При низком КПД контура ( к = 0,1...0,3 ) мощность, развиваемая АГ в нагрузке P~ н, невелика и связана с мощностью, рассеиваемой коллектором Pк, приближенным соотношением где Pк.доп – допустимая мощность, рассеиваемая коллектором.

Обо- Тип В связи с этим нагрузка к АГ, как правило, подключается не непосредственно, а через буферный каскад с высоким входным сопротивлением, в качестве которого широко используется эмиттерный повторитель.

Уменьшать Eк, по сравнению с рекомендованным в (1.1), с целью повышения КПД нецелесообразно, так как при этом даже в недонапряженном режиме возрастают выходные емкость и проводимость и, следовательно, возрастает нестабильность частоты генерируемых колебаний.

С целью обеспечения высокой стабильности амплитуды колебаний угол отсечки коллекторного тока в стационарном режиме выбирается из условия [1], [2]: 80o 100o, а мягкий режим самовозбуждения при 90o создается за счет использования автоматического смещения. Наиболее часто применяется комбинированная схема автосмещения из делителя в цепи базы транзистора и резистора Rэ в эмиттерной цепи. В этом случае также снижается чувствительность параметров транзистора, а значит, и f г к изменению температуры окружающей среды и к изменению напряжения источника коллекторного питания. Опыт проектирования транзисторных АГ показывает, что существует оптимальное значение Rэ = Rэ opt, обеспечивающее максимальную стабильность частоты [1]. Ориентировочное значение Rэ opt может быть определено как При расчете транзисторных АГ используют кусочно-линейную аппроксимацию характеристик транзистора. При этом достаточная для инженерных расчетов точность обеспечивается только в том случае, если заранее известна амплитуда импульса коллекторного тока и аппроксимируется лишь рабочий участок характеристики. В тех случаях, когда в справочных материалах отсутствуют статические характеристики транзистора, при малых токах коллектора можно воспользоваться приближенным аналитическим выражением для определения крутизны [1] где 0 – низкочастотное значение коэффициента усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером.

Основные параметры некоторых маломощных транзисторов приведены в табл. 1.1, где приняты следующие обозначения: Sгр – крутизна линии граничного режима; Eб0 – напряжение запирания; u эб.доп – допустимое напряжение между эмиттером и базой транзистора.

Иногда основным требованием, предъявляемым к АГ, является обеспечение значительной мощности в нагрузке при высоких энергетических показателях автогенератора. Стабильность частоты при этом является либо второстепенным фактором, либо обеспечивается с помощью систем автоматической подстройки частоты. В последнем случае АГ должен допускать возможность управления частотой генерируемых колебаний, например с помощью варикапов. Кроме того, широкое применение находят АГ, частота которых f г должна изменяться в достаточно широких пределах при относительно невысоких требованиях к ее стабильности. Последнее относится, например, к автогенераторам, используемым в качестве гетеродинов радиовещательных приемников, или к управляемым генераторам в синтезаторах частоты. Во всех этих случаях при выборе режима работы транзистора целесообразно значение импульса коллекторного тока увеличить по сравнению с (1.1) до (0,5...0,7 ) iк.доп и повысить до (0,6...0,7 ) гр.

1.2. Основы расчета транзисторного автогенератора Транзисторные автогенераторы чаще всего выполняются по схеме емкостной и реже – индуктивной трехточки. Сравнительный анализ стабильности частоты указанных схем АГ показывает, что лучшими характеристиками обладает схема емкостной трехточки. Преимущества этой схемы особенно проявляются на высоких частотах, где необходимо считаться с инерционными свойствами транзистора ( f г 0,3 f s ), так как в ней полное фазирование может быть достигнуто за счет взаимной компенсации фазовых углов крутизны s и коэффициента обратной связи к ( к + s = 0 ). В этом случае транзистор работает на настроенную нагрузку ( cos э = 1 ) и, следовательно, отдает большую мощность P~ = 0,5U к I к1 cos 1, а частота генерируемых колебаний практически совпадает с собственной частотой контура, где его фазовая характеристика наиболее крута.

Наибольшее практическое применение получила не классическая схема емкостной трехточки (рис. 1.1, а), а схема Клаппа (рис. 1.1, б), в которой последовательно с контурной индуктивностью включается дополнительный конденсатор C3. Это уменьшает коэффициент включения контура в коллекторную цепь и позволяет использовать контуры с высоким волновым сопротивлением и высокой добротностью Q.

При расчете контура обычно задаются волновым сопротивлением = 100...200 Ом и, зная частоту генерируемых колебаний, определяют индуктивность катушки Lк и полную емкость контура Cк. Затем по известной добротности нагруженного контура Qн = 100...150 можно определить его коэффициент включения p в коллекторную цепь транзистора:

где Rэк – расчетное значение коллекторной нагрузки АГ. Значения емкостей контурных конденсаторов определяются из простых выражений где K о.с – коэффициент обратной связи. При необходимости учитывается влияние входной и выходной емкостей транзистора. Номинальные значения емкостей конденсаторов подбираются по каталогу.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
 

Похожие работы:

«Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО АЛГЕБРЕ И ГЕОМЕТРИИ Методические указания Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ “ЛЭТИ” 2007 Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО АЛГЕБРЕ И ГЕОМЕТРИИ Санкт-Петербург 2007 УДК 512 Методы решения задач по алгебре и геометрии: Методические указания / Сост.: Ю. В....»

«З.М. СЕЛИВАНОВА, Ю.Л. МУРОМЦЕВ ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет З.М. СЕЛИВАНОВА, Ю.Л. МУРОМЦЕВ ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного пособия для студентов 2, 3 курсов дневного и заочного отделений, экстерната и...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ Методические указания к изучению дисциплины Электротехника и электроника УФА 2009 1 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет Кафедра теоретических...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ И ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Учебное пособие Допущено Научно-методическим советом по электротехнике и электронике Министерства образования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров – 220200 Автоматизация и управление и по направлениям...»

«ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ НЕОБХОДИМОГО СНИЖЕНИЯ ЗВУКА У НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТРЕБУЕМОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКРАНОВ С УЧЕТОМ ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ УТВЕРЖДЕНЫ распоряжением Минтранса России N ОС-362-р от 21.04.2003 г. Предисловие Методические рекомендации разработаны в развитие Руководства по расчету и проектированию средств защиты застройки от транспортного шума и содержат Методические рекомендации определения и оценки необходимого...»

«Академия Государственной Противопожарной Службы МЧС России Бабуров В.П., Фомин В.И., Бабурин В.В. Методические указания к выполнению курсового проекта по пожарной автоматике для слушателей факультета заочного обучения. Москва, 2005 Академия Государственной Противопожарной Службы МЧС России Бабуров В.П., Фомин В.И., Бабурин В.В. Методические указания к выполнению курсового проекта по пожарной автоматике. Для слушателей заочного обучения по направлению подготовки дипломированного специалиста...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ И КОНСТУКЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Методические указания Ухта, УГТУ, 2013 УДК 621. 315. 6 (075.8) ББК 31.23 я 7 П 49 Полетаев, С.В. П 49 Электротехническое и конструкционное материаловедение [Текст] : метод. указания / С. В. Полетаев. – Ухта : УГТУ, 2013. – 18 с., ил. Методические указания...»

«Федеральное агентство по образованию АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОУВПО АмГУ УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой энергетики _ Н.В.Савина 2007 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Электрическое освещение для специальности: 140211 Электроснабжение Составитель: ст. преп. Д.Н. Панькова Благовещенск 2007 г. Печатается по решению редакционно-издательского совета энергетического факультета Амурского государственного университета Электрическое освещение для специальности 140211 Электроснабжение:...»

«Филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Сибирский университет путей сообщения Томский техникум железнодорожного транспорта (ТТЖТ – филиал СГУПС) Ю.Л. Гирякова Электротехника МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Томск 2008 Одобрено на заседании Утверждаю цикловой комиссии. Зам. директора по УМР Протокол № от _ 2008 г. Н.Н.Куделькина Председатель: Е.П. Лукашева 2008 г. Автор: Ю.Л. Гирякова, преподаватель. Рецензент: Т.С. Вдовушкина,...»

«Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский технологический университет МИСиС Новотроицкий филиал Кафедра ГиСЭН Л.В. Яскевич Философия Методические указания по организации самостоятельной работы студентов заочной формы обучения Новотроицк, 2013 УДК 1 ББК 8 Я 81 Рецензенты: Доцент кафедры гуманитарных и социально-экономических наук ФГОУ ВПО Национальный исследовательский технологический университет МИСиС,...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.