Быстрый поиск

Дипломная работа: Высокочастотный приемный тракт

Рисунок 3.3. Схема электрическая принципиальная М43209.

Сигнал подается на дифференциальный вход модуля (выводы 6,7 ). Сигнал гетеродина подается также на дифференциальный вход (выводы 1,2 ). Резистор R1 служит для согласования выхода гетеродина и входа смесителя. Конденсаторы С1 и С2 являются разделительными и служат для развязки смесителя и гетеродина по постоянному току. Номиналы конденсаторов рассчитываются по формуле 2.1, получаем что С1=С2>39 пФ. Возьмем номиналы конденсаторов из стандартного ряда С1=С2=470 пФ. Трансформатор Т1 служит для получения противофазного сигнала. Индуктивность обмоток рассчитывается по формуле 3.2.1:

(3.3.1)

где ωо – рабочая частота, рад/сек,

L – индуктивность обмоток.

мкГн

На выходе модуля (выводы 10,12) цепочки R3, С3 и R4, С4 является фильтрами нижних частот, предназначенные для фильтрации частоты гетеродина и несущей. Частота среза фильтра должна быть больше 5 МГц, чтобы не давилась промежуточная частота. Возьмем частоту среза fc=80 Мгц. Номиналы резисторов R3=R4=50 Ом, так как микросхема для устойчивой работы должна быть нагружена на 50 Ом. Исходя из этого рассчитаем номиналы конденсаторов С3 и С4 по формуле 3.2.2:

(3.3.2)

где R=R3=R4=50 Ом,

fс=80 МГц – частота среза.

Индуктивность обмоток выберем таким образом, чтобы резонансный контур, состоящий из индуктивности обмоток и С3, С4 были настроены на промежуточную частоту 5 МГц. Соединение обмоток трансформатора Т2, приведенные на рисунке 3.4, обеспечивает симметрию схемы и два несимметричных выхода. Индуктивность обмоток рассчитывается по формуле 3.2.3:

(3.3.3)

где L – индуктивность обмоток,

С=С3=С4=36 пФ – емкость контура,

fпр=5 МГц – промежуточная частота.

Гн

Емкости С5, С6 и индуктивность проводов служат фильтрами по высокой частоте 5 МГц в цепи питания. Индуктивность выбирается исходя из условия, что на высокой частоте оно имеет большое сопротивление порядка 1000 Ом.

Номиналы емкости рассчитываются по формуле .

Из ряда номинальных величин выбираем С5=С6=470 пФ

Емкость С7 и индуктивность проводов служит фильтром для низкой частоты в цепи питания. Индуктивность выбирается исходя из условия, что на низкой частоте оно имеет большое сопротивление порядка 1000 Ом. Номинал емкости С7 такой же, что и в цепи питания МШУ, т.е С7=0.047 мкФ.

4. Результаты экспериментального исследования

4.1 Результаты исследования малошумящего усилителя

В результате проведенной работы был исследован малошумящий усилитель MGA86563.

Исследование АЧХ МШУ производилось с помощью стенда СНПУ-135, прибора для исследования АЧХ Х1-42.Схема соединений для измерения АЧХ приведена на рисунке 4.1:

Рисунок 4.1.Схема соединений для измерения АЧХ.

В ходе эксперимента величины корректирующих элементов подобраны так, чтобы обеспечить следующие характеристики.

полоса пропускания – 300 МГц;

центральная частота – 804 МГц;

коэффициент усиления по мощности – 20 дБ.

Измерение коэффициента шума МШУ производилось с помощью генератора шума Я5Х-269, индикатора коэффициента шума типа Я8Х-273.Схема соединений для измерения коэффициента шума приведена на рисунке 4.2:

Рисунок 4.2. Схема соединений для измерения коэффициента шума.

Получен следующий результат:

коэффициент шума – 1.8 дБ.

Измерение динамического диапазона МШУ производилось с помощью генератора Г4-76А, стенда СНПУ-135, ваттметр поглощаемой мощности М3-56. Схема соединений для измерения динамического диапазона приведена на рисунке 4.3:

Рисунок 4.3. Схема соединений для измерения динамического диапазона

Получен следующий параметр:

динамический диапазон - 92 дБ.

4.2 Результаты исследования смесителя

Исследовался блок построенный на основе сверхширокополосного монолитного интегрального смесителя М43209 с избирательной нагрузкой на выходе, в качестве избирательной нагрузки был использован колебательный контур.

Исследование смесителя производилось с помощью генератора Г4-76А, стенда СНПУ-135, осциллографа С1-65А, вольтметра В3-56. Схема соединений для измерения коэффициента усиления приведена на рисунке 4.4:

Рисунок 4.4.Схема соединений для измерения коэффициента усиления.

В ходе эксперимента были измерены следующие параметры:

- оптимальная мощность гетеродина - –39 дБ/Вт;

- допустимая мощность сигнала, при котором смеситель работает в линейном режиме - –30 дБ/Вт;

- максимальный коэффициент усиления по мощности - +10 дБ;

Исследование АЧХ производилось с помощью стенда СНПУ-135, прибора для исследования АЧХ Х1-42. Схема соединений для измерения АЧХ приведена на рисунке 4.5:

Рисунок 4.5. Схема соединений для измерения АЧХ.

Получены следующие результаты:

полоса пропускания по уровню –3 дБ - 11 МГц;

центральная частота - 6,5 МГц.

В ходе исследования блок был настроен на оптимальные параметры.

4.3 Результаты исследования приемника

В ходе проделанной работы были исследованы характеристики разработанного приемника.

Исследование приемника производилось с помощью генератора Г4-176, синтезатора частот РЧ6-05, стенда СНПУ-135, осциллографа С1-65А, вольтметра В3-56, спектроанализатора Я-40 и специальной аппаратуры. Схема соединений для измерения характеристик приемника приведена на рисунке 4.6:

Рисунок 4.6 Схема соединений для измерения характеристик приемника.

1. Измерение чувствительности и уровня шумов.

Схема соединений для измерения чувствительности и уровня шумов приведена на рисунке 4.6.

Получены следующие результаты:

чувствительность приемника - -152 дБ/Вт,

уровень шумов на выходе приемника - -14дБ/В.

В исследуемый приемник не входили переключатели и ПАВ-фильтр, с введением их в блок приемника чувствительность упадет примерно на 2-3 дБ, т.е чувствительность приемника будет около –150 дБ/Вт, что удовлетворяет техническому заданию.

Измерение сквозной АЧХ приемника.

Схема соединений для измерения сквозной АЧХ приемника приведена на рисунке 4.6.

Полученные результаты приведена в приложении D. Из результатов видно что сквозная АЧХ приемника имеет наклон +12 дБ/окт в диапазоне частот от 6 кГц до 160 кГц. Динамический диапазон приемника - 62 дБ, при введение в схему режекторного фильтра пассивных помех динамический диапазон увеличиться на 10-15 дБ, что удовлетворяет техническому заданию. Максимальный входной сигнал -

3. Измерение подавления зеркальных каналов.

Схема соединений для измерения подавления зеркальных каналов приведена на рисунке 4.6.

Получены следующие результаты:

подавление первого зеркального канала – 18 дБ, так как в реальном приемнике будет два ПАВ-фильтр , то подавление первого зеркального канала будет около 36 дБ.

подавление второго зеркального канала [см. приложении Е] примерно 20-30 дБ.

4. Измерение регулировочной характеристики.

Схема соединений для измерения подавления зеркальных каналов приведена на рисунке 4.6.

Полученные результаты приведена в приложении F. Глубина регулировки А=46 дБ, при изменении управляющего напряжения от 0 В до –6 В.

5. Организационно-экономическая часть

5.1 Технико-экономическое обоснование работы

Разработка настоящего дипломного проекта вызвана необходимостью создания ВЧ тракта приемного устройства для приемо-передающего модуля радиолокатора.

Целью проекта является создание ВЧ тракта, обладающих заданными техническими характеристиками, и возможностью их реализации при невысокой себестоимости.

5.2 Планирование работ

Для проведения опытно-конструкторских работ требуется четкое планирование и организация на всем протяжении работ.

Для того, чтобы правильно спланировать работу по созданию ВЧ тракта для приемо-передающего модуля, необходимо провести тщательный выбор и обоснование комплекса работ, осуществить их взаимосвязь.

Для этого составляется перечень работ, которые необходимо произвести, чтобы выполнить эскизный проект, включающий в себя выбор и обоснование схемы устройства, расчет схемы устройства, конструктивные расчеты, проработку технико-экономических вопросов. Для оценки трудоемкости работ используется следующее соотношение:

(5.2.1)

где ti - ожидаемая трудоемкость работ;

Ai - минимально возможная трудоемкость работ;

Mi - наиболее вероятная трудоемкость работ;

Di - максимально возможная трудоемкость работ;

i - номер работы.

Полученные результаты отражены в таблицах 5.2.1, 5.2.2.

Таблица 5.2.1 – Перечень работ на разработку ВЧ тракта

Номер работы	Вид работы	Исполнитель
1	Анализ ТЗ, изучение научно-технической литературы	Инженер
2	Выбор и обоснование функциональной схемы	Руководитель, инженер
3	Разработка схемы электрической принципиальной и ее расчет	Руководитель, инженер
4	Конструктивные расчеты. Изготовление и настройка блока	Руководитель, инженер
5	Конструкторско-технологическая часть. Организационно-экономическая часть	Руководитель, инженер
6	Выполнение чертежей и пояснительной записки	Инженер
7	Проведение лабораторных испытаний блока. Корректировка электрического расчета	Руководитель, инженер

Таблица 5.2.2 – Трудоемкость выполнения работ

Номер работы	Минимальная трудоемкость работ, дней	Вероятная трудоемкость работ, дней	Максимальная трудоемкость работ, дней	Ожидаемая трудоемкость работ, дней
1	6	7	8	7
2	6	7	8	7
3	8	9	10	9
4	4	5	6	5
5	3	4	5	4
6	13	14	15	14
7	5	6	7	6