Вт;
10. Коэффициент обратной связи
11. Напряжение обратной связи
12. Входное сопротивление автогенератора
Ом;
13. Постоянная составляющая тока базы
мкА;
14. Смещение на базе
В.
Элементы колебательного контура должны быть рассчитаны так, чтобы обеспечивалось найденное ранее сопротивление нагрузки автогенератора при рассчитанном значении коэффициента обратной связи К. Характеристическое сопротивление колебательного контура r выберем равным 200 Ом. Примем добротность ненагруженного контура QXX = 120, то при передаче в нагрузку 10 - 20 процентов колебательной мощности автогенератора нагруженная добротность QH будет
QH = QXX (1 - hK) = 120 (1 - 0,1) = 108
1. Коэффициент включения контура в коллекторную цепь
.
2. Реактивное сопротивление между коллектором и эмиттером
Ом,
пФ.
3. Реактивное сопротивление между базой и эмиттером
нФ.
4. Реактивное сопротивление между базой и коллектором
мкГн,
Сопротивление R3 входит в контур и поэтому шунтирует его, чтобы этого не происходило нужно взять его величину значительно большей, чем сопротивление коллекторной нагрузки, т.е. выбираем R3=2,8 кОм.
Зададимся величиной
, , В.
Из выражения для напряжения смещения в установившемся режиме
найдем значения R1 и R2.
кОм.
Следует убедиться в том, что невозможен режим прерывистой генерации:
2,64 × 10-6 < 3,19 × 10-5.
МГц, МГц - диапазон изменения частоты ГУНа;
МГц - средняя частота автогенератора;
кГц - ширина спектра радиочастот передаваемого сигнала;
Гц, индекс модуляции , девиация частоты на выходе передатчика Гц.
Гц - девиация частоты на выходе автогенератора.
Расчет ведем исходя из следующих величин:
- добротность нагруженного контура;
В - напряжение питания;
пФ - емкость контура автогенератора;
- амплитуда высокочастотного колебательного напряжения на контуре;
- коэффициент гармоник;
- показатель степени для "резкого" перехода.
1. Выбираем варикап КВ110А. Его параметры: пФ (при В); добротность (f = 50 МГц, В); - коэффициент перекрытия по емкости; допустимое напряжение смещения В; В;
2. Относительная девиация частоты
;
3. Необходимое изменение емкости конура для получения заданной девиации частоты
Ф;
4. Напряжение смещения на варикапе Есм = 4 В, при этом смещении емкость варикапа С0 = 15 пФ;
5. Сопротивление делителя напряжения при токе делителя
Iдел = 1000 × Iобр = 1 мА,
где Iобр - обратный ток варикапа, равный 1 мкА
кОм,
отсюда выбираем R6 = 6 кОм, R7 = 3 кОм.
6. Для ослабления факторов, дестабилизирующих частоту генерации выбираем наименьший коэффициент включения варикапа в контур
,
откуда
7. Постоянная составляющая емкости, вносимой варикапом,
С = p × С0 = 0,035 × 15 = 0,525 пФ;
8. Необходимое изменение емкости варикапа в процессе модуляции
пФ;
9. Емкость конденсатора связи
10. Амплитуда высокочастотного напряжения на варикапе
В;
11. Нормированная амплитуда модулирующего сигнала
12. Амплитуда модулирующего напряжения на варикапе
13. Проверка режима работы варикапа
В < Есм = 4 В;
14. Коэффициент паразитной амплитудной модуляции
15. Коэффициент нелинейных искажений
где
Допустимые нелинейные искажения не более 10%.
Для перестройки ГУНа от fН до fВ необходимо изменять емкость контура, для этого параллельно к емкости С3 (главная составляющая общей емкости контура) через емкость связи подключим варикап (см. рис.10).
Определим, как изменяется общая емкость колебательного контура: на частоте МГц она составит пФ, а на частоте МГц она возрастет до пФ, т.е. варикап должен обеспечить изменение емкости контура на 2,2 пФ.
При параллельном подключении варикапа к емкости С3 необходимо изменять ее величину (при неизменных значениях остальных емкостей) в пределах пФ.
1. Выбираем варикап КВ110А, параметры смотри выше;
2. Задаем напряжение смещения на варикапе В, при этом емкость варикапа Ф;
3. Зададимся изменением емкости варикапа в пФ (от 17,5 до 20 пФ) при этом необходимо изменять управляющее напряжение на варикапе от -3,5 до -4,5В (это напряжение поступает с вывода 2 микросхемы КФ1015ПЛ3А синтезатора частоты).
4. Коэффициент включения варикапа в контур
5. Емкость конденсатора связи пФ;
6. Значения сопротивлений выберем исходя из следующего соображения:
Быстродействующая микросхема КФ1015ПЛ3А предназначена для построения современных цифровых частотных синтезаторов с ФАПЧ для КВ, УКВ и дециметрового диапазонов волн. Прибор изготовляют по КМОП-технологии с поликремниевым затвором. Микросхемы серии КФ1015ПЛ3 выпускают в пластмассовом 16-выводном миниатюрном корпусе 4308.16-1. Масса прибора - не более 0,3 г.
Рис.11. Структурная схема синтезатора частоты
В состав микросхемы входят (см. структурную схему на рис.11) генератор образцовой частоты, делитель образцовой частоты, усилитель-формирователь входных ВЧ импульсов, тракт двоичного делителя частоты с программируемым коэффициентом деления, состоящий из двумодульного предварительного делителя частоты на 31 или 32, пятиразрядного счетчика управления предделителем, двенадцати старших разрядов программируемого делителя и логического блока управления, частотно-фазовый детектор и двадцатиразрядные приемный и буферный регистры.
Включенная по типовой схеме с навесными компонентами микросхема способна работать в цифровых синтезаторах с ФАПЧ метрового и дециметрового диапазонов с уменьшенным энергопотреблением.
Цоколевка микросхемы:
выв.1 - общий для приемного и буферного регистров, тракта программируемого делителя частоты и частотно-фазового детектора, минусовой вывод питания;
выв.2 - зарядный выход частотно-фазового детектора (сток полевого транзистора с р-каналом);
выв.3 - разрядный выход частотно-фазового детектора (сток полевого транзистора с n-каналом);
выв.4 - контрольный выход индикации фазовой синхронизации в петле ФАПЧ;
выв.5 - ВЧ вход усилителя - формирователя тракта программируемого делителя;
выв.6 - выход программируемого делителя;
выв.7 - вход разрешения перезаписи информации из приемного регистра в буферный;
выв.8 - вход тактовых импульсов записи информации (С);
выв.9 - плюсовой вывод питания;
выв.10 - вход записи информации о коэффициентах деления (D);
выв.11 - вывод для подключения кварцевого резонатора; выход генератора образцовой частоты;
выв.12 - вывод для подключения кварцевого резонатора; вход сигнала внешнего генератора образцовой частоты;
выв.13 - вход сигнала отключения выхода делителя образцовой частоты (при уровне 1);
выв.14 - выход делителя образцовой частоты (при уровне 0 на выв.13) или вход частотно-фазового детектора (при уровне 1 на выв.13);
выв.15 - общий для генератора и делителя образцовой частоты, минусовой вывод питания;
выв.16 - контрольный выход приемного регистра.
Основные характеристики при Токр. ср=2510°С и напряжении питания 5 В
Параметр
Значение
Номинальное напряжение питания, В
4,5 - 5,5
Пределы коэффициента деления тракта программируемого делителя частоты
992 - 131071
Шаг коэффициента деления программируемого делителя
1
Коэффициенты деления делителя образцовой частоты
100, 200, 400, 512, 640, 800, 1000, 1024
Интервал входной частоты тракта программируемого делителя, МГц
50 - 1000
Интервал входной частоты делителя образцовой частоты, МГц
1 - 50
Чувствительность усилителя-формирователя, Вэфф, (меньшее значение - для частоты в пределах 50 - 500 МГц)
0,2 - 0,9
Чувствительность по входу генератора образцовой частоты (для внешнего кварцевого генератора), мВэфф
100 - 150
Наибольший потребляемый ток, мА, не более
15
Выходное сопротивление выходов частотно-фазового детектора, Ом, не более зарядного
разрядного
300 200
Выходное сопротивление делителя образцовой частоты, Ом, не более
200
Выходное сопротивление контрольного выхода индикации фазовой синхронизации, Ом, не более
Выходное сопротивление генератора образцовой частоты, Ом, не более
Входной ток ВЧ входа усилителя - формирователя (выв.5) и входа генератора образцовой частоты (выв.12), мкА, для сигнала низкого уровня высокого уровня
не менее минус 30 не более +30
Предельно допустимые значения
Предельные значения напряжения питания, В
3 - 6
Наибольший электростатический потенциал, В, не менее
150
Рабочий интервал температуры окружающей среды, °С
минус 60 - +70
Предельные значения температуры окружающей среды, °С
минус 70; +85
Рис.12 Схема включения синтезатора частоты
На рис.12 представлена одна из возможных схем включения прибора. При выборе кварцевого резонатора для генератора образцовой частоты надо учитывать, что резонатор должен работать на параллельном резонансе, частота которого больше частоты последовательного. Включением последовательно с резонатором катушки индуктивностью 10 мкГн удается приблизиться к частоте последовательного резонанса, номиналом которой обычно и маркируют кварцевый резонатор.
Подстройкой конденсатора С1 добиваются устойчивой генерации, в чем можно убедиться, снимая сигнал с выв.11 микросхемы. В нормальном режиме этот сигнал представляет собой синусоиду с двойной амплитудой 1 - 1,2В с постоянной составляющей около половины Uпит. Если в качестве образцового использован внешний стабильный кварцованный генератор, его выходной сигнал напряжением 100 - 250 мВ подают на выв.12 через разделительный конденсатор емкостью 1000 - 10 000 пФ.
Значительного снижения энергопотребления (при работе на частоте до 600 МГц) можно достичь, понизив напряжение питания до 3,3 - 4 В. При этом потребляемый ток уменьшается до 4 - 5 мА и к тому же улучшается чувствительность по ВЧ входу микросхемы.
Страницы: 1, 2, 3
