Проектирование радиопередающих устройств с угловой модуляцией, страница 10

Рис. 2.13. Схема истокового повторителя


Иногда буферные усилители выполняются на основе операционных усилителей, если последние отвечают требованиям по частоте и уровню выходного сигнала. 

На выходе БУ формируют стандартный уровень сигнала  (0.5…1) В  при сопротивлении нагрузки  Rн=50 Ом.

2.5.  Блок умножения частоты

В современных передатчиках каскады умножения частоты размещаются в БФВР. Они используются: 1) для формирования сигналов с частотой гетеродина блока переноса; 2) для уменьшения индекса модуляции фазового модулятора. Работают каскады умножения на фиксированной частоте без перестройки. Несколько каскадов умножения образуют блок умножения.

 В диапазоне частот до 300 МГц каскады блока умножения целесообразно выполнять на транзисторах, работающих с отсечкой по коллекторному току в классе «С». Рекомендуются значения коэффициентов умножения в таких каскадах 2 или 3. Поэтому общий коэффициент умножения «n» блока должен раскладываться на множители:

 

В диапазонах УВЧ и СВЧ вместе с транзисторными умножителями частоты могут использоваться умножители, выполненные на основе нелинейных реактивных элементов, таких как варикапы и варакторы  [2, § 2.20].

Поскольку все каскады умножения работают на фиксированной частоте, то для лучшего подавления нерабочих гармоник, особенно мощной первой гармоники, их цепи согласования выполняются на основе резонансных контуров с использованием фильтров «дырок» и фильтров «пробок» [1, 2, 8].

Рис. 2.14. Принципиальная схема удвоителя частоты

На рис. 2.14 представлена принципиальная схема транзисторного удвоителя частоты с фильтром “дыркой” по 1-й гармонике. Коллекторной нагрузкой является параллельный контур, образованный элементами C1L1C2L2C3 и настроенный на вторую гармонику. Элементы L1C1 образуют последовательный контур (фильтр – “дырку”), настроенный на первую гармонику.

2.6. Рекомендуемая последовательность разработки

структурной схемы возбудителя

Разработка структурной схемы возбудителя проводится в следующем порядке.

1. Выбирается метод построения синтезатора.

По справочным источникам выбирается микросхема синтезатора, способная работать в диапазоне рабочих частот передатчика, обеспечить необходимую стабильность частоты, требуемый шаг перестройки по частоте и все другие требования к возбудителю, зависящие от синтезатора.

 Если требуемой по частотному диапазону микросхемы синтезатора нет, но имеются  низкочастотные микросхемы, удовлетворяющие всем другим требованиям к возбудителю, то целесообразно выполнить возбудитель с блоком переноса вверх или использовать синтезатор обратного синтеза, выполненный по схемам рис. 2.4, 2.5.

 2. При синтезаторе, выполненном по методу обратного синтеза, выбирается схема ГУН, если он не входит в состав микросхемы синтезатора.

3. Если выбранная микросхема синтезатора не содержит в себе опорного автогенератора (ОГ), то последний выполняется отдельно.

Выбирается схема ОГ. Широкое применение находит осциляторная схема, выполненная по емкостной трехточке. В этой схеме кварцевый резонатор включается вместо индуктивности контура трехточечной схемы. Мощность опорного АГ не превышает единиц мВт и зависит от предельно допустимой мощности рассеяния кварцевого резонатора. Целесообразно выполнить условие

.

Частота ОГ  должна быть кратна шагу сетки , формируемой синтезатором, т.е.

.

Ее величину рекомендуют выбирать из стандартного ряда, приведенного в [5, § 8.4, табл. 8.2]. Кварцевые резонаторы этого ряда выпускаются промышленностью.


Примечание. Следует также иметь в виду, что колебание, снимаемое с ОГ, часто используется для формирования частоты гетеродина.  

4. При выборе синтезатора, выполненного по методу обратного синтеза, рассчитываются минимальное и максимальное значения коэффициента деления ДПКД:

- при отсутствии блока переноса в возбудителе:

;

- при наличии блока переноса в возбудителе, выполненном по схеме рис.2.4:

- при переносе частоты ГУН вниз с помощью делителя на k:

.

5. На основании требований ТУ по максимальному значению  девиации  рассчитывается индекс модуляции передатчика для  ФМ

.

6. Выбирается метод осуществления ФМ.

 При выборе прямого метода получения ФМ рассчитывается индекс модуляции, который необходимо получить от фазового модулятора:

- без блока умножения на n2 в составе БФВР:

;

- с блоком умножения частоты на n2 в составе БФВР:

.

7. С учетом  рассчитанного значения  и требований  на предельно допустимую величину паразитной АМ выбирается тип фазового модулятора. При выборе целесообразно использовать рекомендации, изложенные в [1, § 8.2] либо приведенные в табл. 2.3.

8. В случае применения в БФВР  блока умножителя частоты рассчитывается число каскадов умножения. Выбирается схема построения каскадов блока умножения.

9. При использовании косвенного метода ФМ выбирается схема ГУН, которая позволяет совместить управление частотой автоколебаний с помощью системы ФАПЧ и частотную модуляцию. Наиболее востребованные схемы ГУН приводятся в [1, 5 и др.]. Рекомендуемая мощность ГУН -  единицы мВт.

 Рассчитывается относительная девиация ГУН:

.

Если , мероприятия по повышению линейности СМХ не требуются. В противном случае для обеспечения требований по уровню нелинейных искажений  необходимо продумать мероприятия по повышению линейности СМХ частотного модулятора [1].

10. Выбираются схемы блока переноса и буферного усилителя.

Далее необходимо нарисовать структурную схему разработанного возбудителя, представить проект принципиальной схемы возбудителя и усилительного тракта передатчика.

 По проекту разработанной схемы передатчика  дать приблизительную оценку промышленного КПД передатчика, используя соотношение

,

и сделать выводы. Ориентиром могут служить следующие соображения: при величине промышленного КПД более 30 % проект схемы передатчика можно признать удовлетворительным, при величине промышленного КПД менее 30 % целесообразно пересмотреть выбор режимов и класса работы мощных предварительных усилителей и увеличить в пределах разумного  КПД цепей согласования.