Расчет электрической схемы устройства. Расчет Y - параметров малошумящего усилителя, страница 3

Требуется обеспечить согласование усилителя со входным сопротивлением первого смесителя.  Из документации на ИС  МС 13142D известно, что  входное сопротивление смесителя в широком диапазоне частот равно  50 Ом.

Нагрузкой усилителя является резонатор на несимметричной полосковой линии с волновым сопротивлением 50 Ом. Параметры линии, определяющие ее волновое сопротивление выбираются такими же, какие использовались во входной цепи. Эквивалентная электрическая  схема выходной цепи МШУ  представлена на рис. 5.3.1.

1. Исходные данные к расчету :

1)  f0 = 892 МГц ;

2) волновое сопротивление линии W = 50 Ом ;

3) выходная проводимость активного элемента :

 gвых = 1,929  мСм.

4) выходная емкость активного элемента :

Cвых=  1,35 пФ.   

5) параметры нагрузки :

gвх = 20 мСм ;  Cвх  » 1,5 пФ.

2. Расчет параметров резонатора

2.1. Эквивалентная емкость контура принимается равной :

                                   CЭ = 5 пФ.

2.2.  Длина отрезка линии, обеспечивающая настройку в резонанс :

 см.

2.3.  Величина параметра Р :

   P =

= 4,128*10-2Р =  4,128*10-2 .

2.4.  Сопротивление потерь резонатора :

rп = 2Wb2P = 2*50*1,577*10-2*4,128*10-2 = 0,0626 Ом.

2.5.  Характеристическое сопротивление резонатора :

 Ом .

СK     

p1              p2

                                                          

   Y21Uвх               gвых          Свых       СмlК         gвх         Свх

Рис.5.3.1.  Эквивалентная электрическая схема  выходной цепи  МШУ

15    +Eпит

VD1                                                 10   Т1

VD2                                    VD3                                    ZН        

9          

                                                              VT1            VT2                  VD4

Uг

VT3

R1       

VD5

Rу                            VD6                                       

R2       33

13

Uc                       VD7      VD8                                     VT4                                               

12

VD9

VD10

R3         33

VD11

VD13       VD12                            400 мкА

VD14

Рис. 5.4.1.  Электрическая  схема  смесителя

2.6.  Проводимость ненагруженного резонатора :

 мСм .

2.7.  Затухание ненагруженного резонатора :

d0 = rg0,= 31*0,0491*10-3 = 1,752*10-3 .

Добротность ненагруженного резонатора :

 .

3.  Расчет режима согласования усилителя с нагрузкой

3.1.  Максимальное допустимое сопротивление нагрузки на усилитель :

Rн мах = Ом.

Минимальная проводимость нагрузки :

 мСм .

3.2.  Для согласования усилителя со входным сопротивление первого смесителя  необходимо выполнения следующего условия :

.

При таком выборе проводимость нагрузки усилителя определяется следующим выражением :

.

Полагая p1= 1 определяем :

 мСм.

gн > gнmin= 3,642 мСм.

.

3.3.  Координата точки  подключения нагрузки :

 мм.

3.5.  Сопротивление потерь, вносимое со стороны усилителя :

r1 = r2gвых = (35,7)2*1,929*10-3 = 2,46 Ом.

3.6.  Сопротивление потерь, вносимое со стороны смесителя :

r2 =  Ом.

3.7.  Эквивалентная добротность нагруженного резонатора :

.

3.8. Полоса пропускания усилителя :

П0,7у == 126 МГц .

3.9. Избирательность усилителя по зеркальному каналу :

Seзк1у=дБ .

.

fзк1  = f+2fпч1 = 892+2*112 = 1116 МГц.  

3.10.  Коэффициент усиления  усилителя по напряжению :

К= .

3.11. Коэффициент усиления  усилителя по мощности :

.

 дБ.

3.12. Емкость контурного конденсатора :

Cк = СЭ - См - Свых - Cвх = 5-1-1,35-(0,315)2*1,5 = 2,5 пФ.

Конденсатора С2  целесообразно выбрать подстроечным для того, чтобы иметь возможность на этапе настройке подстроить входную цепь в резонанс. В качестве конденсатора С2  выбирается КТ4-28 -1/10 пФ±10% ; Uном = 25 В; tраб =-60¸ +60°С . Конденсатор выполняется в безвыводном исполнении с креплением пайкой за луженые контактные площадки. Габаритные размеры 2,8´1,2´2,6 мм [17].

3.13.  Коэффициент шума усилителя непосредственно рассчитать не представляется возможным, поскольку неизвестны шумовые параметры  используемых в рассматриваемой ИС транзисторов. Но из документации на ИС  известно, что на частоте 900 МГц типовое значение коэффициента шума составляет 1,8 дБ. Поэтому  принимается

Fу = 1,8 дБ.

3.14.  Верхняя граница динамического диапазона  усилителя  составляет (при компрессии на 1 дБ) -15 дБмВт, что соответствует мощности на входе усилителя  31,62 мкВт.

5.4.  Расчет общих показателей  преселектора

1. Усилительные  показатели преселектора :