3.3 Балансный модулятор
Рис.9 Кольцевой балансный модулятор
Сигнал поступает на балансный модулятор, где модулируется сигналом с генератора промежуточной частоты. В течение одного полупериода несущей в точке А схемы создается положительное напряжение, а в точке В - отрицательное, что приводит к смещению всех четырех диодов. При этом обмотки трансформаторов, подключенных к диодному мосту, замыкаются накоротко, и на выходе мы получаем нулевое напряжение. В течение второго полупериода диоды смещаются в обратном направлении, т.е закрываются; диодный мост размыкается, и модулирующий сигнал проходит на выход схемы. Выходной сигнал эквивалентен произведению модулирующего сигнала на положительный период высокочастотной несущей.
Выбор диодов был произведен по максимальной частоте.
Частота – 465 кГц. Этим условиям удовлетворяет маломощный выпрямительный диод АД110А.
3.4 Генератор промежуточной частоты
Рис.10 Генератор промежуточной частоты
Необходимо обеспечить высокую стабильность генератора. Это достигается путем использования кварцевого резонатора.
1. Выбираем транзистор малой мощности КТ331 с граничной частотой ft =250 МГц. Его паспортные данные: Ск=5 пФ; Сэ =8 пФ; τос =120 пс; uотс=0,6 В; uк доп=15 В; iк доп=20 мА; uб доп=3В; Рдоп=15МВт; Sгр=20 мА/В. Считаем, что средний коэффициент усиления тока В=20.
Граничные частоты: fβ=ft/B=12,5 МГц, fα=ft+fβ=262,5 МГц
Активная часть коллекторной емкости Ска=Ск /2=2,5 пФ и сопротивление потерь в базе rб=τос/Ска=48 Ом.
Из стандартного ряда сопротивлений выбираем Rкор=22 Ом .
2. Расчет электрического режима. Выбираем iк max =0,8 iк доп =16мА; Uк0=0,3 uк доп=4,5 В; Кос=1; θ=60°, тогда α0=0.218; α1=0,391; γ0=0,109; cos θ=0,5.
Рассчитаем основные параметры генератора:
Ik1=α1*ik
max=6,3
мА; Ik0=
α0*ik
max=3,5
мА; Uб1=
=0,7
В;
Uк1 = Uб1/Кос=0,7 В, Rk=Uk1/Ik1=110 Ом; P1=0,5Uk1*Ik1=22мВт;
P0=Uk0*Ik0=157,5 мВт; Pрас=P0-P1=135,5 мВт
η=P1/P0=13,9%; Есм=uотс-Uб1*cosϴ=0,25 В; ξ=Uk1/Uk0=0,16;
ξгр=
=0,82
Условие ξ<0,5*ξгр выполняется
3.Для стабилизации частоты генерирования используется кварцевый резонатор ZTB465E частотой 465кГц, паспортные характеристики которого:
Lкв = 0,01 Гн; Cкв=0, 4пФ; rкв=50Ом; С0= 25пФ.
Определим значения C1 и С2.
Определим Cсум=С1*С2/(С1+С2) из соотношения wр*Lкв=1/(wр*Cсум)
Ссум=1/(wр2*Lкв)=469 нФ
Из Ссум найдем значение С2, приняв значение С1=910нФ.
С2=967нФ
Определим значения делителя напряжения(источника смещения) R1-R2, а так же значение R3:
Iб=Ik0/β=0,175 мА
Iд=10*Iб=1,75 мА
Для эффективной термостабилизации падение напряжения на Rэ должно быть порядка 3-5В. Возьмём Uэ=5В.
R1=(Еп-Uэ-0,7)/(Iд+Iб)=3,2кОм
R2=(Uэ+0,7)/Iд=3,25кОм
R3=Uэ/Ik0=1428 Ом
Расчет генератора окончен.
3.5 Усилитель промежуточной частоты
Рис.11 Усилитель промежуточной частоты
УПЧ выполнен на низкочастотном маломощном биполярном транзисторе Т1А, необходимые характеристики которого:
Ikmax=50мА-максимальный ток коллектора,
Eп=12В-напряжение питания,
β=40,
α=0,975.
В цепи коллектора будет использоваться дроссель, т.к. использование дросселя уменьшит потребляемую мощность транзистора, а также для работы в случае использования дросселя вместо резистора, напряжение питания необходимо меньшее.
Rн=2кОм-входная нагрузка детектора,
Uвых=1В-напряжение на входе детектора
Iвых=1/2*103=0,5мА – выходной ток УПЧ
Ik0= ikmax* α
Iб=Ik0 / β=1,21мА-ток базы,
Iд=10 Iб=12,1мА-ток делителя.
Ток базы и ток делителя необходимо определить для дальнейшего расчета делителя напряжения базы, а также для определения сопротивления в цепи эмиттерной термостабилизации.
Значение напряжения на эмиттере выбирается в пределах (3-5)В, примем значение URэ=5В, тогда:
Rб1=(Еп- URэ-0.7)/( Iб+ Iд)=(12-5-0,7)/(1,21+12,5)*10-3=460Ом
Rб2= URэ+0,7/ Iд =5,7/12,5*103=471Ом
Рассчитаем цепь эмиттерной термостабилизации:
Rэ= URэ/ Ik0=5/48,75*103=102Ом
Значение емкости в цепи термостабилизации выбирается из условия:
С>1/2п*f* Rэ=1/2*3,14*465*103*102=3,35нФ
Выбираем значение С=3,6нФ
Рассчитаем индуктивность дросселя в цепи коллектора по формуле:
Lк=10 Rн/2*п*f (19)
Lк=10*2*103/2*3,14*465*103=6,84мГн
Расчет УПЧ закончен.