Расчет усилителя радиочастоты

Проектирование радиоприемных устройств на микросхемах может быть осуществлено по тем же методикам, которые используются при расчете схем, выполненных на дискретных элементах.

Некоторые особенности и трудности проявляются обычно при определении входных и выходных параметров микросхем на рабочих частотах. Эти параметры часто отсутствуют в паспортных данных микросхемы и поэтому их приходится вычислять.

Методики расчета каскадов предварительного усиления низкой частоты, промежуточной частоты, радиочастоты, транзисторных смесителей являются довольно близкими и имеют только некоторые характерные отличия, связанные с различным типом нагрузки, возможной неоднотипностью резонансных систем, частотной зависимостью параметров активных элементов и сопротивления реактивных элементов, неодинаковостью крутизны, входного и выходного сопротивлений каскада, работающего в режимах усиления и преобразования.

Задача расчета указанных типов каскадов состоит в определении эквивалентного сопротивления нагрузки, в том числе параметров и типов резонансных систем (если они есть), их коэффициентов включения, коэффициента усиления каскада, сравнении его с допустимым из условия устойчивости, вычислении величин навесных элементов, служащих для межкаскадной связи, фильтрации напряжения, термостабилизации режима, введений обратных связей, определении входных и выходных сопротивлений каскада и т.п. При расчете радиочастотных трактов радиоприемников, если это необходимо, строят резонансную кривую, характеризующую изменение выходного напряжения от частоты входного сигнала, определяют полосу пропускания каскада, коэффициент шума. При расчете усилителя радиочастоты интересуются изменением резонансного коэффициента усиления каскада по диапазону, выбирая типы схем УРЧ и входной цепи таким образом, чтобы общая неравномерность резонансного коэффициента усиления преселектора по диапазону была минимальной.

Очень важной величиной, определяющей свойства каскада, является коэффициент усиления напряжения. В общем виде его можно найти как К = Sf  R0, где Sf - крутизна транзистора ила микросхемы на рабочей частоте; R0 - сопротивление нагрузки с учетом влияния последующего каскада на рабочей частоте. Рассмотрим эти величины.

Крутизна вольтамперной характеристики микросхем или транзистора как части микросхемы не является постоянной величиной. Она будет иметь паспортные значения только в условиях эксплуатации, близких к условиям измерения. Во всех остальных случаях следует учитывать изменение крутизны при изменении рабочей частоты, тока через транзистор, функции, выполняемой микросхемой (усиление, преобразование частоты), глубину обратной связи.

Частотная зависимость крутизны в области верхних частот для однокаскадного усилителя описывается известным выражением

S = S0/ (1 + 2 × × j × ),

где S0 - крутизна на частотах, при которых влияние реактивных элементов транзистора и схемы мало (средние частоты);

= 1 / (2 × × fs) - постоянная времени входа каскада на высших частотах,

fs - граничная частота по крутизне. Отсюда модуль крутизны

; ,

причем для биполярного транзистора в схеме о общим эмиттером

= rб¢× (1 + h21э) / [(2× × f т) × (rб¢э+ rб¢ + Rc)],

где Rс - выходное сопротивление источника сигнала (предыдущего каскада);

fт - предельная частота усиления тока в схеме с общий эмиттером;

rб' - распределенное сопротивление базы на высокой частоте;

rб'э - динамическое сопротивление эмиттерного перехода;

h21э - коэффициент передачи по току транзистора в схеме с общим эмиттером.

Входящие в последнее выражение величины, легко определять, если известны типы транзисторов, входящих в микросхему. В этом случае

fт= ½h21э½f× f,

где ½h21э½f - модуль коэффициента усиления тока базы в схеме с общим эмиттером на высокой частоте f (приводится обычно в справочнике). Величины rб' и rб'э определяют в соответствии с известными соотношениями [2] с.114

rб¢ = к× / Cк,

rб¢э= T × (1 + h21э) / (11600 × Iэ) = T × h21э/ (11600

где к - постоянная времени цепи обратное связи транзистора,

Cк - емкость коллекторного перехода; Т - абсолютная температура;

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Советуем почитать:

Принципы построения систем спутниковой связи
Сегодня растут потребности в телекоммуникациях. Наземные радиорелейные линии не могут в полной мере удовлетворить обмен радиовещательных и телевизионных программ, особенно если они ...

Имитационное моделирование системы фазовой автоподстройки частоты в пакете моделирования динамических систем Simulink
Цель работы: Изучить методы имитационного моделирования системы автоматического регулирования и исследования основных характеристик систем фазовой автоподстройки частоты (ФАП). Домашн ...

Разработка конструкции и технологии изготовления измерителя емкости
В повседневной работе радиолюбителей часто приходиться определять данные радиоэлементов. Если измерить сопротивление резистора не составляет особого труда – можно воспользоваться обычны ...

Меню



© 2015 TechExternal