Материал: 469_Travin. _Radiopriemnye _Ustrojstva _UP _
РАЗДЕЛ 6
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ И РАСЧЕТУ УЗЛОВ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
ТЮНЕРА
6.1. Принципиальная электрическая схема тюнера со спецификацией и описанием
Принципиальная электрическая схема составляется по разработанной структурной схеме тюнера. Для этого все блоки структурной схемы заменяются выбранными при ее разработке соответствующими ИМС, которые стыкуются друг с другом в соответствии со структурной схемой. При этом входные и выходные сопротивления должны быть согласованы друг с другом, т. е. равны друг другу. Обычно это не вызывает проблем, т. к. входные и выходные сопротивления ИМС узлов преселектора выполняются равными стандартному волновому (характеристическому) сопротивлению СВЧ тракта ρо = 50 Ом. В случае же отличия входных и выходных сопротивлений ИМС от 50 Ом их согласование друг с другом обеспечивают по методикам и примерам, приведенным в [4] (или в стереотипном СВЧ разделе пособия [5]).
В [4, 5] приводится методика как узкополосного согласования, когда
относительная полоса согласования П 0,05, так и методика широкополосного f0
согласования, когда П 0,05. f0
Что касается вариантов согласования ФОС со смесителем и с УПЧ, то на рисунке 6.1 показан один из возможных вариантов согласования с кольцевым (или балансным) смесителем на транзисторах с использованием трансформаторной связи ФОС с контуром в выходной цепи смесителя (возможен вариант трансформаторной связи и без контура, т. е. без С1).
|
|
ЕП |
|
|
|
|
LК |
К УПЧ |
|
CМ |
RШ С1 |
а1 LСВ |
||
ФОС |
||||
|
|
|
R1 |
Рисунок 6.1 Возможный вариант схемы согласования ФОС с кольцевым (или балансным) смесителем и УПЧ
Контур LКC1 имеет полосу пропускания частот в несколько раз большую полосы пропускания ФОС и выполняет две функции: обеспечивает согласование выходного сопротивления смесителя RВЫХ. СМ со входным
36
сопротивлением ФОС RВХ. ФОС и увеличивает избирательность при больших расстройках.
Согласование же ФОС по его выходу обычно обеспечивается резистором R1 (если входное сопротивление УПЧ RВХ. УПЧ больше выходного сопротивления ФОС RВЫХ. ФОС).
Расчет сводится к следующему.
1.Определяют полосу пропускания широкополосного контура (ШПК) LK C1 :
ПШПК = (3…4) ППЧ;
2.Выбирается емкость конденсатора контура C1 = (5…10) пФ;
3.Определяются параметры контура.
Индуктивность контура LK (мкГ) = 2,53 1010 / fПР2 (кГц) СК(пФ) .
Здесь: СК=С1+СМ+СL+С | ;
где: С | = m2 C22 – выходная емкость УЭ смесителя, пересчитанная в контур
(можно задаться С | = 3…7 пФ); |
|
|
СМ = 5…10 пФ – емкость монтажа; |
|
|
СL = 5…10 пФ – межвитковая емкость катушки контура. |
2 fПРСК |
|
Собственная (конструктивная) проводимость ШПК GК |
, где |
|
|
QК |
|
добротность QК можно взять равной 80…100. Эквивалентная проводимость контура GЭ=2πСКПШПК;
4. Коэффициенты подключения ШПК к выходной цепи СМ (m) и ко входу ФОС (n) из условия согласования RВЫХ. СМ=RВХ. ФОС и условия обеспечения
требуемой |
полосы |
пропускания |
частот |
ШПК: |
m |
(D 2)GK |
; |
||||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2GВЫХ.СМ |
|
n |
GЭ |
|
|
, где |
D=GЭ/GК; GВЫХ. |
СМ – |
выходная |
проводимость СМ; |
|||
|
|
||||||||||
|
|
2GВХ.ФОС |
|
|
|
|
|
|
|||
GВХ. ФОС – входная проводимость ФОС.
Если будет m 1, то контур включается полностью и требуемая полоса обеспечивается шунтирующим резистором RШ:
1 |
GЭ m2GВЫХ .СМ |
n2GВХ.ФОС GК . |
|
||
RШ |
|
|
|
Следует отметить, что коэффициент включения контура относительно |
|
одного плеча СМ будет m1пл |
|
т| |
1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
5. Индуктивность катушки связи: |
L |
|
L |
K |
n2 |
, где коэффициент связи |
|||||
KCB2 |
|||||||||||
CВ |
|
||||||||||
КСВ 0,2…0,3 для однослойных катушек, и КСВ 0,4…0,6 для многослойных катушек;
37
1
6. Сопротивление резистора на выходе ФОС: R1 GВЫХ .ФОС GВХ.УПЧ ,
где: GВЫХ. ФОС – выходная проводимость ФОС; GВХ. УПЧ – входная проводимость УПЧ.
К ИМС подводится питание от заданного в техническом задании источника питания. Если стандартные питающие напряжения используемых микросхем ЕИМС меньше напряжения источника питания ЕП, то в цепь питания ИМС включается цепочка из последовательно включенного сопротивления
RФ |
ЕП ЕИМС |
и параллельно включенного после него стабилитрона VD (или |
|||
|
|
||||
|
|
I0ИМС |
|
|
|
конденсатора |
СФ с такой емкостью, при которой его сопротивление |
||||
XCФ |
1 |
в 50…100 раз меньше сопротивления RФ). |
|||
2 fCФ |
|||||
|
|
|
|
||
Цепочки RФ VD или RФ CФ обеспечивают не только понижение питающего напряжения, но и развязку ИМС по цепям питания.
Составленная принципиальная схема дополняется спецификацией, описанием ее работы и расчетом преселектора тюнера.
В порядке иллюстрации в приложении приведены возможные структурная и принципиальная схемы тюнера приемника АС сотовой подвижной связи стандарта GSM-1800.
6.2. Расчет принципиальной электрической схемы преселектора тюнера
Этот расчет имеет целью дать возможность студентам лучше почувствовать особенности трактов СВЧ.
Он включает в себя расчет входного полосового фильтра приема ПФ и УРЧ на транзисторе выбранной ИМС УРЧ и выполняется по методике и примерам, приведенным в [4] (или в стереотипном СВЧ разделе пособия [5]).
РАЗДЕЛ 7
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ И ОБОСНОВАНИЮ ВИДА ДЕМОДУЛЯТОРА
В этом разделе студент, пользуясь [1], или [4], или [8], должен с учетом заданных видов модуляции GMSK, QPSK обосновать выбор квадратурного демодулятора, и описать его работу, включая получение квадратурных компонент I(t) и Q(t).
Кстати, квадратурный демодулятор иногда называют преобразователем частоты сигнала (с преобразованием в «нулевую частоту»).
38
Приложение
39
Приложение
Дуплексор фирмы MA-COM Technology Solution – DP52-0002 (для работы в стандарте GSM-1800 и GSM-900)
Полосы пропускания:
1.1700…1990 МГц (GSM-1800); 824…960 МГц (GSM-900);
2.Типичные вносимые потери в полосе пропускания – 0,5 дБ;
3.Затухание в полосе задержания 18 дБ;
4.Входное и выходное сопротивление
50 Ом;
5.Неравномерность в полосе пропускания 0,1 дБ;
6.Размеры: 2,44х2,44х1,5 мм.
Рисунок П2. Функциональная блок-схема
Фильтр на ПАВ фирмы TriQuint SEMICONDUCTOR – 856934
1. Центральная (средняя) частота f0=1842,5 МГц;
2. Диапазон рабочих температур от
-40°С до +85°С; 3. Входное и выходное
сопротивления 50 Ом; 4. Размеры: 3,00х3,00х1,22 мм.
Рисунок П3. Функциональная схема фильтра
Рисунок П4. АЧХ фильтра
40