Расчет преобразователя частоты

Выбираем схему с отдельным гетеродином и общим эмиттером, принимаемый сигнал будем подавать на базу, а колебание гетеродина в эмиттер.

Этим достигается обеспечение меньшей взаимной связи между цепями гетеродина и сигнала, а также обеспечивается более высокая стабильность частоты. Связь гетеродина и смесителя – трансформаторная. Нагрузкой преобразователя является ПКФ. Согласование транзистора смесителя с ПКФ осуществляется через широкополосный контур С₂, L₁. Дроссель L₅ создает протекание тока через p-i-n диод VD3. Принципиальная схема приведена на рисунке 4.

Рисунок 5 – Принципиальная схема

Определяем коэффициент шунтирования контура выходным сопротивлением транзистора и входным сопротивлением фильтра, допустимый из условия обеспечения требуемого коэффициента усиления:

       ,             (2.44)

где к_т=3.2 – требуемое усиление;

S_пр=55мА/В – крутизна ВАХ транзистора VT1;

R_выхпр=30.8кОм – выходное сопротивление VT1;

s_вн=3.16 раз – затухание вносимое фильтром.

Определяем конструктивное и эквивалентное затухание широкополосного контура:

                            (2.45)

где Q_э=28 – добротность широкополосного контура, Q_эш=28:

                            (2.46)

Определяем характеристическое сопротивление контура, принимая коэффициент включения в цепи коллектора m₁=1:

       (2.47)

Определяем коэффициент включения в контур со стороны фильтра:

            (2.48)

где R_вхф=330 Ом – входное сопротивление ПКФ.

Эквивалентная емкость схемы

      (2.49)

Емкость контура

              (2.50)

где С_выхпр= 2,79пФ – выходная емкость транзистора преобразователя частоты.

Принимаем С₂=220пФ.

Определяем действительную    эквивалентную емкость схемы

               (2.51)

Индуктивность контура

(2.52)

Действительное характеристическое сопротивление

                 (2.53)

Резонансный коэффициент усиления преобразователя

           (2.54)

Индуктивность катушки связи с фильтром, приняв К_св=0.4

                     (2.55)

Рассчитываем элементы, определяющие режим работы транзистора и фильтров в цепи питания.

Положим рабочая точка преобразователя та же, что и в УРС, расчет производим по формулам 2.38 – 2.40, 2.42, 2.43.

R₁=2,7 кОм;

R₂=620 Ом;

R₃=240 Ом;

R₇=910 Ом.

Определяем входное сопротивление УРЧ:

   ,             (2.56)

Разделительную емкость С₁ найдем как:

                               (2.57)

Принимаем С₁=56пФ.

Расчет гетеродинной части.

Частоту гетеродина принимаем ниже частоты сигнала. Поскольку диапазон узок, а полоса приемника довольно большая, то будем производить сопряжение только в одной точке, на средней частоте поддиапазона.

                                       (2.58)

Эквивалентная емкость варикапа на средней частоте:

,     (2.59)

   ,   (2.60)

где С_min, C_max – минимальная, максимальная емкости варикапов;

C_l=2пФ – емкость катушки индуктивности;

C_m=8пФ – емкость монтажа;

M₃= 0,2 – коэффициент включения транзистора VT2 в контур гетеродина;

C₁₀= 315,5 пФ – емкость, служащая для переключения контура на другой поддиапазон.

Индуктивность контура гетеродина:

, (2.61)

где f_гср=f_ср-f_пч – средняя частота гетеродина.

Величина сопротивления стабилизирующего эмиттерный ток, принимая:

U_memin=60мВ и I_энач=1мА

                         (2.62)

Принимаем R₆=680 Ом.

Полное сопротивление контура гетеродина при резонансе на максимальной частоте

                           (2.63)

Принимаем коэффициент обратной связи к_св=0,4, уточняем коэффициент связи m₃

                    (2.64)

Определяем величины емкостей контура на максимальной частоте поддиапазона.

а) вспомогательные емкости:

С_1в=10(пФ)(2.65)

                 (2.66)

               (2.67)

               (2.68)

б) действительные емкости контура:

                        (2.69)

Принимаем    С₇=1,8нФ.

                        (2.70)

Принимаем С₃=4,3нФ.

                          (2.71)

Принимаем С₄=10пФ.

Задавшись коэффициентами связи между катушками L₃ и L₄, m₃₄=0.1 и k_тк=0.3, получим:

                          (2.67)

Определяем номиналы резисторов:

(2.68)

Принимаем R₄=10кОм;

(2.69)

Принимаем R₅=1.1кОм.

                         (2.70)

Принимаем С₉=С₁₁=430пФ.

Величины конденсаторов С₆, С₈, стоящие для предотвращения смещения рабочей точки варикапов, выбираем из условия минимального сопротивления переменному току на самой низкой частоте.

С₆=С₈= 0,1мкФ.