Файл: Курсовой проект по дисциплине Устройства приема и обработки сигналов по теме Приемник многоканальной линии связи непрерывных сигналов с амплитудной модуляцией.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 73
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ГГц): , , ,
, , ,
Проверяем выполнение условия (3.3) [1]:
;
Так как , транзистор находится в режиме ОБУ.
S = |S|(cos(φ) + jsin(φ))
S11 = 0.14(cos(149˚) + jsin(-149˚)) = - 0.031 – j0.136
S12 = 0.093(cos(59˚) + jsin(59˚)) = -0.072 + j0.059
S21 = 3.29(cos(76˚) + jsin(76˚)) = 2.712+ j1.862
S22 = 0.623(cos(-30˚) + jsin(-30˚)) = 0.096 – j0.616
Рассчитаем транзисторный усилитель в режиме экстремального усиления. Коэффициент усиления транзисторного усилителя по мощности находим по формуле (3.10):
2. Коэффициенты отражения на входе и выходе (3.14) и (3.15) [1]:
где и найдем из выражений (3.16)÷(3.20) [1]:
Находим входное и выходное сопротивления АЭ (3.12) и (3.13) [1]:
3. Рассчитаем цепи согласования входного сопротивления транзистора с подводящей микрополосковой линией с волновым сопротивлением
Ом на поликоре с , мм.
Выберем двухшлейфовое согласование.
Пересчитаем по формуле (3.35) [1] входное сопротивление транзистора во входную проводимость
Активную составляющую входного сопротивления (проводимости) транзистора согласуем с волновым сопротивлением подводящей линии Ом с помощью четвертьволного трансформатора (последовательного шлейфа) с параметрами:
длина шлейфа
,
где ;
волновое сопротивление (3.27) [1]:
Ом
Из формулы (3.22) [1] находим ширину полоски
; мм
Реактивную составляющую входного сопротивления (проводимости) транзистора емкостного характера компенсируем параллельным короткозамкнутым шлейфом, входное сопротивление которого должно носить индуктивный характер (см. рис.5).
Рис. 5 Зависимость входного сопротивления
Длину шлейфа найдем по формуле (3.31) [1]:
где Ом; Ом
Ширина полоски шлейфа равна
; мм
Рассчитаем цепи согласования выходного сопротивления транзистора с микрополосковой линией с волновым сопротивлением
Ом на поликоре с ; мм.
По формуле (3.36)[1] пересчитаем выходное сопротивление транзистора в выходную проводимость
См
Активную составляющую выходного сопротивления (проводимости) транзистора согласуем с волновым сопротивлением МПЛ Ом с помощью четвертьволнового трансформатора (последовательного шлейфа) с параметрами:
длина шлейфа
см
волновое сопротивление (3.27) [1]:
Ом
мм
; мм
Задаемся волновым сопротивлением шлейфа Ом.
Длину шлейфа находим по формуле (3.32) [1]:
см
Ширина полоски шлейфа равна
; мм.
4. Выбираем схему питания и смещения транзистора по постоянному току. Считаем, что транзистор находится в типовом режиме работы по постоянному току (таблица П 1.1):
В; В; мА; В;
Задаемся током базового делителя
мА
Находим величины сопротивлений резисторов усилителя.
Ом; кОм,
где ток базы находят по формуле
Ом
;
Постоянные напряжения питания и смещения подаем на транзистор через высокочастотные дроссели в качестве которых используем четвертьволновые отрезки МПЛ и короткозамкнутые на конце по высокой частоте емкостями С2 и С4
3. Преобразователь частоты
Рассчитаем балансный смеситель на квадратном мосте (рис.6). Исходные данные: средняя несущая частота сигнала ГГц; коэффициент шума ШБС≤8; смеситель должен быть разработан на МПЛ; волновое сопротивление проводящих линий .
Для проводников применяем золото = .
Определяем волновое сопротивление для основной линии:
для шлейфов:
Ширина полоски основной линии и шлейфа (3.22) [1]:
мм мм
Эффективная диэлектрическая проницаемость для основной линии и для шлейфов:
Длину четвертьволновых отрезков основной линии и шлейфов (рис. 4.4а) находим по формуле:
где - длина волны в воздухе:
Толщина скин-слоя в проводниках:
=
Поверхностное сопротивление проводника:
=
Погонные потери проводимости находим по формуле (4.7) [1] для основной линии и шлейфов соответственно:
Потери проводимости отрезка основной линии и шлейфа соответственно:
Погонные диэлектрические потери в подложке МПЛ рассчитываем по формуле (4.10) [1]:
, , ,
Проверяем выполнение условия (3.3) [1]:
;
Так как , транзистор находится в режиме ОБУ.
S = |S|(cos(φ) + jsin(φ))
S11 = 0.14(cos(149˚) + jsin(-149˚)) = - 0.031 – j0.136
S12 = 0.093(cos(59˚) + jsin(59˚)) = -0.072 + j0.059
S21 = 3.29(cos(76˚) + jsin(76˚)) = 2.712+ j1.862
S22 = 0.623(cos(-30˚) + jsin(-30˚)) = 0.096 – j0.616
Рассчитаем транзисторный усилитель в режиме экстремального усиления. Коэффициент усиления транзисторного усилителя по мощности находим по формуле (3.10):
2. Коэффициенты отражения на входе и выходе (3.14) и (3.15) [1]:
где и найдем из выражений (3.16)÷(3.20) [1]:
Находим входное и выходное сопротивления АЭ (3.12) и (3.13) [1]:
3. Рассчитаем цепи согласования входного сопротивления транзистора с подводящей микрополосковой линией с волновым сопротивлением
Ом на поликоре с , мм.
Выберем двухшлейфовое согласование.
Пересчитаем по формуле (3.35) [1] входное сопротивление транзистора во входную проводимость
Активную составляющую входного сопротивления (проводимости) транзистора согласуем с волновым сопротивлением подводящей линии Ом с помощью четвертьволного трансформатора (последовательного шлейфа) с параметрами:
длина шлейфа
,
где ;
волновое сопротивление (3.27) [1]:
Ом
Из формулы (3.22) [1] находим ширину полоски
; мм
Реактивную составляющую входного сопротивления (проводимости) транзистора емкостного характера компенсируем параллельным короткозамкнутым шлейфом, входное сопротивление которого должно носить индуктивный характер (см. рис.5).
Рис. 5 Зависимость входного сопротивления
Длину шлейфа найдем по формуле (3.31) [1]:
где Ом; Ом
Ширина полоски шлейфа равна
; мм
Рассчитаем цепи согласования выходного сопротивления транзистора с микрополосковой линией с волновым сопротивлением
Ом на поликоре с ; мм.
По формуле (3.36)[1] пересчитаем выходное сопротивление транзистора в выходную проводимость
См
Активную составляющую выходного сопротивления (проводимости) транзистора согласуем с волновым сопротивлением МПЛ Ом с помощью четвертьволнового трансформатора (последовательного шлейфа) с параметрами:
длина шлейфа
см
волновое сопротивление (3.27) [1]:
Ом
мм
; мм
Задаемся волновым сопротивлением шлейфа Ом.
Длину шлейфа находим по формуле (3.32) [1]:
см
Ширина полоски шлейфа равна
; мм.
4. Выбираем схему питания и смещения транзистора по постоянному току. Считаем, что транзистор находится в типовом режиме работы по постоянному току (таблица П 1.1):
В; В; мА; В;
Задаемся током базового делителя
мА
Находим величины сопротивлений резисторов усилителя.
Ом; кОм,
где ток базы находят по формуле
Ом
;
Постоянные напряжения питания и смещения подаем на транзистор через высокочастотные дроссели в качестве которых используем четвертьволновые отрезки МПЛ и короткозамкнутые на конце по высокой частоте емкостями С2 и С4
3. Преобразователь частоты
Рассчитаем балансный смеситель на квадратном мосте (рис.6). Исходные данные: средняя несущая частота сигнала ГГц; коэффициент шума ШБС≤8; смеситель должен быть разработан на МПЛ; волновое сопротивление проводящих линий .
-
Выбираем подложку из поликора ( , ) толщиной .
Для проводников применяем золото = .
-
Выбираем смесительные диоды с барьером Шотки типа АА111Б. По таблице 4.1[1] находим ; ; . -
Расчет начинаем с проектирования СВЧ моста.
Определяем волновое сопротивление для основной линии:
для шлейфов:
Ширина полоски основной линии и шлейфа (3.22) [1]:
мм мм
Эффективная диэлектрическая проницаемость для основной линии и для шлейфов:
Длину четвертьволновых отрезков основной линии и шлейфов (рис. 4.4а) находим по формуле:
где - длина волны в воздухе:
-
Рассчитаем потери моста, для чего вычислим потери проводимости и диэлектрические потери в основной линии и шлейфах моста.
Толщина скин-слоя в проводниках:
=
Поверхностное сопротивление проводника:
=
Погонные потери проводимости находим по формуле (4.7) [1] для основной линии и шлейфов соответственно:
Потери проводимости отрезка основной линии и шлейфа соответственно:
Погонные диэлектрические потери в подложке МПЛ рассчитываем по формуле (4.10) [1]: