Файл: 1 Классификация и физический механизм работы вч и свч генераторов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 913
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Узкополосные согласующие цепи связи
Возбудители косвенного синтеза
Однополосная модуляция. Балансные модуляторы. Фильтры в однополосной аппаратуре.
Аналитическое сравнение ФМ и ЧМ.
Фазовая модуляция. Способы осуществления
Сигналы ЧМн формируются в возбудителе при скоростях передачи не более 1000 Бод.
Квадратурное представление сигнала
Радиоприемные и радиопередающие устройства
Раздел 1. Ведение. Принципы работы и классификация рПрУ
Принцип построения приемника прямого усиления
Принцип построения супергетеродинного приемника
Проблема дополнительных каналов приема в супергетеродине
Приемники прямого преобразования (с преобразованием на нулевую пч)
Приемники с цифровой обработкой сигнала
Пример. Радиовещательный приемник св диапазона
Пример. Приемник мобильной станции gsm 900
Ключевые режимы генератора с внешним возбуждением
Варакторные умножители частоты
Общие принципы построения схем
Схемы анодной цепи генератора.
Схемы питания цепей накала мощных генераторных ламп
Схема генератора с общей сеткой
Совместная работа генераторных ламп на общую нагрузку
Схемы широкодиапазонных генераторов
Схемы узкополосных генераторов
Синфазные мостовые схемы сложения мощностей
Амплитудные условия в автогенераторе
Стабильность частоты автогенератора
Схемы автогенераторов с колебательными контурами
Схемы кварцевых автогенераторов
Компенсационный метод синтеза частот
Применение автоподстройки частоты в
Устойчивость работы генератора с внешним возбуждением
Паразитные колебания в генераторе
Общие сведения об амплитудной модуляции
Коллекторная амплитудная модуляция
Усиление модулированных колебаний
Общие сведения об однополосной модуляции
Способ многократной балансной модуляции
Общие сведения об угловой модуляции
Спектр сигнала с угловой модуляцией
– емкость патрона (корпуса диода); СД- диффузионная емкость открытого перехода. Ключ Sмоделирует переход диода из закрытого состояния в открытое. Сопротивление утечки диода обычно составляет величину порядка 106 Ом и практически не влияет на работу варактора. Сопротивление RS резко меняется при переходе напряжения на диоде (е) через 0 . RS0- сопротивлениеRSв открытом состоянии перехода; RSЗ - в закрытом. Зависимость RS, СД и СБот напряженияна диоде представлена на рисунке 3.40. В рабочем для диода диапазоне частот индуктивностью выводов обычно можно пренебречь; тогда для минимизации потерь в диоде соответственно в закрытом и открытом состояниях необходимо выполнить условия
RSЗ<<1/ωСБ и Rр >>1/ωСД
Рисунок 3.40 – Эквивалентная схема варактора
Таким образом, диапазон рабочих частот варактора определяется интервалом
(3.54)
Кроме того, для уменьшения потерь из-за конечного времени восстановления ( tB ) необходимо выполнить условие
(3.55)
Заметим, что этим условиям удовлетворяют только специальные диоды, предназначенные для преобразовательных устройств. Например, детекторные диоды должны обладать в основном активной проводимостью ( т.е. для них не выполняется условие 3.54), а выпрямительные диоды из-за большого времени восстановления не могут быть использованы на высоких частотах (3.55).
При выполнении условий (3.54 - 3.55) диод можно в первом приближении считать нелинейной ёмкостью с малыми потерями.
Рассмотрим схемы варакторных умножителей частоты, представленные на рисунке 3.41. В первой схеме варактор непосредственно заземлён, что позволяет упростить проблему охлаждения, т.к. в качестве радиатора здесь может быть использован корпус устройства. В этой схеме параллельно диоду включена дополнительная емкость Сдоп, которая обычно определяется емкостью патрона диода, но возможно и подключение внешней ёмкости. ЁмкостьСдоп позволяет увеличить ток через диод и соответственно преобразуемую мощность. Однако в диапазоне СВЧ увеличение этой емкости часто приводит к появлению в рабочем диапазоне паразитного резонанса, частота которого определяется дополнительной ёмкостью совместно с индуктивностью выводов. На практике установлено, что паразитный резонанс можно вывести из рабочего диапазона частот, если
Яндекс.ДиректРасчет полупроводниковых системКомпьютерное моделирование p-n переходов, диодов, транзистров в COMSOL.Узнать большеcomsol.ru0+Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Генераторы сигналов KeysightРеволюционная технология Trueform. Гарантия 3 года. В наличии на складе в Москве.Узнать большеeriscom.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
SMG-1016M. VoIP по оптовым ценамв Екатеринбурге! SMG-1016M в наличии на складе. ELTEX. Заходите!Узнать большеeltexcm.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Генератор вч сигналов1, 2 канала. ГосРеестр. USB, LAN, RS-232. Звоните или покупайте онлайн!Узнать большеeliks.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
СдопБ (3.56)
Рисунок 3.41 – Схемы варакторных умножителей
Во второй схеме умножителя с последовательным включением диода условия теплоотвода естественно усложняются, т.к. оба электрода не имеют заземления. Роль дополнительной емкости в этой схеме выполняют конденсаторы С1 и С2.
Если условие (3.56) не выполняется, целесообразно перейти к последовательной схеме, где Сдоп может быть больше CБ [ 5] .
Фильтры во входной и выходной цепях обеспечивают согласование с источником возбуждения на входе и с нагрузкой на выходе. Вторая функция фильтров – разделение цепей входной и выходной частоты. Как правило, это достаточно сложные узкополосные фильтры.
При проектировании варакторных умножителей следует учитывать возможность появления параметрических колебаний с частотами Nω/2. Для их устранения необходимо исключить во входной и выходной цепях образование паразитных контуров с соответствующими резонансными частотами. Эта проблема становится особенно сложной при использовании в схеме умножителя многозвенных фильтров.
Определённые сложности возникают в варакторных умножителях при умножении колебаний с меняющейся амплитудой. Вследствие нелинейности емкости варактора, её среднее значение, определяющее настройку колебательной системы, зависит от амплитуды входных колебаний и приводит к нелинейности амплитудной характеристики. На динамической характеристике возможно появление участков с отрицательным сопротивлением и как следствие паразитной генерации. Для стабилизации средней емкости в схемах умножения применяют комбинированное, либо автоматическое смещение за счет постоянной составляющей тока диода.
Мощность и к.п.д. умножителя можно поднять путем включения в колебательную систему холостых (ненагруженных) контуров настроенных на промежуточные гармоники частоты возбуждения. Например, при утроении частоты холостой контур настраивается на вторую гармонику.
Яндекс.ДиректКольпоскопы «Алайф-Дафина»Узнать большеbstmed.ruЕсть противопоказания. Посоветуйтесь с врачом.Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Нужна микроволновка? от 2650 рубБольшой выбор микроволновых печей. Встраиваемые и отдельностоящие. Гриль. КонвекцияУзнать большеtechport.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Преобразователь частоты ONI M680Широкий ассортимент надежных моделей для насосного оборудования. От 0,75 кВУзнать большеoni-system.comСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Как сделать молниезащиту?Бесплатный расчет проекта Вашего объекта. Примеры расчетов молниезащиты. Смотрите!Узнать большеzandz.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Наиболее эффективны в схемах умножителей частоты « диоды с накоплением заряда» (ДНЗ), которые отличаются от обычных «диодов с нелинейной емкостью» (ДНЕ) очень малым, практически мгновенным временем восстановления, что обуславливает широкий спектр гармоник и соответственно большие мощности выходных колебаний при больших кратностях умножения.
В заключение настоящего раздела приведём пример схемы утроителя частоты с холостым контуром и автоматическим смещением (рисунок 3.42)
Рисунок 3.42 – Варакторный умножитель частоты
Вариант схемы варакторного умножителя с частичным отображением топологии печатной платы представлен на рисунке 3.43 [ 5 ].
Рисунок 3.43 – Умножитель частоты высокой кратности
СВЧ диапазона.
⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒
Из общей теории генераторов с внешним возбуждением (ГВВ) известно, что в его цепях протекают постоянные токи и переменные токи основной частоты (первой гармоники) и высших гармоник. В связи с этим при составлении схем генераторов необходимо исходить из следующих основных положений:
● Постоянные составляющие токов должны протекать через источник питания и основной потребитель энергии постоянного тока – электронный прибор. Все другие элементы принципиальной схемы, включенные по постоянному току последовательно или параллельно с электронным прибором приведут к дополнительным потерям энергии источника питания.
● Ток первой гармоники, генерируемый электронным прибором, должен протекать через полезную нагрузку. Включение любых элементов схемы (например, источника питания) последовательно или параллельно нагрузке приведет к дополнительным потерям колебательной мощности генератора.
● В схемах, которые будут рассмотрены ниже, для токов высших гармоник желательно обеспечить минимальное сопротивление внешних цепей, так как, создавая падение напряжения на элементах схемы, высшие гармоники могут вызвать существенное изменение режима генератора и, как следствие, уменьшение колебательной мощности и коэффициента полезного действия. Следует однако отметить, что в специальных режимах генератора (бигармоническом, «ключевом») высшие гармоники могут быть использованы и для повышения мощности и к.п.д..
Применяя рассмотренные условия к анодной цепи
, можно составить три идеальных схемы по переменному (Ia1,Ian) и постоянному току (Ia0) (рисунок 4.1). Очевидно, что наложение идеальных схем невозможно, поэтому на практике прибегают к помощи «блокировочных» элементов.
Рисунок 4.1 – Идеальные схемы анодной цепи
Такими элементами обычно служат конденсаторы, сопротивление которых на рабочей частоте должно быть минимальным, и катушки индуктивности (дроссели). Дроссель должен иметь максимально возможное сопротивление для переменного тока и минимальное для постоянного.
Блокировочные элементы всегда имеют конечную величину сопротивления, и обеспечить идеальное выполнение приведенных выше условий естественно не удается. Поэтому при выборе блокировочных элементов следует четко представлять с каким сопротивлением схемы надо сопоставлять сопротивление блокировочной емкости или дросселя.
Важное значение имеет правильный выбор места включения блокировочных элементов и источника питания. Рассмотрим две схемы включения источника питания. На рисунке 4.2а источник питания подключен между анодом лампы и контуром. Поскольку ни один из выводов источника питания не имеет заземления, его «паразитная» емкость относительно «земли» Cn оказывается включенной параллельно колебательному контуру. Паразитная емкость источника обычно довольно велика, в результате величина характеристического сопротивления контура
и эквивалентное сопротивление контура (Q´- нагруженная добротность) может оказаться недостаточной для обеспечения заданного режима по напряженности. Очевидно, что влияние паразитной емкости тем сильнее, чем выше частота генератора.
Рисунок 4.2 – Схемы включения источника питания
Исключить влияние емкости источника питания можно путем включения его в разрыв проводника, имеющего нулевой потенциал относительно земли (рисунок 4.2б). Аналогично следует поступать и с блокировочными элементами, которые также могут вносить в схему значительные емкости (вследствие значительных габаритов).
RSЗ<<1/ωСБ и Rр >>1/ωСД
Рисунок 3.40 – Эквивалентная схема варактора
Таким образом, диапазон рабочих частот варактора определяется интервалом
(3.54)Кроме того, для уменьшения потерь из-за конечного времени восстановления ( tB ) необходимо выполнить условие
(3.55)
Заметим, что этим условиям удовлетворяют только специальные диоды, предназначенные для преобразовательных устройств. Например, детекторные диоды должны обладать в основном активной проводимостью ( т.е. для них не выполняется условие 3.54), а выпрямительные диоды из-за большого времени восстановления не могут быть использованы на высоких частотах (3.55).
При выполнении условий (3.54 - 3.55) диод можно в первом приближении считать нелинейной ёмкостью с малыми потерями.
Рассмотрим схемы варакторных умножителей частоты, представленные на рисунке 3.41. В первой схеме варактор непосредственно заземлён, что позволяет упростить проблему охлаждения, т.к. в качестве радиатора здесь может быть использован корпус устройства. В этой схеме параллельно диоду включена дополнительная емкость Сдоп, которая обычно определяется емкостью патрона диода, но возможно и подключение внешней ёмкости. ЁмкостьСдоп позволяет увеличить ток через диод и соответственно преобразуемую мощность. Однако в диапазоне СВЧ увеличение этой емкости часто приводит к появлению в рабочем диапазоне паразитного резонанса, частота которого определяется дополнительной ёмкостью совместно с индуктивностью выводов. На практике установлено, что паразитный резонанс можно вывести из рабочего диапазона частот, если
Яндекс.ДиректРасчет полупроводниковых системКомпьютерное моделирование p-n переходов, диодов, транзистров в COMSOL.Узнать большеcomsol.ru0+Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Генераторы сигналов KeysightРеволюционная технология Trueform. Гарантия 3 года. В наличии на складе в Москве.Узнать большеeriscom.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
SMG-1016M. VoIP по оптовым ценамв Екатеринбурге! SMG-1016M в наличии на складе. ELTEX. Заходите!Узнать большеeltexcm.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Генератор вч сигналов1, 2 канала. ГосРеестр. USB, LAN, RS-232. Звоните или покупайте онлайн!Узнать большеeliks.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Сдоп
Рисунок 3.41 – Схемы варакторных умножителей
Во второй схеме умножителя с последовательным включением диода условия теплоотвода естественно усложняются, т.к. оба электрода не имеют заземления. Роль дополнительной емкости в этой схеме выполняют конденсаторы С1 и С2.
Если условие (3.56) не выполняется, целесообразно перейти к последовательной схеме, где Сдоп может быть больше CБ [ 5] .
Фильтры во входной и выходной цепях обеспечивают согласование с источником возбуждения на входе и с нагрузкой на выходе. Вторая функция фильтров – разделение цепей входной и выходной частоты. Как правило, это достаточно сложные узкополосные фильтры.
При проектировании варакторных умножителей следует учитывать возможность появления параметрических колебаний с частотами Nω/2. Для их устранения необходимо исключить во входной и выходной цепях образование паразитных контуров с соответствующими резонансными частотами. Эта проблема становится особенно сложной при использовании в схеме умножителя многозвенных фильтров.
Определённые сложности возникают в варакторных умножителях при умножении колебаний с меняющейся амплитудой. Вследствие нелинейности емкости варактора, её среднее значение, определяющее настройку колебательной системы, зависит от амплитуды входных колебаний и приводит к нелинейности амплитудной характеристики. На динамической характеристике возможно появление участков с отрицательным сопротивлением и как следствие паразитной генерации. Для стабилизации средней емкости в схемах умножения применяют комбинированное, либо автоматическое смещение за счет постоянной составляющей тока диода.
Мощность и к.п.д. умножителя можно поднять путем включения в колебательную систему холостых (ненагруженных) контуров настроенных на промежуточные гармоники частоты возбуждения. Например, при утроении частоты холостой контур настраивается на вторую гармонику.
Яндекс.ДиректКольпоскопы «Алайф-Дафина»Узнать большеbstmed.ruЕсть противопоказания. Посоветуйтесь с врачом.Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Нужна микроволновка? от 2650 рубБольшой выбор микроволновых печей. Встраиваемые и отдельностоящие. Гриль. КонвекцияУзнать большеtechport.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Преобразователь частоты ONI M680Широкий ассортимент надежных моделей для насосного оборудования. От 0,75 кВУзнать большеoni-system.comСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Как сделать молниезащиту?Бесплатный расчет проекта Вашего объекта. Примеры расчетов молниезащиты. Смотрите!Узнать большеzandz.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Наиболее эффективны в схемах умножителей частоты « диоды с накоплением заряда» (ДНЗ), которые отличаются от обычных «диодов с нелинейной емкостью» (ДНЕ) очень малым, практически мгновенным временем восстановления, что обуславливает широкий спектр гармоник и соответственно большие мощности выходных колебаний при больших кратностях умножения.
В заключение настоящего раздела приведём пример схемы утроителя частоты с холостым контуром и автоматическим смещением (рисунок 3.42)
Рисунок 3.42 – Варакторный умножитель частоты
Вариант схемы варакторного умножителя с частичным отображением топологии печатной платы представлен на рисунке 3.43 [ 5 ].
Рисунок 3.43 – Умножитель частоты высокой кратности
СВЧ диапазона.
1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 ... 40
Общие принципы построения схем
⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒
| |
Яндекс.Директ |
● Постоянные составляющие токов должны протекать через источник питания и основной потребитель энергии постоянного тока – электронный прибор. Все другие элементы принципиальной схемы, включенные по постоянному току последовательно или параллельно с электронным прибором приведут к дополнительным потерям энергии источника питания.
● Ток первой гармоники, генерируемый электронным прибором, должен протекать через полезную нагрузку. Включение любых элементов схемы (например, источника питания) последовательно или параллельно нагрузке приведет к дополнительным потерям колебательной мощности генератора.
● В схемах, которые будут рассмотрены ниже, для токов высших гармоник желательно обеспечить минимальное сопротивление внешних цепей, так как, создавая падение напряжения на элементах схемы, высшие гармоники могут вызвать существенное изменение режима генератора и, как следствие, уменьшение колебательной мощности и коэффициента полезного действия. Следует однако отметить, что в специальных режимах генератора (бигармоническом, «ключевом») высшие гармоники могут быть использованы и для повышения мощности и к.п.д..
Применяя рассмотренные условия к анодной цепи
, можно составить три идеальных схемы по переменному (Ia1,Ian) и постоянному току (Ia0) (рисунок 4.1). Очевидно, что наложение идеальных схем невозможно, поэтому на практике прибегают к помощи «блокировочных» элементов.
Рисунок 4.1 – Идеальные схемы анодной цепи
Такими элементами обычно служат конденсаторы, сопротивление которых на рабочей частоте должно быть минимальным, и катушки индуктивности (дроссели). Дроссель должен иметь максимально возможное сопротивление для переменного тока и минимальное для постоянного.
Блокировочные элементы всегда имеют конечную величину сопротивления, и обеспечить идеальное выполнение приведенных выше условий естественно не удается. Поэтому при выборе блокировочных элементов следует четко представлять с каким сопротивлением схемы надо сопоставлять сопротивление блокировочной емкости или дросселя.
Важное значение имеет правильный выбор места включения блокировочных элементов и источника питания. Рассмотрим две схемы включения источника питания. На рисунке 4.2а источник питания подключен между анодом лампы и контуром. Поскольку ни один из выводов источника питания не имеет заземления, его «паразитная» емкость относительно «земли» Cn оказывается включенной параллельно колебательному контуру. Паразитная емкость источника обычно довольно велика, в результате величина характеристического сопротивления контура
и эквивалентное сопротивление контура (Q´- нагруженная добротность) может оказаться недостаточной для обеспечения заданного режима по напряженности. Очевидно, что влияние паразитной емкости тем сильнее, чем выше частота генератора. Рисунок 4.2 – Схемы включения источника питания
Исключить влияние емкости источника питания можно путем включения его в разрыв проводника, имеющего нулевой потенциал относительно земли (рисунок 4.2б). Аналогично следует поступать и с блокировочными элементами, которые также могут вносить в схему значительные емкости (вследствие значительных габаритов).