Главное


Автогенератор гармонического сигнала мегагерцового диапазона

Цель данной работы создать автогенератор гармонического сигнала с перестраиваемой частотой. Перестройку частоты необходимо выполнять в пределах . Также необходимо автогенератор согласовать с нагрузкой , при амплитуде напряжения на нагрузке в .

2) Предварительный анализ всех пунктов технического задания (ТЗ) с выделением первостепенных и косвенных требований:

Первостепенным пунктом стоит считать изменение частоты автогенератора, в состав любого автогенератора входит частотно-селективное звено, а также положительная обратная связь, тогда, как правило, для получения отличной от исходной частоты нужно изменить параметры этого звена. Другим первостепенным пунктом является согласование нагрузки с автогенератором, данную задачу можно решить несколькими способами, которые мы рассмотрим ниже. Также, ввиду изменений частоты должна изменяться амплитуда колебаний на выходе, таким образом, мы должны обеспечить стабильность амплитуды в заданном диапазоне частот.

) Обзор возможных подходов к решению поставленной задачи:

В этом пункте рассмотрим базовые схема для реализации задачи:

а) RC - автогенератор (рис.1). Как видно из названия в качестве частотно-селективного звена выступает RC - фильтр. Есть несколько разновидностей данного генератора - на мосте Вина, на двойном «Т» образном мосте, фазосдвигающий генератор. Все эти генераторы характеризуются высокой стабильностью генерируемого сигнала. Также в данных схемах достаточно просто реализовать изменение частоты(с помощью сдвоенного потенциометра, в случае фазосдвигающего генератора строенного). Однако у этих схем есть один принципиальный недостаток в нашем случае, они обычно используются для генерации в диапазоне низких частот.

Рис.1 Автогенератор на мосте Вина (соединенные последовательный и параллельный RC контура).

б) LC - автогенераторы. В данных автогенераторах в качестве фильтра используются LC цепочки. У данного типа автогенераторов также есть несколько видов реализаций - трансформаторные АГ (рис.2), трехточки (индуктивная и емкостная). В трансформаторных АГ для реализации ПОС используется трансформатор, который в результате передачи колебаний инвертирует фазу сигнала. Трехточечные АГ более интересные, т.к. в данном случае выполнение баланса фаз выполняется без применения трансформатора, а с помощью LC контура, в котором элементы имеют разный характер реактивности (например, 2 емкости и 1 индуктивность или наоборот). LC-автогенераторы позволяют генерировать высокочастотные колебания. Также в этом типе генераторов можно придумать схему регулировки частоты.

Рис.2 генератор Мейснера (с трансформаторной связью на каскаде с ОЭ)

) На основе анализа предыдущего пункта - обоснованный выбор базовой схемы предполагаемой реализации:

Как можно выяснить из предыдущего пункта для выполнения ТЗ наиболее подходит LC автогенератор. Как правило, LC автогенераторы способны выдавать стабильную частоту. Основным показателем нестабильности является индуктивность (сильно зависит от параметров окружающей среды), поэтому реализуем схему минимально зависящую от частоты - емкостную трехточку на каскаде с общим истоком (рис.3). Выбор полевого транзистора связан с очень низким током протечки, а также с хорошими частотными свойствами и легким учетом емкостей данного транзистора.

Рис.3

Также в данной схеме достаточно просто и изящно можно реализовать изменения частоты (об этом ниже). Также основные уравнения данной схемы (баланс фаз, баланс амплитуд) достаточно просто выводятся при рассмотрении эквивалентной схемы транзистора и подключенного к нему пассивного четырёхполюсника состоящего из 3х элементов.

) Разработка полной принципиальной схемы:

На основании ТЗ, а также выбранной базовой схемы разработаем удовлетворяющую нас схему. В основную схему внесем схему регулировки частоты, для этого заменим конденсаторы (рис.3) на обратно смещенные варикапы. Для того чтобы управлять варикапами (т.е. управлять емкостью варикапа) необходимо приложить некоторое положительное смещение к ним. Изначально была идея использовать элементарный делитель напряжения, однако, изучив параметры варикапов, выло решено использовать УПТ для большего диапазона напряжений. В истоковой цепи УПТ (рис.4) подключен переменный резистор для регулировки падения напряжения на затворе, тем самым для регулировки выходного напряжения.

Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме

Исследование методов помехозащищенности радиотехнических систем
Проблема повышения помехозащищенности систем управления и связи является весьма острой и до сих пор не нашла своего решения в большинстве прикладных задач. Решению этой проблемы способс ...

Исследование алгоритма оценивания стохастических динамических систем
Целью данной работы является исследование алгоритма оценивания стохастических динамических систем называемого Фильтром Калмана. Задачей работы помимо исследования алгоритма является реа ...

Измерение параметров радиолокационного сигнала
Исходные соотношения. Критерий оптимальной оценки параметров сигнала: Пусть на вход приемника поступает аддитивная смесь сигнала и шума: ; где: - вектор случайных ...

www.domen.ru © 2019