Обоснование выбора умножителей частоты, Расчет третьего умножителя частоты - Передатчик спутниковой радиосвязи

Выбор варакторных умножителей частоты обусловлен невозможностью реализации (сложности реализации) транзисторных умножителей на полученных частотах.

Для увеличения частоты несущего колебания будем использовать умножитель частоты на 3 и два умножителя на 5, в которых нелинейным элементом умножения частоты будет параллельно подключенный варактор, предназначенный для работы при больших амплитудах колебания и больших значениях частотного диапазона.

Входная и выходная цепь представлена соответственно входным L1 C1 и выходным L2 C2 одиночными колебательными контурами настроенный на частоты FР и 5fР либо 3fР. Сопротивление автосмещения Rсм Обеспечивает режим работы варактора по постоянному току. Фильтр Lбл Cбл Служит для устранения ОС через источник питания.

Принципиальная схема такого умножителя частоты имеет вид:

Расчет третьего умножителя частоты

Рассчитаем умножитель частоты на варакторе по методике приведенной в [3]. Выберем варактор для умножителя по частоте и мощности.

    - исходные данные: - коэффициент умножения N=3; - входная частота FР= 2 ГГц; - входная мощность РН=1,167 Вт.

Выберем варактор АА607А из справочной литературе [4], выходная частота которого менее 15 ГГц и допустимая мощность РДоп =1 (Вт), большая рассеиваемой мощности варактора РРас =РН (1/ nE -1). Электронный КПД для умножителя частоты на 3 NE =0,7; тогда РРас = 0,49 Вт.

Основные параметрами варактора АА607А:

Гц, Вт, В, , В, с, Ф, Ф.

Рассчитаем режим работы варактора

Определим параметры необходимые для расчета:

Для увеличения выходной мощности применим режим с оптимальным, выберем режим со слабым открыванием перехода, тогда n=3, k=n -1=2, ? =0,8, М=1, v=1/3 .

Определим сопротивление потерь:

(4.4.1)

Найдем емкость варактора:

(4.4.2)

Рассчитаем оптимальный угол отсечки:

(4.4.3)

Нормированный n-ый коэффициент, рядя Фурье:

(4.4.4)

Сопротивление варактора по n-ой гармонике:

(4.4.5)

Сопротивление потерь по n-ой гармонике:

(4.4.6)

Полное сопротивление по n-ой гармонике:

(4.4.7)

Определим ток n-ой гармоники:

(4.4.8)

Найдем амплитуду заряда n-ой гармоники:

(4.4.9)

Вычислим амплитуду заряда 1-ой гармоники:

(4.4.10)

Максимальное мгновенное напряжение на варакторе:

(4.4.11)

Определим амплитуду первой гармоники тока варактора:

(4.4.12)

Сопротивление варактора по первой гармонике:

(4.4.13)

Определим нормированный коэффициент первой гармоники:

(4.4.14)

Определим нормированный коэффициент первой гармоники с :

(4.4.15)

Определим сопротивление потерь варактора по первой гармонике :

(4.4.16)

Тогда найдем полное сопротивление варактора по первой гармонике :

(4.4.17)

Вычислим мощность первой гармоники поглощаемая варактором :

(4.4.18)

Определим нормированный коэффициент гармоники по постоянному току:

(4.4.19)

Определим нормированный коэффициент по постоянному току с :

(4.4.20)

Мощность постоянного тока отдаваемая варактором во внешнюю цепь:

(4.4.21)

Мощность рассеваемая варактором:

(4.4.22)

Определим электронный КПД варактора:

(4.4.23)

Рассчитаем корректирующую цепочку

Вычислим сопротивление автосмещения:

(4.4.24)

Определим емкость по первой гармонике:

(4.4.25)

Определим емкость по n-ой гармонике:

(4.4.26)

Определим корректирующую емкость:

(4.4.27)

Определим блокировочную индуктивность:

(4.4.28)

Рассчитаем величину емкости Сбл:

, где Rап0,1RСм, RАп (Ом), (4.4.29)

СБл=4,699-10-5 Ф.

Определим параметры входной и выходной цепи:

Решим систему уравнений (4.2.1.30), связывающую входные, выходные параметры фильтров цепей умножителя:

(4.4.30)

В результате получим:

СВЫХ = 2,291-10-15 (Ф), LВЫХ = 0,304 (мкГн), СВХ = 0,657-10-13 (пФ), LВХ = 0,011(мкГн).

Похожие статьи




Обоснование выбора умножителей частоты, Расчет третьего умножителя частоты - Передатчик спутниковой радиосвязи

Предыдущая | Следующая