17 | 08 | 2017
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 2824
Просмотры материалов : 7614222

Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Yahoo]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 102 гостей
  • 4 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИЕМО-ПЕРЕДАТЧИКОВ PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
20.10.2011 07:06

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИЕМО-ПЕРЕДАТЧИКОВ

У будь-якому електронному пристрої, як відомо, можна виділити ряд окремих вузлів, кожен з яких виконує свою певну функцію. Наприклад, такі функціональні частини як підсилювачі низьких і високих частот, різні фільтри, індикатори, джерела живлення і ін

Одними з найважливіших частин, що визначають основні параметри приймально-передавальних засобів, є задають високочастотні (ВЧ) генератори - автогенератори. Ці вузли генерують ВЧ-коливання, необхідні для роботи даних пристроїв.

Як відомо в конвертерах і в супергетеродинних приймачах відбувається перетворення вхідної частоти - частоти радіостанції, що приймається. При цьому після перетворення вихідна частота являє собою різницю або суму вхідної частоти (частоти радіостанції) і частоти, що генерується спеціальним вбудованим генератором - гетеродином. Це дозволяє за допомогою конвертерів здійснювати прийом на радіоприймач радіосигналів у інших радіодіапазонах (наприклад. КВ-радіосигналів на СВ-радіо, радіостанції УКВ-діапазону 65-74 МГц на УКХ-радіоприймач з діапазоном 87-108 МГц і т.д), а в супергетероданних приймачах принцип перетворення частот дозволяє досягати високої чутливості та вибірковості.

У радіопередавачах частота генератора, що задає, як правило. є несучою. У складних конструкціях іноді використовується принцип множення частоти, тобто частота несучої в кілька разів вище частоти задаючого генератора. Передача інформації здійснюється амплітудної або частотною модуляцією (AM, ЧМ) несучої. Після відповідного посилення промодулірованних ВЧ-коливання (ВЧ-сигнал) надходять в передавальну (випромінюючу радіохвилі) антену.

У найпростіших передавачах промодулірованних за допомогою досить простих ланцюгів ВЧ-коливання, створені задає генератором. з його виходу відразу надходять в антену. Часто це відбувається з мінімальним узгодженням (або без узгодження) з антеною. Тому параметри таких малопотужних передавачів в дуже великій мірі залежать від параметрів генератора, що задає - стабільності частоти, коефіцієнта гармонік, амплітуди ВЧ-коливань, потужності генератора і т.д. Потужність найпростіших передавачів порівняно не висока. і дальність зазвичай обмежується декількома сотнями метрів.

У генераторах - автогенераторах, що використовуються в конвертерах, приймачах і передавачах, транзистори зазвичай включають за схемою із загальною базою (ПРО) або із загальним колектором (ОК). У схемах з ПРО вихідний опір, а в схемах з ОК вхідний опір мають великі величини. Вони вносять невеликі загасання в резонансні контури, що входять до складу генераторів і включені на виході і вході даних схем відповідно. Це сприяє поліпшенню стабільності частот і амплітуд коливань, що генеруються.

Вплив змін параметрів транзисторів (від температури, часу, зміни напруги харчування і т.д.) на генеруються частоти зменшують, включаючи відповідні резистори в ланцюзі колекторів і емітерів цих транзисторів (вводять негативні зворотні зв'язки). Для підвищення, стабільності частот автогенератори часто живлять через стабілізатори напруги.

У схемах високочастотних генераторів на біполярних транзисторах, що забезпечують задовільну роботу на частотах до десятків мегагерц, широко застосовують трьохточкові схеми. Оптимальна величина позитивного зворотного зв'язку в схемах індуктивних трехточек (рис. 1.1, а, б) встановлюється вибором місця положення відводу від витків котушки L 1, а у схемі трехточкі з ємнісним дільником (рис. 1.1, в) - вибором відносини ємностей СЗ/С4 .

На частотах десятки і сотні мегагерц добре працюють генератори на біполярних транзисторах за схемою, представленою на рис. 1.1. Р. Оптимальна величина зворотного зв'язку для цієї схеми встановлюється підбором величини ємності конденсатора С, включеного між колектором і емітером транзистора генератора.

У всіх схемах генераторів для нормальної і стійкої їх роботи слід застосовувати транзистори з граничними частотами в принаймні в 2-3 рази вище робочих частот даних генераторів.

11.jpg

Рис.1.1. Приклади схем задаючих генераторів на біполярних транзисторах.

При повторенні наведених схем рекомендовані наступні значення елементів (а, б, в - частота 100 кГц -10 МГц, r - частота 10 МГц - 100 МГц).

Для схеми на рис. 1.1, а:

R1 = 220-270, R2 = 47-100, Р3 = 2.4к-3.3к, R5 = 560-750;

С2 = 0.01, С3 = 0.01, С4 = 1000-0.1;

R4 - залежить від режимів транзистора (струм, напруга);

З 1 - залежить від частоти генератора. Для схеми на рис. 1.1,6:

R1 = 100-150, R2 = 10-20, К3 = 8.2к-12к, R5 = 560-750;

C2 = 0.01, С3 = 0.01, С4 = 1000-0.1;

R4 - залежить від режимів транзистора (струм, напруга); ємність С1, параметри L1 і L2 залежать від частоти генератора. Для схеми на рис. 1.1, в:

R1 = 3-30K, R2 = 3-30K (зазвичай R1 = R2), Р3 = 240-1к;

С2 = 220, С3 = 820, С4 = 910;

R1 - залежить від режимів транзистора (струм, напруга); ємність С1, параметри L1 залежать від частоти генератора. Для схеми на рис. 1.1.г:

Р1 = 1.5к, Р2 = 3.9к. К3 = 2.2к:

С2 = 10-100. С3 = 1000-2200, С4 = 1000-0.01.

Ємність С 1. параметри L 1 залежать від частоти генератора. Зміною значення ємності С2 встановлюється величина зворотного зв'язку (позитивної!). У деяких варіантах даної схеми резистор R3 шунтується конденсатором. При виборі елементів і настройці схеми необхідно враховувати, що недостатня глибина зворотного зв'язку (позитивної) призводить до нестійкої роботи схеми - до відсутності або зриву генерації, надлишкова - до появи гармонік основної частоти.

У генераторах можуть бути використані будь високочастотні транзистори, наприклад, ГТ311, ГТ313, КТ315, КТ361, КТ3102, КТ3107 і багато ін

Відбір потужності від генераторів можна проводити за допомогою індуктивного або ємнісний зв'язку. Щоб навантаження можливо менше впливала на генерируемую частоту, зв'язок має бути слабкою.

Схеми генераторів можуть бути побудовані з використанням польових транзисторів. При цьому можуть бути використані як польові з каналом р-(наприклад. Клюз) або п-типу (наприклад, КПЗОЗ), так і польові транзистори з ізольованим затвором - МОП-транзистори

12.jpg

Рис.1.2. Приклади схем задаючих генераторів на польових транзисторах з ізольованими затворами.

(Наприклад, КП305). В останньому випадку схеми відрізняються простої структурою і високими параметрами.

На рис. 1.2 представлені приклади схем генераторів, побудованих на польових транзисторах з ізольованим затвором - МОП-транзисторах.

У даних схемах генераторів можуть бути використані, наприклад, МОП-транзистори 2П305, КП305 та ін

Конкретний вибір варіанта схеми (1.2.а-1.2.г) залежить як від способу порушення та відбору потужності, так і від типу використовуваного транзистора. Найбільш простими є схеми на рис. 1.2. а і 1.2.6 при використанні транзисторів з ізольованими затворами КП305Ж, КП305Е і транзисторів з аналогічними характеристиками типу 2П305. У цьому випадку для даних схем використовуються тільки елементи LI, C1. Т1. Саме ці варіанти будуть використані в передавачах з задають генераторами на польових транзисторах - МОП-транзисторах. Використання подібних схем дозволяє створювати мініатюрні радіопередавачі. володіють відмінними параметрами. При цьому сам передавач можна вмістити в обсязі 1 кубічного сантиметра, а разом з мініатюрним мікрофоном - 1.5-2.

Важливими елементами приймачів і передавачів є також підсилювачі низьких і високих частот - УНЧ, УВЧ.

У підсилювачах низьких частот (УНЧ) передавачів і приймачів можуть бути використані різні схеми підсилювачів як на транзисторах, так і на інтегральних схемах (ІС).

На рис. 3 січня представлені можливі варіанти схем попередніх підсилювачів низьких частот - УНЧ.

Звичайно як джерел сигналів для УНЧ передавачів використовуються мікрофони (динамічні, елекгретние, конденсаторні і т.д.), для УНЧ приймачів - попередні каскади цих пристроїв, наприклад, детектори - каскади, детектуючі сигнали з амплітудною або частотний модуляцій.

Для схеми УНЧ на рис. 1.3.а оптимальний вибір номіналів резисторів залежить від вихідного опору попереднього каскаду, вхідного опору подальшого, типу і коефіцієнта посилення застосовуваного транзистора. У дужках дані значення резисторів при використанні мікрофону, типові значення елементів дані для напруги на колекторі 4-5 В при струмі колектора 1к = 1 мА.

К1 = 1к-100к (1к-5к). К2 = 300К-1.5м (500К), К3 = 2к-20к (5к):

С1 = 4.7мкФ.

13.jpg

Рис.1.3. Приклади схем попередніх УНЧ.

T1-КТЗ 15, КТЗ 102 і аналогічні, бажано з коефіцієнтами підсилення не менше 100.

Схема на рис. 1.3.6 відрізняється великим посиленням, великим вхідним опором і меншим вихідним опором у порівнянні з попередньою схемою. Застосування інтегральних схем дозволяє не тільки підвищити багато параметрів підсилювачів, але й істотно спростити їх настройку.

Для схеми, що використовує ІС 122УС1Д, можна застосовувати напругу живлення від 6 В до 12В. При ІС з іншими літерними індексами величина напруги живлення повинна відповідати паспортним даним.

Номінали елементів:

К1 = 1к-100к (при використанні мікрофону - М = 1к-5к);

С1 = 4.7мкф-20.0мкФ (4.7мкФ), С2 = 4.7мкф-20.0мкФ (4.7мкФ), СЗ = 4.7мкф-20.0мкФ (4.7мкФ).

На ріс.1.3.в, м представлені схеми з використанням операційних підсилювачів (ОУ).

Дані схеми забезпечують ще більше посилення, більше вхідний опір і меншу вихідну, більшу амплітуду неспотвореного вихідного сигналу в порівнянні з попередніми схемами підсилювачів низьких частот.

Вхідні опору визначаються значеннями вхідних резисторів - R1. Коефіцієнти підсилення даних (К) схем залежать від співвідношень резисторів в ланцюгах зворотних зв'язків. Для схеми на рис. I.З.в-K = (R2 + R3) / R3, для схеми на рісЛ.З.г - K = R2/R3.

Схеми з використанням операційних підсилювачів можуть мати однополярної (і навіть знижений щодо рекомендованого паспортного значення) харчування. У цьому випадку неінвертуючий входи підключаються до резисторні делителям з метою подачі на ці входи необхідного зсуву, який дорівнює половині напруги живлення.

Вибір конкретних схем попередніх підсилювачів залежить від поставлених завдань.

Існує ще один тип УНЧ. Ці варіанти УНЧ використовуються досить часто, тому їх доцільно розглянути. Такими пристроями є вихідні підсилювачі низької частоти володіють підвищеною потужністю. Дані підсилювачі є кінцевими каскадами в структурі багатьох пристроїв.

На рис. 1.4.а, б представлені схеми вихідних каскадів підсилювачів низької частоти з використанням спеціалізованих інтегральних

14.jpg

Рис. 1.4. Схеми вихідних каскадів УНЧ на К174 УН4А (а) і на ОУ К548УН1А (б).

мікросхем (ІС) серії 174 і відповідних схем на операційних підсилювачах (ОУ).

Номінали резисторів і конденсаторів для даних схем залежать від вихідних опорі попередніх каскадів, необхідних коефіцієнтів підсилення, внутрішнього опору і потужності використовуваних навантажень - гучномовців (динаміків).

Приклади рекомендованих номіналів елементів для схеми УНЧ на основі ІС К174УН4А представленої на рис. 1.4.а (в дужках - типові значення елементів):

ІС - К174УН4А;

К1 = 1к-10к (5к), К2 = 200-2к (1.8к), R3 = 1 Ом;

С1 = С2 = 4.7мкФ-50.0 (10.0), С3 = 20.0-200.0 (50.0), С4 = 200.0, С5 = 0.1-1.0 (1.0), Сб ^ ЮО.0-1000.0, С7 = 50.0-200.0 (для опору динаміка 4-8 Ом, опір вище - ємності С6 і С7 менше);

Номінал резистора R2 задає коефіцієнт підсилення.

Ланцюжок R3-C5 виключає порушення підсилювача на високих частотах. Для виключення порушення по ланцюгу харчування доцільно ^ зашунтувати конденсатор Сб керамічної ємністю 0.1мкФ. Допустима напруга живлення - 5-10 В.

Основні параметри, особливості застосування і подальшої експлуатації даної ІС наводяться у відповідній технічній літературі,

Приклади рекомендованих номіналів елементів для схеми УНЧ на основі ОУ К548УН1А, представленої на рис. 1.4.6 (в дужках - типові значення елементів):

ІС-ОУ К548УН1А;

К1 = 1к-100к (47к), R2 = 200-10K (1к), К3 = 1к-100к, К4 = 100к-300К (240K); R5 = 1-100M;

С1 = С2 = 0.22мкФ-50.0 (1.0. Можна не оксидні), С3 = 10.0-200.0 (50.0). С4 = 200.0-1000.0. С5 = 50.0-500.0. (Для опору динаміка 4-8 Ом. Якщо його опір вище - місткості С4 і С5 можуть бути менше), С6 = 0.1-1 мкФ;

Т1-КТ815, Т2-КТ814.

Допустима напруга живлення - 9-3 0В.

Основні параметри, особливості застосування і подальшої експлуатації даної ІС наводяться у відповідній технічній літературі.

Можна використовувати інші види операційних підсилювачів, наприклад, серій 140, 153, 157 і ін Для варіанта схеми УНЧ на основі даних ОУ, що використовує однополярної харчування, необхідно передбачити напруга зсуву на неінвертуючий вході ОП, яка повинна дорівнювати 1 / 2 напруги живлення.

Вихідні транзистори у наведеній схемі на основі ОУ К548УН1А працюють без початкового зсуву. При появі спотворень на малих сигналах, спотворення типу "сходинка", можна подати на бази вихідних транзисторів невеликий зсув: база Т1 підключається через резистор (1к-10к, менший резистор для УНЧ більшої потужності) на "+" харчування, база Т2 - аналогічно ( 1к-10к) на "землю", при цьому між базами транзисторів встановлюється резистор (50-500, необхідно підлаштовувати), що задає струм спокою -1-10 мА. Величина необхідного струму спокою залежить від потужності УНЧ. Для УНЧ більшої потужності потрібно більший струм спокою - 10-20 мА.

При використанні підсилювача в якості телефонного (навантаження-телефони) можна на виході застосувати транзистори меншої потужності. Наприклад, Т1 - КТ315 і Т2 - КТ361, для більшої потужності УНЧ і меншого опору навантаження можна використовувати транзистори кілька більшої потужності - Т1-КТ503 і Т-КТ502, або аналогічні. Ще більша потужність УНЧ зажадає більш потужних транзисторів, наприклад, КТ814, КТ815. Вибір конкретної схеми і відповідних вихідних транзисторів визначаються опором навантаження, необхідної вихідною потужністю УНЧ, джерелом живлення, особливостями конструкції та експлуатації.

Номінали резисторів R2 і R3 задають коефіцієнт підсилення:

K = (R2 + R3) / R2.

При усуненні порушення по високих частотах на виході підсилювача, як і в ^ схемою на рис. 1.4.а, передбачена RC-ланцюжок (R5.C6), зазвичай 1 Ом і 0.1 мкФ. Для виключення порушення по ланцюгу харчування доцільно зашунтувати конденсатор С6 керамічної ємністю 0.1-1.0мкф.

Підсилювачі високої частоти (УВЧ) і електроживлення пропонованих нижче пристроїв будуть розглянуті у відповідних розділах нижче.

 
Для тебя