Лабораторные практикумы / 2 Схемотехника телекоммуникационных устройств, радиоприемных устройств

мума. Нажатие на пиктограмму (рис.7.2.79) (Go To Branch), позволяет цветом выделять на семействе кривую, соответствующую некоторому значению емкости С8. С помощью линейки прокрутки выбираем значение емкости конденсатора С8, например 198 пФ,

и нажимаем на кнопку (рис.7.2.80). Этому значению емкости конденсатора С8 будет соответствовать кривая красного цвета и правым курсором, нажатием на пикто-

грамму (рис.7.2.57), (предварительно закрыв (рис.7.2.81) подменю

(рис.7.2.82) ) можно определять ее максимальное значение. Уменьшая шаг варьирования можно обеспечить наилучшее приближение к точному значению 465 кГц (отличие может составлять не более 1 кГц).

Аналогичный результат можно получить простым перебором значений емкости конденсатора С8 (не используя режим Stepping), выбирая график, соответствующий допустимому отклонению резонансной частоты от fпр = 465 кГц.

Для окончательно выбранного значения емкости конденсатора С8 определите полосу пропускания ПрЧ в режиме усиления. Выйдя из режима Stepping (установив в подменю

(рис.7.2.59) точку в рамке (рис.7.2.83) , нажмите кнопку (рис.7.2.76) ) проведите моделирование ПрЧ в частотной области (рис.7.17)

(рис.7.17), вычисляем коэффициент усиления на уровне 0,707. Нажатием на пиктограмму

на указанное значение коэффициента усиления. Значения коэффициента усиления на соответствующих частотах вместе с разницей (Delta) их значений указываются в двух строках под графиком. Величина полосы пропускания ПрЧ в режиме усиления для некоторого

451

значения емкости конденсатора С8 и параметров контура (рис.7.14) составляет примерно

33,6 кГц.

Приложите к отчету распечатку принципиальной схемы ПрЧ с указанием величины емкости конденсатора С8, соответствующей наилучшему приближению, а так же распечатку АЧХ преобразователя частоты (график аналогичный рис.7.14) с указанием значения резонансной частоты и полосы пропускания.

4.2.4 Расчет малосигнальных входных параметров преобразователя

Для определения малосигнального входного сопротивления преобразователя воспользуемся принципиальной схемой (рис.7.18)

Рис.7.18

В цепь эмиттера транзистора преобразователя Q1 включен гетеродин вместе с цепью связи (конденсатор С2). Параметры источника гармонического сигнала (GG) приведены в

подменю (рис.7.2.34) . Резистор R1 отражает внутреннее сопротивление источника ЭДС, конденсатор С2 является разделительным.

Расчет входного сопротивления выполняется по известным значениям комплексной величины напряжения на входе преобразователя и базового тока транзистора Q1. После-

довательно выполнив: Analysis → Dynamic AC… → Dynamic AC Limits, в подменю ука-

зываем форму представления комплексных значений токов и напряжений (рис.7.19) Подменю (рис.7.2.46) по внешнему виду и условиям анализа ничем не отличается от подменю (рис.7.2.46) . При активированной кнопке (рис.7.2.88) на экран выводятся малосигнальные значения комплекс-

ных напряжений в узлах, а при (рис.7.2.89) — токов в ветвях. Выводимые на экран монитора величины могут представляться в показательной или алгебраической форме, что выбирается установкой меток рядом с соответствующей надписью в рамке (рис.7.2.90) . При этом модуль комплексной величины быть безразмерным или в децибелах. Измерения проводятся на частоте, соответствующей средней часто-

452

те принимаемого диапазона: f0 = 1 МГц. Значения, вычисленных и предварительно рассчитанных, входного сопротивления и емкости, для постоянного тока коллектора транзистора Q1 в рабочей точке Iк0 = 1 мА, приведите в таблице 1.

Рис.7.19

4.2.5 Настройка контура входной цепи на среднюю частоту

Входная цепь, реализованная как одиночный колебательный контур, должна реализовывать три основные функции: обеспечивать требуемую избирательность по зеркальному каналу при максимально возможном, при допустимой неравномерности, значении коэффициента передачи. При этом контур входной цепи, перестраиваемый конденсатором переменной емкости или с помощью варикапов, одновременно и одинаково вместе с контуром гетеродина должен обеспечивать прием сигнала в заданном диапазоне частот. Отсутствие моделей отечественных варикапов, используемых в программе PSpice, как и зарубежных аналогов, не позволяют включать их в принципиальные схемы исследуемых устройств. В данной лабораторной работе (рис.7.20) роль варикапа (конденсатора переменной емкости) выполняет конденсатор С3. Параметры источника ЭДС гетеродина приведе-

ны в подменю (рис.7.2.34) .

453

Спектр тока коллектора транзистора и напряжения на нагрузке ПрЧ определяются при проведении анализа схемы во временной области для заданных уровней и частот напряжений сигнала и гетеродина. Переход в режим анализа осуществляется последовательным выполнением команд Analysis → Transient… → Transient Analysis Limits → Run.

Значения пределов анализа и исходные условия, вид кривых, выводимых на экран монитора, описаны в подменю (рис.7.3.1) (рис.7.24).

Рис.7.23

Кнопки на верхней строке означают:

(рис.7.3.2) -добавление строки, в перечень выводимых на экран монитора, содержание которой определяется положением курсора перед нажатием кнопки,

(рис.7.3.3) — удаление строки, выводимых на экран монитора результатов, номер которой

определяется положением курсора перед нажатием кнопки,

(рис.7.3.4) — ввод дополнительной информации в окно, определяемое положением

курсора,

(рис.7.2.55) — подменю, реализующее пошаговое изменение параметров компонентов

принципиальной схемы по закону, определяемому свойствами подменю

(рис.7.3.5) — подменю “свойства” описывающее возможности, предоставляемые МС9 при

анализе во временной области (изменение перечня выводимых кривых, цвета, расчет спектральных характеристик любой из выводимых зависимостей и др.)

(рис.7.3.6) — файл помощи. Окно

456

(рис.7.3.7) определяет пределы временного анализа; задается в формате:

верхняя граница, нижняя границ, шаг разбиения всего интервала анализа (можно задавать только верхний предел, что означает наличие только верхней границы анализа, например, t = 1 мсек, с нижней границей t =0),

(рис.7.3.8) — максимальный шаг разбиения заданного интер-

вала анализа.

Система МС9 выбирает наибольший интервал интегрирования, ограниченный лишь точностью, составляющей по умолчанию 0,01 на каждом интервале,

(рис.7.3.9) — число точек выводимых на печать (вместо изображения кривой

на экране монитора) при активизации пиктограммы (рис.7.3.10) в соответствующей строке,

(рис.7.3.11) — указывается температура, при которой проводится анализ,

или список температур, или закон ее изменения, (рис.7.3.12) — указывает число повторений вывода на экран монитора

результатов расчета, ранее сохраненных, при выборе в окне (рис.7.3.13) (варианты

расчета) с помощью линейки прокрутки опции Retrieve (восстановление)

(рис.7.3.14) — выбор с помощью линейки прокрутки способа

расчета выводятся на экран монитора без сохранения их на диске, Save – сохранение, результаты не выводятся на экран, а записываются на диске, Retrieve – восстановление, когда результаты расчета, записанные ранее на диске выводятся на экран, как полученные при моделировании,

(рис.7.3.16) — начальные значения переменных, используе-

мых при моделировании,

(рис.7.3.17) выбор строки предполагает использование в качестве начальных значений переменных

(рис.7.3.18) — нулевые (наиболее часто используемый вариант),

(рис.7.3.19) — считывать ранее записанные значения,

(рис.7.3.20) — однократно использовать текущие значения,

(рис.7.3.21) — расчет проводится количество раз, указанное в строке

(рис.7.3.22) . В качестве начальных значений используются, рассчитанные по

постоянному току, перед первым анализом во временной области.

(рис.7.3.23) — расчет режимов АЭ в рабочей точке по постоянному току,

(рис.7.3.24) — проводится только расчет по постоянному току (если помечается), (рис.7.3.25) — автоматический выбор пределов для результатов, представляемых на

457

экране монитора (если помечена строка),

(рис.7.3.26) — накапливает результаты моделирования (кривые, графики)

редактируемой схемы (если помечена строка).

Результаты моделирования могут быть представлены на одной или нескольких страницах (рис.7.3.27) , если есть указание в этой колонке.

(рис.7.3.28) — указывает номер рисунков, которые могут быть помещены в одну систему координат при совпадении номера. Пределы представления кривых выбираются из числа наибольших, для выводимых зависимостей.

(рис.7.3.29) — выражение или обозначение переменной по оси абсцисс,

(рис.7.3.30) — выражение или обозначение выводимой переменной по оси

ординат,

(рис.7.3.31) — пределы изменения аргумента на экране монитора по оси абсцисс,

(рис.7.3.32) — пределы изменения функции на экране монитора по оси ординат.

Крайние слева пиктограммы (рис.7.3.33) в каждой строке результатов позволяют выбирать способ изменения аргумента и функции в каждой системе координат, например, линейный по оси абсцисс и линейный по оси ординат.

Нажатие на пиктограмму (рис.7.3.34) предоставляют возможность выбора цвета кривой, выводимой на экран.

Результатом анализа является спектр, вычисленный на нагрузке ПрЧ и спектр тока транзистора Q1. Амплитуду напряжения на нагрузке Uн (рис.7.23) внесите в таблицу 2.

Повторите вычисления для нижней и верхней частоты диапазона принимаемых частот при неизменном значении тока Iк0 = 1 мА и воздействующих сигналов. Распечатки АЧХ входной цепи, соответствующие различным принимаемым частотам (аналог рис.7.21) приложите к отчету. Результаты вычислений внесите в таблицу 2.

4.2.7Влияние параметров цепей, подключаемых к ВЦ, на ее свойства

1.Влияние параметров антенны.

Для значения емкости С1, соответствующего максимальной емкости антенны, повторить моделирование и результаты внести в таблицу 2.

2. Влияние емкости связи входной цепи с преобразователем частоты (Ссв вх = С5) Повторите моделирование, выбрав значение емкости связи со входом ПрЧ

С5 = 1400 пФ. Результаты внесите в таблицу 2.

3. Влияние входного сопротивления ПрЧ на свойства ВЦ.

Установите режим работы транзистора ПрЧ по постоянному току, изменив значения резисторов R5, R6, R9 (рис.7.24), и, обладающий рабочей точкой, со значениями Iк0 2 мА, Uкэ0 3,6 В (рис.7.25). Из рис.7.24 видно, что отсутствие на рис.7.25 эквивалента антенны и гетеродина с цепями связи, не влияет на режим транзистора по постоянному току.

458

Рис.7.24

а)

459