• Главная
• Юридпсихология
• Этика эстетика
• Электротехника
• Эктеория
• Физика
• Управление персоналом
• Уголовный процесс
• Уголовное право
• Схемотехника
• Стратегический менеджмент
• САПР
• Ресторанно-гостиничный бизнес бытовое обслуживан
• Реклама и PR
• Режущий инструмент
• Неопределено
• Метрология
• Матметоды в эк-ке
• Исторические личности
• Искусство и культура
• Информатика
• Иностранные языки
• Гражданское процессуальное право
• Гражданское право
• Государственное регулирование и налогообложение
• Сонник
• Карта сайта

Проектирование модуля АФАР
	1,1288 Вт;
Электронный КПД:	ηэ=48,72%;
Рассеиваемая мощность:	0,634064 Вт;
Диссипативная составляющая сопротивления нагрузки:	R1вых УЧ=180,013 Ом;
Реактивная составляющая сопротивления нагрузки:	X1вых УЧ=40,34 Ом;
Выходная мощность	Pвых УЧ=0,55 Вт;
Коэффициент умножения	n=2;
Угол отсечки	56,0 °;
Входная частота	fвх=0,25 ГГц;
Напряжение питания	E0=19,0 В.

4.2.2. расчет элементов принципиальной схемы умножителя частоты

Опираясь на проведенный расчет, получаем:

а) Входная цепь (параллельная схема с автосмещением, рис. 7).

0,579 Ом;

Выбираем R2: С2-33Н-0,5-0,560 Ом±5%;

R1вх=R1вх УЧ=5,495 Ом;

Аналогично вышесказанному:

;

Выбираем С7: КМ-6-М1500-0,011 мкФ.

;

б) Выходная цепь и фильтр-пробка (C9, C10, L7, рис. 8).

;

R1вых=R1вых УЧ=180,013 Ом.

Аналогично:

;

Выбираем С11: К10-17-1-П33-17,68 пФ.

Емкость C8 и индуктивность L6 служат для защиты источника питания от токов высокой частоты. Номинал C8 рассчитывается из соображений того, чтобы ее сопротивление по высокой частоте было крайне мало, а номинал L6 выбирается таким, чтобы ее сопротивление по высокой частоте было велико. Номиналы L2 и C3 в п. 4.1.2. выбираются из аналогичных соображений.

;

Выбираем С8: К10-17-1-П33-630 пФ.

;

Фильтр-пробка (C9, C10, L7) служит одновременно для выделения колебаний двой­ной (вы­ход­ной) частоты и подавления колебаний входной частоты, чтобы они не про­хо­ди­ли на выход модуля АФАР. Делается это следующим образом. Индуктивность L7 и емкость C9 образуют последовательный колебательный контур, причем их номиналы подбираются так, чтобы резонансная частота этого контура ωрез посл совпадала с частотой входного колебания ωвх. Как известно, сопротивление последовательного колебательного контура на резонансной частоте равно нулю, и, следовательно, колебания входной частоты закорачиваются на землю и на выход модуля не попадают. В то же время, L7 и C10 тоже образуют колебательный контур, но параллельный, причем их номиналы подбираются так, чтобы резонансная частота этого контура ωрез паралл совпадала с частотой выходного колебания ωвых. Сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте стремится к бесконечности, поэтому колебания выходной частоты попадут на выход практически без потерь.

;

Выбираем С10: К10-17-1-П33-8,8 пФ.

, где n=2 — коэффициент ум­но­же­ния частоты;

Выбираем С9: К10-17-1-П33-26,5 пФ.

;

4.3. расчет СОГЛАСУЮЩих ЦЕПей

Расчет проведен с помощью программы MATCHL, разработанной на каф. 406.

4.3.1. расчет входной СОГЛАСУЮЩей Г-ЦЕПи

Импеданс генератора RS=50 Ом; XS=0;

Импеданс нагрузки RL=R1вх УМ=0,523 Ом; XL=X1вх УМ=4,492 Ом;

Ненагруженная добротность цепи=100;

;

;

X1=-5,140664, X2=0,5948922

Коэффициенты фильтрации второй и третьей гармоник:

K2=67,46906 дБ; K3=87,08565 дБ;

Контурный КПД: ηконт=0,902736;

Полоса пропускания 10,28133%.

;

;

Выбираем С2: К10-17-1-П33-124 пФ.

4.3.2. расчет межкаскадной СОГЛАСУЮЩей Г-ЦЕПи

Импеданс генератора RS=R1вых УМ=166,9 Ом; XS=X1вых УМ=5,44 Ом;

Импеданс нагрузки RL=R1вх УЧ=5,496 Ом; XL=X1вх УЧ=-3,495 Ом;

Ненагруженная добротность цепи=55;

;

;

X1=-30,62967, X2=33,29518

Коэффициенты фильтрации второй и третьей гармоник:

K2=55,77115 дБ; K3=75,38773 дБ;

Контурный КПД: ηконт=0,9014694;

Полоса пропускания 18,45297%.

;

;

Выбираем С6: К10-17-1-П33-5,2 пФ.

4.3.3. расчет выходной СОГЛАСУЮЩей П-ЦЕПи

а) Левая часть П-цепи

Импеданс генератора RS=R1вых УЧ=180,0 Ом; XS=X1вых УЧ=40,3 Ом;

Импеданс нагрузки RL=10,0 Ом; XL=0;

Ненагруженная добротность цепи=60;

;

;

X1.1=-42,42937; X2.1=42,31098;

Коэффициенты фильтрации второй и третьей гармоник:

K2=50,30438 дБ; K3=69,92097 дБ;

Контурный КПД: =0,9312816;

Полоса пропускания 24,25356%.

;

;

Выбираем С12: К10-17-1-П33-7,5 пФ.

б) Правая часть П-цепи

Импеданс генератора RS=10,0 Ом; XS=0;

Импеданс нагрузки (RL=50,0 Ом; XL=0);

Ненагруженная добротность цепи=80;

;

;

X1.2=-24.99998; X2.2=20;

Коэффициенты фильтрации второй и третьей гармоник:

K2=35,83519 дБ; K3=55,45177 дБ;

Контурный КПД: =0,975;

Полоса пропускания 50%.

;

;

Выбираем С13: К10-17-1-П33-12,7 пФ.

;

Общий контурный КПД: ;

5. конструкция модуля АФАР

5.1. Выбор элементной базы

В принципе устройство может быть изготовлено с использованием микрополосковой технологии1, поскольку в диапазоне 0,25… 1 ГГц такая технология применяется достаточно широко, но в нашем случае получается реализовать изделие на сосредоточенных элементах, поскольку нам удалось выбрать сосредоточенные резисторы и конденсаторы для данного диапазона частот (пп. 4.1. и 4.2.). Внешний вид и геометрические размеры выбранных элементов показаны на рис. 13… 17.

Так как стандартные индуктивности рассчитанных нами номиналов (пп. 4.1. и 4.2.) отсутствуют в номенклатуре элементной базы, производимой радиоэлектронной промышленностью, мы изготовим индуктивности из отрезков прямых проводников диаметром 0,5 мм.

Известно, что индуктивность L отрезка проводника круглого сечения длиной l равна

,

где d — диаметр проводника, причем d и l необходимо подставлять в сантиметрах, тогда L получится в нГн.

С помощью пакета Mathcad Professional 7 было проведено исследование зависимости индуктивности отрезка проводника круглого сечения от его длины для трех различных диаметров (d=0,5 мм (рис. П.1.1.), d=0,6 мм (рис. П.1.2.), d=1,0 мм (рис. П.1.2.), файлы ind05mm.mcd, ind06mm.mcd, ind1mm.mcd соответственно, см. Приложение 1).

Из представленных зависимостей видно, что для данного значения индуктивности (например, 30 нГн) самым коротким будет самый тонкий проводник (l=32,8 мм, (d=0,5 мм), l=34 мм, (d=0,6 мм), l=37,2 мм, (d=1 мм)).

Следовательно, индуктивности L1, …, L8 будем изготавливать из отрезков проводника диаметром d=0,5 мм. Длину отрезка будем вычислять по полученной номограмме (рис. П.1.1.). Таким образом,

L1=0,378 нГн:           1,5 мм;

L2=3,32 нГн:             6 мм;

L3=31,83 нГн:           34 мм;

L4=21,19 нГн:           25 мм;

L5=34,98 нГн:           37 мм;

L6=15,6 нГн:             19 мм;

L7=11,46 нГн:           15 мм;

L8=19,82 нГн:           23,5 мм.

5.2. Выбор типоразмера печатной платы

Исходя из жестких требований, предъявляемых к изделию (устанавливается на борту ЛА), в частности к его размерам и в особенности к массе, необходимо насколько возможно повысить плотность упаковки (интеграции) элементов на печатной плате, в связи с чем мы выбираем коэффициент дезинтеграции Kд равным 2.

Для выбора типоразмера печатной платы необходимо вычислить суммарную площадь, занимаемую элементами, умножить ее на коэффициент дезинтеграции Kд и из стандартного ряда типоразмеров выбрать плату равной или чуть большей площади. Площади, занимаемые элементами, приведены в табл. 1.

Суммарная площадь элементов:

SΣ=2(196·1+175·1+0,75·1+3·1+17·1+12,5·1+18,5·1+9,5·1+7,5·1+11,75·1+13,2·2+
+31,28·10+31,28·1+42,25·2)=1834,58 мм2.

Выбираем плату размером 35´60 мм; S=2100 мм2.

5.3. Технология изготовления печатной платы

Печатную плату будем изготавливать субтрактивным методом, суть которого заключается в следующем. На поверхность фольгированной печатной платы наносится фоторезист, поверх которого размещается негативный фотошаблон, отражающий конфигурацию и расположение печатных проводников, т. е. имеющий прорези и отверстия в тех местах, где должны быть расположены токоведущие участки. Во время экспонирования эти участки окажутся засвеченными. После экспонирования фоторезист задубливают, т. е. помещают плату в специальный раствор, в котором засвеченные участки фоторезиста становятся нерастворимыми. После задубливания следует этап травления, в ходе которого незасвеченный фоторезист и фольга, находящаяся под ним, растворяются в травящем растворе. Потом остатки задубленного фоторезиста также удаляются. После смывания остатков фоторезиста плату высушивают, покрывают защитным лаком и устанавливают на нее элементы. В нашем случае вполне допустима пайка волной припоя, с тем условием, что транзисторы будут установлены отдельно — в последнюю очередь, т. к. они чувствительны к перегреву и имеют планарные выводы.

Таблица 1

Элемент

Площадь, мм2

Количество, шт.

Транзисторы

2Т934А

S=196 мм2;

1

2Т919А

S=175 мм2;

1

Индуктивности

L1

S=0,75 мм2;

1

L2

S=3 мм2;

1

L3

S=17 мм2;

1

L4

S=12,5 мм2;

1

L5

S=18,5 мм2;

1

L6

S=9,5 мм2;

1

L7

S=7,5 мм2;

1

L8

S=11,75 мм2;

1

Резисторы

С2-33Н

S=13,2 мм2;

2

Конденсаторы

К10-17-1-П33

S=31,28 мм2;

10

К10-17-1-М750

S=31,28 мм2;

1

КМ-6-М1500

S=42,25 мм2;

2