Разработка трёхчастотного генератора когерентных сигналов

Схема электрическая принципиальная трёхчастотного генератора когерентных сигналов

В случае захвата частоты частотомер должен постоянно показывать значение частоты 278 кГц. Стабильность системы ФАПЧ зависит, прежде всего, от настроек потенциометров R20 и R38. Путем их регулировки добиваются стабильности поддержания разности в 278 кГц между каналами во всем диапазоне выходных частот от 20 МГц до 100 МГц.

При необходимости амплитуду опорного сигнала 278 кГц на выходе 2 генератора подстраивают потенциометром R25. Для увеличения мощности опорного сигнала кварцевого генератора регулируют потенциометр R36. В целом, для точной настройки системы ФАПЧ можно пользоваться резисторами R20, R25, R36, R38.

Макет блока опорных частот собран навесным монтажом на платах из текстолита. Генератор разделен на три основных узла. Узел высокой частоты, узел низкой частоты и узел кварцевого генератора 278 кГц. Узлы высокой и низкой частоты находятся в одном корпусе из текстолита один над другим. Узел кварцевого генератора вместе с частью низкочастотного узла находятся в отдельном металлическом корпусе.

На схеме на рисунке 30 не приведена схема питания блока опорных частот, которое организованно следующим образом. Общее питание блока опорных частот осуществляется от стабилизированного источника питания плюс 12 В, которое уже в блоке опорных частот стабилизаторами напряжения устанавливается необходимым для питания микросхем уровня плюс 5 В, плюс 12 В, минус 12 В. Подобная схема системы питания известна, тривиальна и поэтому в данной работе не приводится.

Заключение

В результате дипломной работы разработаны трёхчастотный генератор когерентных сигналов на диапазон (20?100) МГц (блок опорных частот), все входящие в него узлы. Проведены их испытания и натурные исследования. Выводы дипломной работы:

1 Разработано два генератора на диапазон (20?100) МГц на основе преобразования частоты.

2 Разработано два фильтра нижних частот с частотой среза 100 МГц.

3 Разработан опорный генератор с частотой 278 кГц, с кварцевой стабилизацией частоты.

4 Разработана оригинальная система фазовой автоподстройки частоты, для поддержания постоянной разности частот в 278 кГц между двумя генераторами, работающими в диапазоне (20?100) МГц.

5 Разработана система управления блоком опорных частот, позволяющая осуществлять перестройку частоты в ручном и автоматическом режимах.

6 Разработанный блок опорных частот удовлетворяет требованиям, которые необходимы для его работы в составе устройства для измерения абсолютных комплексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ-устройств с преобразованием частоты.

В результате натурных исследований разработанного блока опорных частот выяснено, что амплитуда выходного сигнала в обоих каналах блока опорных частот нестабильна и изменяется в зависимости от частоты. Это объясняется неравномерностью АЧХ выходного фильтра нижних частот. Также, спектр выходного сигнала не обладает достаточной чистотой в силу того, что при приближении к частоте 20 МГц у сигнала появляются низшие гармоники, которые входят в полосу пропускания выходного ФНЧ. Кроме этого, опорный генератор 140 МГц обладает некоторой девиацией частоты, что приводит к частотной нестабильности на выходе каналов (20?100) МГц. Помимо этого, при включении генератора, по мере прогрева деталей выходная частота существенно изменяется. В генераторе не предусмотрена система частотной индикации. В связи с этим можно дать ряд рекомендаций по улучшению генератора:

1 Применить в выходных каскадах усилители с системой автоматической регулировки мощности

2 Использовать в выходных каскадах полосовые перестраиваемые фильтры вместо обычных ФНЧ.

3 Охватить опорный генератор 140 МГц дополнительной системой фазовой автоподстройки частоты.

4 Поместить кварцевый генератор 278 кГц в термостатированный корпус.

5 Оснастить генератор системой индикации частоты.

В ходе выполнения дипломной работы выполнены поставленные задачи разработки блок-схемы генератора, разработки узлов генератора, создан макет генератора и проведены его экспериментальные исследования. На основании этого цель дипломной работы разработка трёхчастотного генератора когерентных сигналов для диапазона (20?100) МГц успешно выполнена.

Список источников

частота сигнал генератор трехчастотный

1 А. с. 1475347 СССР, МКИ G 01 R 27/28. Способ определения сдвига фаз четырёхполюсников с преобразованием частоты / Коротков К.С., Малышков В.Е., Суровенный В.Г. (СССР). - заявл. 13.12.86

2 А. с. 159627 СССР, МКИ G 01 R 27/28. Способ определения коэффициентов передачи четырехполюсников с преобразованием частоты / Коротков К.С. (СССР). - зарег. 22.12.86; опубл. 1.06.1990.

3 Пат. 6,362,631 B1 США, МПК G 01 R 27/48 Method For Characterizing Delay Of Frequency Translation Devices. M.E. Knox - №10/040,197; заявл. 25.04.2000; опубл. 26.03.2002.

4 Пат. 2029966 Российская Федерация, МПК G 01 R 27/28. Способ определения коэффициентов передачи преобразователей частоты / Елизаров А.С (Белорусия). - №1950193/21; заявл. 26.06.1991; опубл. 27.02.1995.

5 Пат. 5,937,006 США, МПК H 04 B 3/46. Frequency Translating Device Transmission Response Method / C.J. Clark, A. Moulthrop, M.S. Muha, C.P. Silva. - №08/865,276; заявл. 28.05.1997; опубл. 10.08.1999.

6 Губа В.Г. Калибровка и применение векторного анализатора цепей для определения параметров частотно-преобразующих устройств / В.Г. Губа, А.А. Савин, В.Н. Ульянов // Доклады ТУСУРа. - №2 (24) - Ч. 1 - дек. 2011 - С. 156-161.

7 Jonathan Scott Group Delay Measurement of Frequency-Converting Devices using a Comb Generator. // (Engl.). - URL: http://researchcommons.waikato.ac.nz [21 April 2013].

8 Joel Dunsmore A New Calibration Method for Mixer Delay Measurements that Requires No Calibration Mixer. // (Engl.). - URL: http://www.agilent.com [21 April 2013].

9 Заявка 2013106594 Российская Федерация, МПК G 01 R 27/28. Устройство для измерения абсолютных комплексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ-устройств с преобразованием частоты / Коротков К.С. (Россия), Левченко А.С. (Россия), Мильченко Д.Н. (Россия), Фролов Д.Р. (Россия). - зарег. 14.02.2013.

10 Коротков К.С. Методы определения комплексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ устройств с преобразованием частоты: дис… д-ра техн. наук: 05.12.04, 05.12.07 / К.С. Коротков; Кубан. гос. ун-т. - Краснодар, 2002. - 375 с.

11 Crystek Microwave. Voltage Controlled Oscillator VCO CVC055CW-0140-0250 Datasheet. // (Engl.). - URL: http://www.crystek.com/microwave/ admin/webapps/welcome/files/vco/CVCO55CW-0140-0250.pdf [21 April 2013].

12 BGM1013 MMIC Wideband Amplifier Datasheet. // (Engl.). - URL: http://www.nxp.com/products/rf/amplifiers/wideband_amplifiers/BGM1013.html [21 April 2013].

13 Mini-Circuits. Frequency Mixer SRA-1H Datasheet. // (Engl.). - URL: http://www.chipfind.ru/datasheet/pdf/mini/sra1h.pdf [21 April 2013].

14 Analog Devices. Operational Amplifier AD826 Datasheet. // (Engl.). - URL: http://www.analog.com/ru/precision-op-amps/high-supply-voltage-amplifiers /ad826/ products/product.html [21 April 2013].

Размещено на Allbest.ru