02.12.2013 10:55 Probleme SECR 1

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 2

Se consideră un RE pentru semnale MA are lucrează pe frecvența de 600 kHz, EIRP pentru purtătoarea nemodulată de 800W, câștigul antenei de 6dB.

Tensiunea de alimentare este de 100 V. Se dispune de un cristal de cuarţ cu frecvenţa nominală între 100 şi 150 kHz. Randamentul etajului final este η=70%.

Semnalul modulator este un semnal sinusoidal cu frecvența de 1000 de Hz care are amplitudinea de 2V pe o rezistență de 1kΩ.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 3

1. Să se determine rezistența optimă a etajului final pentru ca puterea aparent radiată să aibă valoarea impusă;

2. Să se aleagă factorul de multiplicare al unui multiplicator realizat cu un etaj de amplificare lucrând în limitare comentând soluția aleasă și necesitatea multiplicării. Care este valoarea frecvenței oscilatorului pilot?

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 4

3. Să se determine câștigul amplificatorului şi factorul de cuplaj al transformatorului pentru semnalul modulator pentru a realiza un grad de modulație egal cu 0,3.

În calcule se vor neglija pierderile.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 5

OP AS

CA

g(t)

M(xn) APF AF

PASM AM

AE

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 6

U=Ec-VCEsat ≈ Ec,

P0 =PEIRP /Ge =800/106/10=800/3,98 ≈200W

0

2

2P

RU

=

ohmiP

UR 25200*2

1002

22

0 ===

1.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 7

n=5

f1=600/5=120kHz

2.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 8

U2cosω0t

U1cosω0t u(t)

g1(t)

g(t)=Umv(t)

Ec

3. Modulaţia:

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 9

• Este necesar să se livreze o putere audio de ordinul Pa=P0*m2/η=200*0,32/0,7=18 W/0,7=25,7 W

• Puterea audio de intrare este:

WR

U 32

a1 10*21000*24

2P −===

• Deci câştigul în putere al blocurilor PASM şi AM trebuie să fie:

Ga=Pa/Pa1=25,7/2*10-3 =12857 (41 dB)

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 10

• Amplitudinea tensiunii care este livrată de etajul

final audio este aproximativ Ua0 =100 V. • Iar amplitudinea care corespunde gradului de

modulaţie dorit se deduce din: m = Ua /U0 ; Ua=m*U0=0,3*100=30V

• Deci factorul de cuplaj care trebuie realizat este

p= Ua /Um0=30/100=0,3

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 11

Se consideră un RE MF care lucrează pe frecvența de 400MHz, deviația de frecvență este de 4,8kHz iar semnalul modulator constă dintr-un semnal sinusoidal cu frecvența de 3 kHz și amplitudinea egală cu 0,1V. Puterea nominală a emiţătorului este de 100W pe o rezistenţă optimă de 10 ohmi. Antena are rezistenţa de intrare de 50 ohmi.

Modulația se realizează pe oscilatorul LC cu frecvenţa de 3MHz, panta modulatorului de 4kHz/V şi o instabilitate relativă de 10-4. Bucla de CAF include un demodulator cu panta de 0,02V/kHz şi un FTJ cu frecvenţa de tăiere de 10Hz.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 12

Se cere:

1. Să se determine ordinul de multiplicare al multiplicatorului pentru a realiza deviaţia de frecvenţă impusă.

2. În aceste condiţii să se determine frecvenţa oscilatorului pilot nr.2 pentru a realiza valoarea impusă pentru frecvenţa purtătoare.

3. Să se evalueze câştigul filtrului trece jos din bucla de CAF la f=0 Hz, pentru a aduce instabilitatea relativă la cca 10-5.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 13

4. Dacă la ieşirea SF semnalul are amplitudinea de 2V pe

o rezistenţă de sarcină de 2 kΩ să se evalueze câştigul care trebuie realizat de amplificatoarele de putere. Câte etaje de amplificatoare de putere sunt necesare pentru a realiza acest câştig ( un driver 20dB un etaj de putere 10dB).

5. Ce tip de circuit de adaptare se poate folosi pentru a realiza atât adaptarea cât şi o filtrare corespunzătoare a armonicelor.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 14

AS AL M xn xn

SF

AF

CA

PSM Mod. AE

DMF FTJ

Osc. LC,

OP2

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 15

1. Deviaţia de frecvenţă realizată de modulator este: ∆f1=KM*Um=0,1*4=0,4kHz n=∆f /∆f1=4,8/0,4=12 n=2*2*3 2. f1=3MHz f2=n*f1=12*3=36MHz f0=400MHz=f2+fop2

fop2= f0-f2=400-36=364MHz

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 16

3. Factorul de transfer pe buclă deschisă la f=0 este:

KBD= KM*n*A0*KD Factorul de transfer pe buclă închisă de la OP la OP

pentru f=0 este: KBI=1/(1+KBD);

Se ştie că δf1= δf * KBI

O reducere cu cca un ordin de mărime a instabilităţii

conduce la KBI ≈10-1. şi KBD ≈9 Rezultă: A0= KBD / (KM*n*KD)=9/0,02*4*12=9,375

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 17

4. Câştigul în putere poate fi calculat folosind relaţia: GP= 10log(P0/Pin)

P0=100W; Pin= U2/2R =4/4*10-3 =1mW Deci:

GP= 10 log (100/10-3) =50dB Deci rezultă că este necesar să se folosească 2

preamplificatoare şi un etaj final. (2*20 +10). 5. Se observă că Ra este mai mare decât rezistenţa optimă

a etajului final. Deci se poate folosi fie un circuit L fie un circuit π.

Vom prefera circuitul π care asigură o filtrare mai bună.

02.12.2013 10:56 Probleme SECR 18

3. Se consideră un RR superheterodină destinat gamei de frecvență 1,5 – 2,5 MHz. ARF este realizat cu un etaj construit în jurul unui tranzistor bipolar care, pentru a avea zgomot mic, lucrează cu Ic=0,1mA și are ca sarcină un CRD, cu L=20µH și factorul de calitate Q=40.

AFI care are frecvența de 455 kHz constă dintr-un

singur etaj și din două perechi de circuite cuplate, la cuplaj critic.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 19

Se cere: 1. Să se evalueze factorul de calitate al circuitelor din

AFI pentru ca banda la 3dB a acestuia să fie de 8 kHz.

2. În condițiile de la punctul 1 să se evalueze atenuarea la un canal vecin care se află la 9 kHz.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 20

3. Să se evalueze selectivitatea realizată la fi și la fim dacă circuitul de intrare are un factor de calitate egal cu 20.

4. Să se realizeze o repartizare aproximativă a câștigului pe blocurile funcționale pentru a se obţine o sensibilitate limitată de amplificare de 10 microvolţi.

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 21

CI AFI fi,BFI

SF AAF

RAA

D

OL

ARF

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 22

Aceasta corespunde modulului factorului de transfer al unui etaj cu CC la cuplaj critic.

Evident pentru două etaje (SF şi un etaj AFI) se poate scrie:

40

*25,01)(

xAA

+=ω

1. Vom folosi expresia:

421

*25,01)(

xAAAt +

=ω

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 23

Se pune condiţia pentru banda la 3 dB:

21

*25,011

4 =+ x

Se obţine:

13,14)12(4 =−=xDeci factorul de calitate:

2,644245513,1

2=

⋅⋅

=∆⋅⋅

=f

fxQ i

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 24

2. Atenuarea la canalul vecin (∆f=∓9kHz) se va evalua folosind expresia:

)*25,01(log20 4xa +=

Se obţine x=2 ∆f Q/fi = 2,539 Deci a=32 dB Concluzie: selectivitate bună pentru RR comerciale dar

prea mică pentru RR profesionale. Se va folosi un filtru în altă tehnologie de exemplu piezoceramic cu una sau două celule.

;

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 25

3. Pentru evaluarea selectivităţii la cele două semnale perturbatoare vom folosi expresia.

)1(log10)1(log10 22

ARFCI xxa +++=

unde x = Q ( fi,im / fs-fs / fi,im ) Pentru calculul lui x vom folosi frecvenţa de semnal care

prezintă condiţiile cele mai defavorabile (fsmax pentru frecvenţa imagine şi fsmin pentru frecvenţa intermediară).

Se obţin valorile din tabelul următor:

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 26

xRF xCI aRF dB

aci dB

a

fi 59 108 35,5 41,5 77 fim 12,6 25,2 22 28 50

Concluzii

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 27

4. Sensibilitatea limitată de amplificare este definită pentru a realiza la ieşire puterea standard pe o rezistenţă de 4 ohmi. Deci o tensiune efectivă de 447 mV.

Deci amplificarea în tensiune globală trebuie să fie: A =447/0,01=44700 ( G=93 dB);

Etajul de RF realizează o amplificare de: ARF=gm*Zd=

=40*Ic*(Q*2*3,14*fsmin*L)= =40*0,1*10-3 *(40*2*3,14*1500*103*20*10-6)=4*7536 =

=29 (29,2 dB)

02.12.2013 10:55 Probleme SECR 28

Schimbătorul de frecvenţă contribuie într-o mică măsură la creşterea câştigului funcţie de soluţia tehnică aleasă.

Demodulatorul introduce o atenuare. Deci restul de 44700/29 =1541 revine AFI (un etaj poate

realiza un câştig de cca 100 (40dB). Deci rămâne ca secţiunea de joasă frecvenţă să realizeze un câştig de cel puţin 15,4.

Aşa se explică de ce sensibilitatea limitată de amplificare este uşor de realizat.