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Amplificador de pulso do sistema de radar de curto alcance. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Designer de rádio amador

 Comentários do artigo

Para medir a velocidade de objetos em movimento, como carros, sistemas de radar de curto alcance baseados no efeito Doppler são amplamente utilizados [1]. Os geradores de oscilação de microondas desses sistemas são mais frequentemente executados em diodos Gunn operando em modo contínuo. As capacidades de tais sistemas de radar de curto alcance podem ser expandidas comutando os geradores para um modo de operação pulsado. Nesse caso, torna-se possível, além de medir a velocidade dos objetos, também determinar a distância até eles.

Amplificador de pulso do sistema de radar de curto alcance
(clique para ampliar)

De acordo com os dados do passaporte para diodos Gunn [2]. para sua excitação, são necessários geradores de pulso de polaridade positiva com uma amplitude de 5 ... 6 V a uma corrente de saída de 1.5 ... 2 A. Os geradores de pulso padrão, como regra, operam com uma carga padrão de 50 Ohms e tem uma tensão de saída de 1 V.

A Figura 1 mostra um circuito amplificador que permite aumentar os parâmetros de saída de um gerador de sinal de pulso padrão para os valores necessários. O amplificador contém um divisor de tensão resistiva de entrada, dois estágios de amplificação, um gerador de corrente estável e uma saída de controle.

Amplificador de pulso do sistema de radar de curto alcance
(clique para ampliar)

O divisor de tensão de entrada é feito nos resistores R1...R3. Ele garante a correspondência do amplificador com a impedância de saída do gerador e a estabilização da profundidade do feedback negativo geral que cobre o amplificador.Em ambos os estágios do amplificador, construído nos transistores VT2 e VT4. a estabilização térmica do coletor ativo de correntes quiescentes é aplicada (3). As correntes quiescentes dos próprios transistores foram escolhidas com base na amplificação não distorcida de pulsos com um ciclo de trabalho variando de 10 ao infinito. Para o transistor VT2, a corrente quiescente é de 70 mA, para o transistor VT4 - 300 mA. As correntes são definidas selecionando as resistências R5 e R12.

No processo de partida do gerador no diodo Gunn, sua resistência muda. Para reduzir o efeito da alteração da resistência de carga nas características do amplificador, seu estágio de saída é feito de acordo com um circuito coletor comum e o próprio amplificador é coberto por um feedback negativo comum através da cadeia R7-C8. Como resultado, a impedância de saída do amplificador não excede 0,4 ohms.

Uma mudança na temperatura do cristal do diodo Gunn leva a uma mudança na frequência de geração instantânea [4]. Para reduzir esse fator, um gerador de corrente estável baseado em um transistor VT5 é instalado no amplificador, que fornece aquecimento do diodo nos períodos entre os pulsos de disparo. A corrente do gerador é ajustada usando o potenciômetro R18 dentro de 0.1 ... 0.5 A. O amplificador possui uma saída de controle para registrar a amplitude dos pulsos aplicados ao diodo Gunn. O diodo VD1 é instalado para proteger os transistores do amplificador contra quebras se a polaridade da alimentação for invertida. O diodo VD2 é necessário para restaurar o componente constante na saída do amplificador.

O amplificador é montado em uma placa de circuito impresso de 80x75 mm de fibra de vidro dupla face com espessura de 2 ... 3 mm. O desenho da placa é mostrado na Fig. 2, a Fig. 3 mostra a localização dos elementos.

Amplificador de pulso do sistema de radar de curto alcance

A linha pontilhada na Fig. 3 indica os locais de metalização das extremidades, o que é necessário para eliminar as ressonâncias parasitas e aterrar as seções necessárias da placa de circuito impresso. Isso pode ser feito com papel alumínio. Transistores VT2. VT4 e VT5 são fixados à base usando pasta termicamente condutora. Os indutores são colados à placa de circuito impresso por meio de espaçadores dielétricos feitos, por exemplo, de fibra de vidro não laminada.

A configuração do amplificador começa com a configuração das correntes quiescentes fornecidas dos transistores VT2 e VT4 com os resistores R5 e R12. Então, como carga equivalente, um resistor com resistência de 4 ... 6 ohms é conectado à saída do amplificador. Um pulso negativo com amplitude de 0,1 ... 0,2 V é aplicado à entrada do amplificador e o ganho necessário é definido alterando a resistência R7. Deve-se ter em mente que quando a resistência R7 é menor que 100 ohms, um overshoot aparece na borda de ataque do pulso. Isso se deve ao atraso do sinal no loop de realimentação comum. A seleção das resistências R19 e R20 define os limites para regular a corrente fornecida pelo gerador para VT5.

Literatura

  1. Bakulev P.A., Steinin V.M. Métodos e dispositivos para seleção de correntes móveis. - M.: Rádio e comunicação, 1986.
  2. Dispositivos semicondutores. Diodos de microondas: Livro de referência /B.A.Nalivaiko et al./. - Tomsk POP RASKO. 1992.
  3. Titov A. A. Cálculo do circuito de estabilização térmica do coletor ativo e seu uso em amplificadores com controle automático da corrente consumida. - Equipamento eletrônico. Ser. tecnologia de micro-ondas. 2001. No. 2. P.26.
  4. Tsarapkin D.P. Geradores de microondas baseados em diodos Gunn. - M.: Rádio e comunicação, 1982.

Autores: A.Titov, V.Pushkarev, Tomsk

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