Расчет полосы пропускания приемника

Полоса пропускания приемника П складывается из ширины спектра сигнала П_с и нестабильностей в тракте и неточности настроек П_н:

П=П_с+П_н

Ширина спектра сигнала определяется типом используемого сигнала в линии связи. Для непрерывного ЧМ модулированного сигнала:

.

Нестабильность учитывается следующим образом:

,

где f_с - нестабильность частоты сигнала,

f_г - нестабильность частоты гетеродина приемника,

f_нач - начальная неточность установки частоты гетеродина,

f_пч - неточность настройки контуров УПЧ.

Так как диапазон частот равен ,

то в дальнейших расчетах мы будем использовать среднее значение этого диапазона, то есть f_c.=12 МГц.

Зададимся нестабильностью частоты сигнала Δf/f_с=±1·10^-6,

откуда f_c=f_c·10^-6=12·10⁶·10^-6=12 Гц.

В супергетеродинных приёмниках частотная избирательность определяется в основном ослаблениями зеркального S_езк и соседнего (или соседних) S_еск каналов. В приёмниках с одинарным преобразованием частоты ослабление зеркального канала обеспечивает преселектор, ослабление соседнего канала - в основном УПЧ и частично преселектор. Резонансные характеристики преселектора и УПЧ должны быть такими, чтобы линейный тракт обладал полосой пропускания не меньше заданной П.

Промежуточная частота f_п должна лежать вне диапазона принимаемых частот f_е и обеспечивать:

1. Заданную избирательность по зеркальному каналу S_езк.

2. Заданную избирательность по соседнему каналу S_еск .

3. Заданную полосу пропускания линейного тракта П.

4. Возможность применения контуров с реализуемой добротностью.

Для наших расчетов выбираем значение промежуточной частоты f_п = 6,5 МГц.

Пусть , тогда для транзисторного гетеродина с кварцевой стабилизацией .

Начальная неточность установки частоты гетеродина составляет

Нестабильность промежуточной частоты ПЧ составляет

Полоса пропускания линейного тракта приёмника П должна быть не шире диапазона частот , т.е .

Так как наш ответ удовлетворяет условию, то решения выполнены верно.

Обеспечение допустимого коэффициента шума

Определив полосу линейного тракта, перейдем к выбору первых каскадов приемника, обеспечивающих требуемую чувствительность. Этот параметр характеризуется допустимым коэффициентом шума N_д.

Шумовая полоса тракта: П_ш=1.1·П=1.1·201,76кГц= 221,936 кГц. Допустимый коэффициент шума составляет

,

где U – заданная чувствительность,

Uп – напряженность поля внешних помех (определяется по графикам 1.3[1])

γ - соотношение эффективных напряжений сигнал/шум,

Т₀=290К - стандартная температура приемника,

П_ш - шумовая полоса линейного тракта,

k=1,3810^-23Дж/град -постоянная Больцмана.

Допустимый коэффициент шума составит = 16,4.

Определим реальный коэффициент шума приемника:

,

где N_вц - коэффициент шума входной цепи, N_УРЧ - коэффициент шума УРЧ, N_ПЧ - коэффициент шума ПЧ, N_УПЧ - коэффициент шума УПЧ, K_Pвц - коэффициент передачи мощности входной цепи, K_PУРЧ - коэффициент передачи мощности УРЧ, K_PПЧ - коэффициент передачи мощности ПЧ, L_Ф - коэффициент передачи мощности антенного фидера.

Коэффициент передачи мощности антенного фидера определяется по формуле. ,

где β_Ф - погонное затухание, l_Ф - длина фидера.

Из таблицы [3] выбираем тип фидера: прямоугольный медный посеребренный волновод.

β_Ф=0.015..0.022

Антенна внешняя: l_Ф=2м

Из определим коэффициент передачи антенного фидера: L_Ф=0.993.

Коэффициент передачи входной цепи составляет K_Pвц= 0.5..0.7.

Коэффициент шума входной цепи составляет N_вц=1/K_Pвц.

Коэффициент шума ПЧ N_ПЧ=5..12.

Коэффициент передачи мощности ПЧ K_PПЧ =0,2

Коэффициент шума УПЧ N_УПЧ=4..10.

По формуле определим ожидаемый коэффициент шума приемника:

N = 8,22

Далее посчитаем коэффициент усиления преселектора:

Коэффициент усиления, который нам надо получить от УПЧ составляет: