1.3.4 Расчет коэффициента усиления линейного тракта приёмника. Обоснование необходимости автоматической регулировки усиления.

Коэффициент усиления линейного тракта приемника может быть найден по формуле

где - амплитуда на выходе УПЧ (на входе детектора);

- чувствительность приемника;

- сопротивление антенного тракта на входе приёмника.

При выборе средств обеспечения усиления начинают с определения коэффициента усиления преселектора рис. 11

Рис. 11

В супергетеродинном приемнике СВЧ коэффициент усиления преселектора (вместе с преобразователем частоты) по мощности равен

(1.16)

где - коэффициент передачи по мощности входной цепи;

- коэффициент усиления по мощности УРЧ;

- число каскадов УРЧ;

- коэффициент передачи по мощности преобразователя частоты.

Ориентировочные величины коэффициентов передачи каскадов указаны в таблице 1.2.

Амплитуда напряжения промежуточной частоты на выходе преселектора (на входе УПЧ) равна:

= (1.17)

где - входное сопротивление первого каскада УПЧ;

- чувствительность приемника.

После определения коэффициента усиления преселектора определяется коэффициент усиления по напряжению УПЧ, считая

(1.18)

где - выходное напряжение УПЧ (линейной части приемника);

- напряжение сигнала на входе детектора ( );

- коэффициент запаса, равный 2-3.

Для работы детектора в линейном режиме обычно берут напряжения на входе детектора В.

Для расчета УПЧ необходимо выбрать схему его построения, то есть, конкретизировать распределение усиления и избирательности внутри схемы.

УПЧ разделяются на два основных типа: УПЧ с распределительной избирательностью и УПЧ с фильтрами сосредоточенной избирательности (ФСИ).

Характерной особенностью усилителей первого типа является то, что колебательные системы, обеспечивающие требуемую избирательность, одновременно определяют и усиление каскада, поскольку являются нагрузками его активных элементов.

Поэтому изменение избирательности вызывает изменение усиления и наоборот. Это обстоятельство не позволяет независимо изменять усиления и избирательность, что является одним из существенных недостатков данного метода конструирования.

Построение УПЧ с ФСИ имеет определенные преимущества:

а) функции усиления и избирательности в нем разделены;

б) уменьшается влияние нестабильностей параметров активных

элементов на избирательность;

в) улучшается технологичность, т.к. облегчается интегральное

построение узла и контроль за усилением и избирательностью.

УПЧ первого типа рассмотрены в [1,4]. Рассмотрим структурное построение УПЧ второго типа с ФСИ.

С точки зрения уменьшения перекрестных и интермодуляционных помех целесообразно размещать ФСИ ближе к началу УПЧ. Рекомендуется ФСИ оставить в начале УПЧ, если смеситель транзисторный (нагрузка транзисторного смесителя), и размещать ФСИ после первого усилительного элемента, если смеситель диодный (нагрузка усилителя).

Коэффициент усиления УПЧ записывается в виде:

(1.19)

где - коэффициент усиления каскада с ФСИ;

- коэффициент усиления широкополосного каскада;

- коэффициент усиления оконечного слабоизбирательного каскада.

Функциональная схема УПЧ приведена на рис.12:

Рис.12

Коэффициент усиления каскада с ФСИ обычно небольшой из-за потерь в ФСИ и для предварительного расчёта может быть выбран из таблицы 1.2.

Оконечный каскад УПЧ слабоизбирательный широкополосный и не должен влиять на характеристику ФСИ. Каскад находится перед детектором и работает с большими уровнями сигналов, поэтому имеет небольшой коэффициент усиления .

Коэффициент усиления широкополосного каскада на транзисторе или микросхеме предварительно можно взять из таблицы 1.2.

Функциональная схема УПЧ с ФСИ окончательно определится после нахождения количества широкополосных каскадов.

(1.20)

После определения коэффициента усиления и структуры усилительного тракта рассматривается необходимость применения автоматической регулировки усиления (АРУ).

Если в ТЗ не содержится специальных требований к амплитудной характеристики приёмника, то следует иметь ввиду, что неискажённый приём сигналов (линейная амплитудная характеристика) возможен в диапазоне дБ. Поэтому, если в ТЗ задан большой динамический диапазон входных сигналов, следует применить АРУ.

Если в ТЗ имеются специальные требования к амплитудной характеристике (ограничение, логарифмическая характеристика), то необходимо в УПЧ предусмотреть её формирование.