4. Методические указания по выполнению эскизного расчёта радиоприёмника

4.1. Выбор структурной схемы радиоприёмника

На основе анализа ТЗ выбирают структурную схему радиоприёмника. В ТЗ заданы избирательности по зеркальному и прямому каналам, следовательно, радиотракт приемника должен содержать преобразователь частоты. Таким образом, для построения радиоприемника подходит супергетеродинная схема с однократным преобразованием частоты.

Рекомендуется изобразить типовую схему супергетеродинного приёмника с однократным преобразованием частоты, предназначенного для приёма сигналов монофонического вещания с амплитудной и частотной модуляциями, а также пояснить назначение всех узлов, входящих в его структурную схему.

4.2. Разделение диапазона частот на поддиапазоны

Диапазон рабочих частот приёмника разделяют на поддиапазоны в том случае, если коэффициент перекрытия диапазона

(4.1)

где f_max – максимальная частота сигнала,

f_min – минимальная частота сигнала,

больше коэффициента перекрытия диапазона применяемых резонансных систем с переменной настройкой.

Разбивка заданного диапазона на поддиапазоны производится, если

для ДВ и СВ k_Д > 3, для КВ, УКВ k_Д > 2.

При разделении диапазона рабочих частот приемника на поддиапазоны по способу равных коэффициентов поддиапазона k_ПД, задаваясь коэффициентом перекрытия поддиапазона (для ДВ и СВ k_ПД  2, для КВ и УКВ k_ПД  1,5), определяют необходимое число поддиапазонов по формуле [3]:

, (4.2)

где f_max – максимальная частота сигнала,

f_min – минимальная частота сигнала.

Полученное число округляют до большего целого и принимают за число поддиапазонов. Затем определяют расчетный коэффициент перекрытия каждого поддиапазона [3]:

, (4.3)

и разбивают диапазон приемника на поддиапазоны без перекрытия, определяя крайние частоты поддиапазонов:

1-й поддиапазон: f_1min = f_min …f_1max = k_ПД f_1min ;

2-й поддиапазон: f_2min = f_1max … f_2max = k_ПД f_2min ; (4.4)

…

N-й поддиапазон: f_Nmin = f_{(N-1) max} …f_{N max} = f _max .

Для обеспечения перекрытия данных поддиапазонов необходимо раздвинуть крайние частоты поддиапазонов на 1  3 %. Для рассчитываемого n-го поддиапазона:

(4.5)

Коэффициент перекрытия поддиапазона с запасом:

. (4.6)

4.3. Расчёт полосы пропускания линейного тракта приёмника

Необходимая полоса пропускания линейного тракта П определяется реальной шириной спектра принимаемого сигнала П_С с запасом f_ЗАП:

П = П_С + f_ЗАП. (4.7)

Ширина спектра радиочастот:

для АМ-сигналов

П_С = 2F_В; (4.8)

для ЧМ-сигналов

П_С = 2F_В (1 + + ), (4.9)

где F_В – верхняя (максимальная) частота модуляции сигнала,

– индекс частотной модуляции

, (4.10)

где f_Д – девиация частоты.

Девиация частоты в диапазоне УКВ1 –  50 кГц, а в диапазоне УКВ2 –  75 кГц.

Значение f_ЗАП зависит от относительной нестабильности частот принимаемого сигнала _С и гетеродина _Г приёмника, относительной погрешности настройки приёмника (настройки частот гетеродина) _П и усилителя промежуточной частоты (УПЧ) _ПР:

f_ЗАП = 2 . (4.11)

где f_Г – частота гетеродина

f_Г = f_С + f_ПР,

f_ПР – промежуточная частота,

в тракте АМ f_пр = 465 кГц,

в тракте ЧМ f_пр = 10,7 МГц.

Значение _Г можно определить по табл. 4.1.

Таблица 4.1

Тип гетеродина	Диапазон
	ДВ, СВ, КВ	УКВ
Многодиапазонный однокаскадный с плавной перестройкой	10-3  10-4	10 – 4
Однодиапазонный однокаскадный с плавной перестройкой	10-4  10-5	10-5
Однодиапазонный однокаскадный без перестройки	10-5	10-5

fc – максимальная частота сигнала,

_С – нестабильность передатчика.

Нестабильность передатчика _С  _Г. Выбирают

для 0-й и для 1-й групп сложности _С = 0,01 _Г,

для 2-й и для 3-й групп сложности _С = 0,1 _Г.

При ручной настройке с индикацией по звуку ошибки малы и стремятся к нулю, поэтому принимают _П = 0.

Величина _ПР зависит от температурного коэффициента катушки индуктивности контуров тракта ПЧ:

для 0-й группы сложности _ПР = 0,0003,

для 1-й группы сложности _ПР = 0,0006,

для 2-й группы сложности _ПР = 0,001,

для 3-й группы сложности _ПР = 0,003.

Если необходимая полоса пропускания линейного тракта П существенно больше реальной ширины спектра принимаемого сигнала П_С (т.е. П > (1,5  2)П_С), то в этом случае применяют автоподстройку частоты гетеродина (АПЧ), так как принятых мер стабилизации частоты гетеродина будет недостаточно.

Необходимая полоса пропускания линейного тракта приёмника с АПЧ

П = П_С + , (4.12)

где k_АПЧ – коэффициент АПЧ.

Обычно для устойчивой работы АПЧ выбирают k_АПЧ = 10  20, причём верхняя граница значений соответствует довольно сложной системе АПЧ [2].