- •1Назначение и структура радиоприемных устройств
- •1.1Основные понятия теории радиоприема
- •1.2Модели сигналов в рПрУ
- •1.3Обобщенная структура рПрУ
- •1.4Классификация радиоприемных устройств
- •2Эскизный расчет структурной схемы приемника
- •2.1Выбор приемника прототипа
- •2.2Выбор значния промежуточной частоты
- •2.3Выбор избирательной системы тракта пч
- •2.4Определение числа и типа избирательных систем преселектора
- •2.5Выбор способа и элемента настройки
- •2.6Выбор детектора сигнала
- •2.7Выбор активных приборов вч тракта и распределение усиления по каскадам
- •2.8Проверка реализации требуемого отношения сигнал/шум на выходе приемника
- •2.9Выбор имс узч и узлов блока питания
- •3Электрический расчет приемника
- •3.1Расчет входной цепи
- •3.2Расчет урч и общих характеристик преселектора
- •3.3Расчет преобразователя частоты
- •3.4Расчет автогенератора на транзисторах имс к174пс1
- •3.5Расчет детектора чм сигнала
- •3.6Расчет усилителя промежуточной частоты
- •4Заключение
- •5Список литературы
2.4Определение числа и типа избирательных систем преселектора
Число избирательных систем
преселектора в каждом диапазоне
определяют исходя из заданного ослабления
зеркального канала (
),
которое должно обеспечиваться на
максимальной частоте диапазона (
),
т.е. в “худшей точке”.
Задаемся значением
конструктивной (максимальной реализуемой
на данной частоте) добротности контура
преселектора
.
Ориентировочные значения
в
УКВ диапозене следующие:
УКВ - от
60 до 120 (выберем среднее значение - 90).
Оцениваем значения добротности эквивалентного контура
и его полосы пропускания
Рассчитываем крутизну характеристики избирательности преселектора (в децибелах на декаду), при которой будет обеспечено выполнение требований ТЗ по ослаблению зеркального канала:
где 3 дБ - ослабление на границах полосы пропускания.
Рассчитываем число колебательных контуров преселектора
где round означает округление аргумента до ближайшего целого, превышающего аргумент;
20 дБ/дек - крутизна характеристики избирательности одного колебательного контура за пределами полосы пропускания.
В данном случае
,
значит, преселектор содержит одноконтурное
входное устройство, а УРЧ может
отсутствовать (при отсутствии УРЧ, могут
быть не выполнены требования ТЗ по
чувствительности). В данном случае нам
подойдет преселектор от выбранной схемы
прототипа.
Приняв решение о числе
колебательных контуров преселектора
и значении их добротности, проверяем
выполнение требования ТЗ по ослаблению
помехи с частотой, равной промежуточной
(
),
на частоте диапазона (
),
ближайшей к
:
где
Избирательность преселектора
удовлетворяет условиям ТЗ (
)
для ослабления помехи с частотой
.
2.5Выбор способа и элемента настройки
Расчитаем коэффициент перекрытия:
где
и
,
соответственно, максимальная и минимальная
расчетные частоты.
В реальном контуре параллельно
конденсатору настройки всегда есть
некая суммарная емкость
,
состоящая из паразитных емкостей схемы
и, возможно, емкости подстроечного
конденсатора.
В качестве элемента настройки выберем КПЕ - КМ-подстроечный 6…25пФ.
Рассчитаем коэффициент перекрытия по частоте:
где
– суммарная емкость состоящая из
паразитных емкостей схемы, обычно
и
– соответственно максимальное и
минимальное значение емкости настройки.
2.6Выбор детектора сигнала
Для детектирования ЧМ сигнала выпускаются микросхемы К174УР1, К174УР3, К174ХА6 и др. Все они включают в себя один или несколько каскадов УПЧ, ограничитель и аналоговый перемножитель, являющийся основой ЧД. Несмотря на наличие каскадов УПЧ при проектировании эти ИМС удобнее рассматривать как частотный детектор с малым уровнем входного напряжения, равным входному напряжению ограничения микросхемы.
В этом случае под УПЧ на рисунке 2.2 подразумеваются каскады, которые включены в состав приемника дополнительно (помимо каскадов УПЧ ИМС).
Выберем микросхему К174УР3,
входное напряжение детектора которой
.
Описание данной микросхемы приведено
в приложении А.
2.7Выбор активных приборов вч тракта и распределение усиления по каскадам
Определение требуемого
усиления ВЧ тракта каскады
ВЧ тракта (ВхУ, УРЧ, ПрЧ, ФСИ, УПЧ) должны
в совокупности обеспечить усиление не
менее
,
то есть необходимо иметь:
Оценка коэффициента передачи входного устройства
Значение
существенно зависит
от типа первого активного прибора (АП1).
При использовании полевого
транзистора контур входного устройства,
как правило может быть подключен
полностью. Ориентировочно
Выбор активного прибора УРЧ и оценка коэффициента передачи УРЧ
В качестве АП1 выберем биполярный транзистор КТ368А основные характеристики которого приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Основные характеристики КТ368А
Параметры |
КТ368 |
|
Режим измерений |
IК, мА UКЭ, В |
1.0 5.0 |
C12, пФ |
0.9 |
|
C11, пФ |
10 |
|
C22, пФ |
2.0 |
|
r/Б, Ом |
40 |
|
KШ , дБ |
3 |
|
gГ ОПТ , мСм |
0.5 |
|
g11, мСм |
0,92 |
|
g22, мкСм |
28 |
|
y21, мСм |
6 |
|
Далее следует определить
коэффициент устойчивого усиления на
высшей рабочей частоте (
)
и предельный коэффициент усиления
(
).
где
Так как рассчитанное значение
коэффициента усиления
преобразователя частоты
,
можем выбрать значение
.
Выберем равное
Выбор активного прибора и оценка коэффициента передачи преобразователя частоты
Лучшей из отечественных ИМС для построения преобразователя частоты является ИМС К174ПС1 (зарубежные аналоги TCA240 и U5010A). Ее принципиальная схема и параметры в режиме преобразования частоты приведены в приложении Б.
На этапе эскизного расчета
рекомендуется принять коэффициент
передачи преобразователя частоты в УКВ
диапазоне
.
Выберем значение
.
Определение структуры тракта УПЧ
Оцениваем требуемое усиление тракта УПЧ:
На рисунке 2.3 приведена ориентировочная структура тракта УПЧ.
Рисунок 2.3 – Ориентировочная структура тракта УПЧ
В приемниках ЧМ сигналов
с детектором на ИМС требуемое усиление
каскадов УПЧ может быть обеспечено при
использовании одного-двух каскадов с
резистивной нагрузкой. Усиление каждого
каскада при
можно принять равным
.
Выберем
,
тогда:
при n=2, а значит, выберем 2 каскада с резистивной нагрузкой в качестве УПЧ. Усилительные элементы для уменьшения номенклатуры используемых АП в УПЧ выберем КТ368, как рекомендовано в указаниях к расчету.
Уточним реализуемый коэффициент усиления высокочастотного тракта в целом:
Далее убеждаемся, что
:
А значит условие выполняется.
