5. Система автоматической подстройки частоты

Подстройка частоты необходима для обеспечения настройки приемника на частоты различных источников сигналов и подстройки его, чтобы создать наилучшие условия приема.

В локационных приемниках целесообразно использовать двухканальную схему, в которой управляющий сигнал поступает от передатчика, после делителя мощности. Выберем цифровую схему АПЧ, такая схема имеет высокую стабильность и хорошее сопряжение с цифровыми устройствами обработки сигналов.

6. Выбор малошумящего усилителя

Для того, чтобы обеспечить нужный коэффициент шума приемника, применим малошумящий усилитель. Проанализировав справочную литературу, выбираем двухконтурный параметрический усилитель. Выбранный усилитель обладает наименьшим коэффициентом шума в заданном диапазоне частот.

Основным элементом выбранного усилителя является параметрический диод. В справочной литературе [3] выбираем диод типа Д5147G, т.к. он обладает меньшим сопротивлением и наибольшим обратным напряжением.

3. Разработка и обоснование принципиальной схемы приемника

1. Выбор упч

Усилители промежуточной частоты по величине относительной ширины полосы пропускания, подразделяют на узкополосные и широкополосные.

Учтем узкую полосу пропускания приемника и возьмем схему одноконтурного УПЧ с каскадами, настроенными на одну промежуточную частоту. Достоинствами такого усилителя являются высокий уровень линейности фазовой характеристики, стабильная форма резонансной кривой, простота конструкции и настройки.

Для того чтобы унифицировать УПЧ, его целесообразно строить на однотипных транзисторах или микросхемах.

Наиболее часто для усилителей промежуточной частоты используют биполярные трензисторы.

Транзисторы и микросхемы выбираются согласно следующим условиям:

- граничная частота крутизны в схеме с общим эмиттером (ОЭ) должна удовлетворять условию f_Y21>(2….3) ;

- коэффициент шума N_T должен быть минимальным;

- транзистор должен иметь возможно большее отношение прямой и обратной проводимостей для обеспечения большого коэффициента устойчивого усиления каскада;

- напряжение питания должно быть согласовано с источником питания приемника или РЛС в целом.

Выберем для УПЧ транзистор ГТ330Д, имеющий высокую граничную частоту (f_Y21=280 МГц) и малый коэффициент шума (N_T =1.5) [3].

Произведем расчет его параметров в схеме с ОЭ для =100 МГц.

,

Выбираем режим I_К= 3 мА, и находим Y-параметры g₂₁= 60 мСм, b₂₁= 60 мСм, Y₂₁= = 84 мСм, g₁₁= 2 мСм, b₁₁= 4 мСм, g₂₂=0.4 мСм, b₂₂= 1 мСм.

Находим g₁₂=(0.15…0.2)g₂₁, b₁₂= (0.2…0.3)b₂₂, тогда Y₁₂=0.31 мСм

2. Коэффициент усиления и число каскадов упч

Коэффициент усиления УПЧ определим по формуле [3]:

(3.1)

Где К_З – коэффициент запаса, учитывающий старение электронных приборов в процессе эксплуатации, U_ВЫХ – напряжение на выходе УПЧ.

Чтобы обеспечить линейное детектирование, возьмем U_ВХ=0.8 В. Тогда

Т.к требуемая ширина полосы пропускания мала, а также требования к избирательности не заданы, выберем схему УПЧ с одноконтурными, настроенными на одну частоту каскадами.

Определим устойчивый коэффициент усиления по формуле:

(3.2)

Число каскадов УПЧ для получения заданного усиления находится по формуле:

(3.3)

Число каскадов будет 5.

Задавшись параметрами b=0.2 и m=1.4, вычисляем минимально допустимое с точки зрения стабильности формы частотной характеристики отношение эквивалентной емкости контура каскада к емкости, вносимой в контур транзисторами

(3.4)

Эквивалентное затухание контуров УПЧ, обеспечивающее заданную полосу пропускания УПЧ, определяется по формуле:

(3.5)

Где = 2.59 [2]. Тогда .

Вычислим критические значения эквивалентного затухания контуров промежуточных каскадов, примем при этом собственное затухание катушки d = 0.01:

(3.6)

(3.7)

=0.04, .

Т. к. , то режим максимального усиления реализуется при ограничении минимального значения эквивалентной емкости контура.

Коэффициент включения контура в цепь базы транзистора следующего каскада:

(3.8)

Эквивалентная емкость контура:

(3.9)

Коэффициент усиления каскада рассчитывается по формуле:

(3.10)

, при этом применяется каскадное включение транзисторов по схеме ОЭ – ОБ и коэффициент включения контура в цепь базы определяют как:

(3.11)

Значение коэффициента включения полагаем равным единице, m₁= 1.