Смекни!
smekni.com

Разработка радиоприемника (стр. 5 из 7)

Qэк.зк < 0,6×100

39,4< 60

Условие выполняется, следовательно УРЧ в приёмнике не применяется.

Расчёт полосы частот входного сигнала П и максимальной добротности контура входной цепи Qэкп, при которой частотные искажения в заданной полосе не превышают допустимых, полученных при распределении их между каскадами.

П = 2 (Fмmax + ∆fсопр + ∆fг), (9)

где ∆fсопр – допустимая неточность сопряжения настроек контуров, которую для декаметрового диапазона выбирают 10 – 15 кГц, километрового и гектометрового 3 – 5 кГц;

∆fг – возможное отклонение частоты гетеродина, равное

∆fг =(0,5 – 1)×10-3fсmax.

∆fг = 0,7×10-3××0,285×106 = 0,2×103 Гц

Принимаем ∆fсопр=4 кГц


П = 2 (3,5×103 + 4×103 + 0,2×103) = 15,4×103 Гц

Значение Qэкп определяем по формуле

, (10)

где М – частотные искажения преселектора;

П – полоса частот, кГц;

fсmin– минимальная частота сигнала, МГц;

При отсутствии в прёимнике УРЧ

М = Мпрес/2,

Так как УРЧ в приёмнике не применяется, то

М = 5/2 = 2,5

Qэкп=0,285×106Ö2,52-1/15,4×103=42,4 [дБ]

Должно выполняться условие

Qэкп >Qэкзк (11)

42,4 > 39,4

Условие выполняется.

Если условие выполняется, то принимаем рассчитанная Qэкп.

Затем выбирают блок конденсаторов переменной ёмкости, двух- или трёхсекционный, в зависимости от количества контуров, настраиваемых на частоту принимаемого сигнала.

Для расчёта числа поддиапазонов определяют коэффициент диапазона Кд, который может обеспечить выбранный конденсатор переменной ёмкости, и требуемый коэффициент диапазона по частоте Кд.с:

, (12)

где Ссх – принимается диапазонах гектометровых волн 25 – 30 пФ.

Для расчёта принимаем следующие значения Ссх = 25 пФ, Cкmin = 12 пФ, Cкmax= 495 пФ.

________________

Кд=Ö495+25/12+25=3,7

Затем определяем значение Кд.с по формуле:

Кд.с = f 'cmax/f 'cmin, (13)

f 'cmax = 1,02 fcmax, (14)

f 'cmin = f 'cmin/1,02, (15)

f 'cmax = 1,02×0,285×106=0,2907 МГц

f 'cmin =0,285×106/1,02=0,279 МГц

Кд.с = 0,2907 / 0,279 =1,04


Если Кд ≥ Кд.с, то в приёмнике применяется 1 диапазон. Если Кд ≤ Кд.с, то заданный диапазон частот входного сигнала следует разбить на поддиапазоны.

Кд> Кд.с,

3,7 > 1,04.

Условие выполняется, следовательно, в приёмнике достаточно иметь один диапазон.

Выбор схемы детектора и типа диода. Выбираем последовательную схему диодного детектора.

Так как по заданным техническим условиям проектируемый приёмник можно отнести ко второму классу, то в соответствии принимаем значения

Uвхd = 0,3 В, Kd = 0,4.

Напряжение на выходе детектора рассчитываем по формуле:

Uвыхd = KdmUвхdk, (16)

где k = 0,5 – 0,6 – коэффициент, учитывающий потери части выходного напряжения детектора на резисторе,

m = 0,3 – коэффициент модуляции.

Задаёмся следующими коэффициентами k = 0,5, m = 0,3.

Uвыхd = 0,3×0,4×0,5×0,3 = 0,018 В

Выбираем точечный диод типа Д9Б.

Определение необходимого коэффициента усиления от входа до детектора. Для преобразования частоты выбираем транзистор КТ357А для которого fт=80 МГц, Екмах =10В. Проверяем выполнения условий.

fмах=0,1 fт=0,1×80=8 МГц

Uк =12В>Еи=9В

где fмах – максимальная частота заданного рабочего диапозона частот;

fт – предельная частота усиления тока для схемы с общим эммитером при котором h21э=1

Uк - предельно допустимое напряжение на коллекторе транзистора

Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно. Из справочника для транзистора КТ357А выписываем основные параметры:

Iк =10мА, Uк=6В, h21э=120, С12=4пФ, S =│Y21э│ = 26 мА/В.

Определяем входное сопротивление транзистора в режиме преобразования

Rвх = 1/0,8g11э (17)

Rвх=1/0,53×10-3= 1,8 кОм

Определяем характеристическое сопротивление контура на частоте f 'cmax

ρmax = 159/fcmax [МГц]× (Cкmin + Cсх) [пФ], (18)

ρmax = 159/0,285×(12 + 25) = 15,14 кОм

Определим эквивалентное и конструктивное затухание контура:


dэп = 1/Qэп; (19)

dкон = 1/Qкон; (20)

dэп = 1/11,3=0,088;

dкон = 1/100=0,01.

Определяем коэффициент включения контура m1 по формуле

, (21)

где Rвх – входное сопротивление транзистора 1 каскада радиоприемника;

rmax– характеристическое сопротивление контура;

dэп и dкон – затухание контура.

________________________

m1=Ö(0,088–0,01)×1,8 /15,14=0,096

Напряжение сигнала на входе первого каскада радиоприёмника можноопределяется по формуле:

Uвх = EhдQэк.пm1, В, (22)

где E – напряжённость электрического поля в точке приёма В/м, равная 100мкВ;

hд – действующая высота магнитной антенны, равная 0,02 – 0,04 м;

Qэк.п – максимальная добротность контура входной цепи, дБ;_

Принимаем действующую высоту антенны hд = 0,03 м


Uвх = 120∙10-6××0,03×0,096×42,4 =0,14 мВ.

Необходимый коэффициент усиления при приёме сигнала на магнитную антенну определяется по формуле

Кн = (Uвхd/ Uвх)×106, (23)

Кн = (0,3/0,14∙10-6)×106=2142

Необходимый коэффициент усиления Кн' берут с запасом из-за разброса параметров транзистора, неточной настройки контуров и т.д.:

Кн' = (1,4 – 2) Кн., (24)

где Кн – необходимый коэффициент усиления;

Кн' – необходимый коэффициент усиления с запасом.

Кн' = 2×2142=4284

Определение числа каскадов УПЧ. Для определения числа каскадов УПЧ необходимо знать коэффициенты передачи входной цепи и преобразователя частоты.

Принимаем коэффициент передачи входной цепи приёмника – 2

Коэффициент усиления ПЧ, нагруженного на фильтр сосредоточенной избирательности, рассчитывают оп формуле:

Кпч = m1m2KфY21пчR, (25)

где m1 – коэффициент включения нагрузки в коллекторную цепь смесителя m1= (0,6 – 0,8); принимаем m1=0,7

m2 – коэффициент включения нагрузки в цепь базы первого УПЧ

m2= (0,1 – 0,2); принимаем m2=0,15

Y21пч – крутизна характеристики транзистора в режиме преобразования, мА/В;

Y21пч = 0,5×Y21э, (26)

где R = (10 – 15)×103 Ом – характеристическое сопротивление контуров фильтра сосредоточенной селекции; принимаем R=12кОм

Kф = 0,2 – 0,25 – коэффициент передачи ФСИ; принимаем Kф = 0,25

Y21пч = 0,5×26 = 13 мА/В;

Приняв следующие значения m1 = 0,7; m2 = 0,15; Kф = 0,25; R = 12кОм определяем коэффициент усиления ПЧ

Кпч = 0,7×0,15×0,25×0,013×12×103 = 4,095

Для определения коэффициента усиления каскада УПЧ рассчитывают устойчивый коэффициент усиления по формуле

, (27)

где Ск – проходная ёмкость транзистора, принимаем 4 пФ;

fпр – промежуточная частота, равная 465кГц;

Y21Э – крутизна характеристики транзистора, мА/В

В каскаде УПЧ применяем транзистор КТ 357А

Рассчитываем устойчивый коэффициент усиления УПЧ


Купчуст=6,3Ö26×10-3/465×103×4×10-12=23,54

Необходимое количество каскадов УПЧ определяется по формуле

Nупч =(lg Кн' – lg Кпч)/lg Купчуст, (28)

Nупч =(lg 4284 – (lg 4,095+lg 3+lg2) /lg 23,54 =1,63

Таким образом, для обеспечения заданной чувствительности приёмника должно быть 2 каскада УПЧ.

Избирательность по соседнему каналу Se, создаваемую входной цепью приёмника определяем по формуле:

, дБ, (29)

где N– число каскадов УРЧ;

∆f – стандартная расстройка, равная 9 кГц для километрового; гектометрового и декаметрового диапазонов;

fcmax – максимальная частота сигнала, МГц;

Qэк. – ранее выбранная добротность контуров входной цепи и УРЧ

____________________________

Se¢=(0+1) 20lgÖ1+2×9×103×1,17/0,285×106=1,7 дБ

Избирательность по соседнему каналу Seфси, которую должен обеспечить ФСИ определяется по формуле

Seфси = Se – (Se' + Seупчобщ), [дБ] (30)


где Se – заданная избирательность по соседнему каналу, [дБ]

Seфси = 45 – (0,17 + 6) = 38,83 дБ

Выбираем тип пьезокерамического фильтра, у которого избирательность по соседнему каналу не менее полученного выше значения и полоса пропускания

Пфси = П/α, (31)

где α = 0,8 – 0,9 – коэффициент расширения полосы.

Пфси = 15,4/0,8 = 19,25кГц

В качестве нагрузки преобразователя частоты используется ФСИ, состоящий из пьезокерамических-звеньев, то необходимо определить количество звеньев (nфси), при котором будут обеспечиваться частотная избирательность Seфси и полоса пропускания Пфси. Для определения количества звеньев фильтра рассчитывают необходимую эквивалентную добротность контуров ФСИ:

Qэк.фси = (2×√2)×465/ Пфси, (32)

Qэк.фси = (2×√2)×465/12,5 =68,32

Должно выполняться условие

Qэк.фси< (0,6 – 0,8) Qконфси. (33)

где Qконфси = 200 – максимальная добротность контуров ФСИ


68,32< 0,8×200

68,32 < 160

Относительную расстройку αе и обобщённое затухание βе находим по формулам: