Чувствительность РПУ Е (mВ/м) = 0,15.
Выходная мощность Pвых (Вт) = 1.
Коэффициент частотных искажений М (дБ) = 1.
Диапазан принимаемых частот fmin - fmax (кГц) = 150-400.
Избирательность по зеркальному каналу Sез (дБ) = 25.
Избирательность по соседнему каналу Sес (дБ) = 24.
Избирательность по промежуточной частоте Sепр (дБ) = 23.
Диапазон воспроизводимых частот fн - fв (кГц) = 0,1-5.
Для того, чтобы приемник мог принимать сигналы от различных станций, имеющих различные частоты, он должен иметь перестраиваемую резонансную систему для настройки на эти частоты.
Перестраиваемые резонансные системы находятся во входной цепи, гетеродине и в усилителях высокой частоты (ВЧ), если они резонансные.
Конструктивно настройка этих каскадов - это изменение реактивных элементов резонансной системы: индуктивности или емкости. Чаще всего реактивный элемент - емкость.
Конструктивно невозможно перестраивать емкость так, чтобы резонансная частота изменялась от fmin ДВ-диапазона до fmax УКВ-диапазона. Поэтому диапазон частот, который должен принимать приемник, разбивают на поддиапазоны.
Переход с поддиапазона на поддианазон осуществляется при помощи переключающихся индуктивностей.
Критерием, для того чтобы узнать, необходимо ли разбивать диапазон приемника на поддиапазоны, служит коэффициент диапазона Кg, рассчитываемый по формуле (2.1)
fmin - минимальная частота диапазона, КГц.
Кg = 150 = 2,66.
Разбивка на поддиапазоны производится, если Кg > 3. Так как в данном случае Кg = 2,66, то разбивка на поддиапазоны не нужна, то есть можно перекрыть диапазон одним переменным элементом. Следовательно в моем случае будет однодиапозонный приемник. Исходя из этого входная цепь будет выглядеть согласно рисунку 2.1
2.2 Выбор промежуточной частоты
Так как для реализации своих исходных данных я выбрал схему супергетеродинного приемника, то большое значение для обеспечения постоянства его качественных показателей на заданном уровне, приобретает правильный выбор промежуточной частоты fпр.
При выборе промежуточной частоты необходимо руководствоваться следующими соображениями. Промежуточная частота должна находиться вне диапазона принимаемых частот и не должна совпадать с частотами мощных радиостанций, в противном случае сигнал будет подавлен сигналами этих радиостанций.
Промежуточная частота должна иметь стандартное значение, установленное ГОСТом, поскольку на таких частотах мощные радиостанции не работают.
Выбранная промежуточная частота должна иметь такое значение, при котором наиболее эффективно можно будет обеспечить хорошую избирательность как по соседнему, так и по зеркальному каналу.
Для обеспечения более высокой избирательности по зеркальному каналу Seз, промежуточная частота должна быть по возможности выше (зеркальный канал отстает от полезного на 2fпр), а для обеспечения избирательности по соседнему каналу Sез - как можно ниже (соседний канал отстает от полезного на величину 10 кГц). Однако с увеличением fпр ухудшается добротность избирательной системы фильтра сосредоточенной селекции (ФСC), а следовательно не произойдет обеспечение высокой избирательности по соседнему каналу, в следствии чего на нагрузке радиоприемного устройства (РПУ) будет выделяться сигнал с частотой fпр 10 кГц. Поэтому, чтобы этого не случилось необходимо, чтобы ФСC обладал достаточно высокой избирательностью, а это возможно только при достаточно низкой fпр, так как при уменьшении fпр увеличивается добротность.
При большой fпр добротность ФСC меньше, его АЧХ имеет более пологие скаты и более широкую полосу пропускания, в
которую входит сигнал с соседнего канала. В случае, если fпр меньше - добротность ФСC больше, полоса пропускания меньше и сигнал с соседнего канала в эту полосу не входит.
Возникло противоречие: с одной стороны нужно увеличить fпр для обеспечения высокой Sез, с другой стороны нужно уменьшить Sпр для обеспечения высокой Sез. Поэтому чтобы удовлетворить эти два условия нужно выбрать необходимую fпр.
Следуя ГОСТу видно, что промежуточная частота для ДВ, СВ и КВ диапазонов равна 465 кГц, для УКВ диапазонов 10,7 МГц, а для радиолокационных РПУ fпр = 100 МГц.
Исходя из выше написанного, сделаем вывод, что для данного приемника промежуточная частота равна 465 кГц, так как данный приемник длинноволновый.
Так же необходимо обеспечить избирательность по промежуточной частоте. Если на частоте равной промежуточной будет работать передатчик, то смеситель преобразователя для этой частоты будет являться резонансным усилителем и из-за некоторых резонансных свойств тракта ВЧ в нагрузке РПУ мы будем слышать на ряду с полезным сигналом сигнал-помеху на fпр. Ослабить этот побочный канал можно включением в цепь антенны фильтра "пробка".
Из вышесказанного следует, что избирательность по побочным каналам, а так же другие показатели РПУ зависят от правильного выбора промежуточной частоты.
2.3Выбор параметров избирательной системы тракта ВЧ
Избирательные системы тракта высокой частоты (ТВЧ) представляют собой резонансные системы. Они ставятся во входных цепях и каскадах усилителей ВЧ и обеспечивают избирательность по зеркальному каналу.
Количество резонансных систем берется исходя из требований к избирательности по зеркальному каналу.
Так как моя избирательность Slзер = 25 дБ, а при fпр =
465 кГц (для моего диапазона принимаемых частот
150-400 кГц) избирательность одного резонансного контура Slзер =25-40 дБ, то в тракте ВЧ ориентировочно достаточно одного контура.
Исходными данными для определения параметров избирательной системы тракта ВЧ является заданная избирательность Sезер и полоса пропускания тракта ВЧ (2DFтвч).
Добротность контуров тракта ВЧ (Qэ) необходимо рассчитать так, чтобы одновременно удовлетворить двум условиям: обеспечить избирательность по зеркальному каналу и пропустить полосу частот не уже 2DFтвч.
Таким образом, исходя из условия обеспечения избирательности, рассчитываем добротность Qэи по формуле (2.2)
6444448
Slзер_*_fmax
_?Ö_ fmax+2fпр________
Qэи = ìfmax+2fпр _ fmax__ü
î fmax fmax+2fпрþ , (2.2)
где n - количество ориентировочно выбранных контуров;
Slзер - заданное значение избирательности по зеркальному каналу, дБ;
Smax - максимальная частота диапазона, кГц;
Sпр - промежуточная частота моего диапазона, кГц.
Из моих исходных данных Sезер = 25 дБ = 17,8, fmax = 400 кГц, fпр = 465 кГц, n = 1.
17,8*0,4__
_ 0,4+(2*0,465)________ 5,35____
Qэи = ì0,4+(2*0,465) _ ____0,4______ü = 3,325-0,3 = 1,77.
î 0,4 0,4+(2*0,465)þ
Затем рассчитываем добротность Qэп, исходя из условий обеспечения заданной полосы пропускания по формуле (2.3)
====¬¬
fminÖ1-?Ö(Мк)?
Qэп = 2DFтсч * ?Ö(Мк) , (2.3)
где fmin - минимальная частота принимаемого диапазона, кГц;
2DFтcч - полоса пропускания ТСЧ;
Мк - коэффициент частотных искажений.
В данном случае fmin = 150 кГц, n = 1, Мк выбирается в пределе 0,7 - 0,9, в данном случае Мк выбрано равным 0,8.
2DFтcч рассчитывается по формуле (2.4)
2DFтcч = 2*(DF+Dfсопр+Dfг), (2.4)
где DF - полоса воспроизводимых частот;
Dfсопр - допустимая неточность сопряжения настроек контуров, кГц;
Dfг- возможное отклонение частоты гетеродина, кГц.
Для моего диапазона Dfсопр = 1-5 кГц, выбираем 1 кГц.
DF = Fв - Fн = 4,9 кГц.
-3
Dfг = 1 * 10 * fmin = 0,15 кГц.
Подставляем данные числовые значения и получаем:
2DFтcч = 2*(4,9+1+0,15) = 12,1 кГц.
———
Qэп = (150/12,1)*((v1-0.8?)0,8) = 12,4*0,75 = 9,3.
Искомая добротность должна удовлетворять условию (2.5)
Qэп > Qэ > Qэи. (2.5)
Лишь в этом случае можно получить резонансную кривую контура, обеспечивающую данную избирательность и полосу пропускания.
9,3 > Qэ > 1,77.
В данном случае Qэ = 2. Эту добротность приравнивают к Qэmax - добротность контуров тракта ВЧ на максимальной частоте.
Qэ должно быть практически осуществимо. Конструктивная добротность контура (Q), из-за шунтирования входным сопротивлением транзистора, уменьшается. Поэтому значение Qэ не должно превышать 0,8*Q, а значение Q для моего приемника не должно превышать 100. Зададимся Q = 2,5.
Рассчитываем Qэmin - добротность на минимальной частоте по формуле (2.6)
Qэmin = 1/dэmin, (2.6)
dэmin = d+(dэmax-d)*(fmin/fmax), (2.7)
dэmax = 1/Qэmax, (2.8)
где Q - конструктивная добротность контуров,
Qэmax - добротность контура на максимальной частоте диапазона.
Исходя из формул и моих данных вычислим Qэmin :
dэmax = 1/2 = 0,5.
dэmin = 1/2,5 + (0,5 - (1/2,5))*(0,15/0,4)=0,44.
Qэmin = 2,3.
Полученные добротности должны выполняться в условиях неравенств: Qэп > Qэmin; Qэmax > Qэи. Условие неравенств выполняются, следовательно расчет добротностей произведен верно.
Теперь необходимо проверить, возможно ли обеспечить заданную избирательность при полученных значениях Qэmin и Qэmax.
