Радиоприемное устройство для приема сигналов типа F3EH (стр. 2 из 8)
Для уменьшения числа усилительных каскадов и упрощения конструкции в тракте радиочастоты приемников прямого усиления используются регенеративные и суперрегенеративные усилители. В приемнике с регенеративным усилителем за счет положительной обратной связи в резонансный контур вносится отрицательное сопротивление, частично компенсирующее потери в нем, что увеличивает коэффициент усиления. Однако такие приемники обладают невысокой устойчивостью, так как работают в режиме близком к самовозбуждению. При этом возможно проникновение генерируемых колебаний в антенну, а их излучение ведет к усилению помех другим приемником, что крайне нежелательно с точки зрения электромагнитной совместимости.
В суперрегенеративном приемнике положительная обратная связь с УРС периодически изменяется с некоторой вспомогательной частотой, значительно превышающей частоту модуляции сигнала. Суперрегенеративному приемнику, как и регенеративному, свойственны искажения сигналов и интенсивные паразитные излучения, что не отвечает требованиям электромагнитной совместимости. Их достоинством является малая мощность источников питания при минимальных размерах и массе. Поэтому подобная структура используется для портативных приемников, допускающих большой уровень искажений.
Наибольшее распространение для подавляющего большинства радиосистем различного назначения получила супергетеродинная структура приемника с одно- или многократным преобразованием частоты (рис.2.1).
Часть приемника – преселектор, включающий ВЦ и УРС, подобен структуре приемника прямого усиления и обеспечивает чувствительность и предварительную селекцию по частоте. С выхода преселектора напряжение сигналов и помех поступает на преобразователь частоты (ПЧ), где происходит изменение несущей частоты сигнала
 |
Рис.2.1. Структурная схема приемника супергетеродинного типа
Для этого сигнал и колебания местного генератора - гетеродина (Г) одновременно воздействуют на смеситель (См), представляющий собой нелинейный или параметрический элемент.
В результате на выходе смесителя возникает колебание, содержащие
составляющие с частотой сигнала
и его гармоник, гетеродина 
и его гармоник и большое число комбинационных составляющих с частотами 
(n,m=0,1,2...- целые числа). Одна из этих комбинационных частот и используется в качестве новой несущей частоты выходного сигнала, называется промежуточной частотой: 
(2.1)Поскольку сигнал несет в себе полезную информацию, в процессе преобразования частоты эта информация должна сохраняться, то есть ПЧ должен быть линейным. Таким образом, в процессе преобразования частоты происходит перенос спектра сигнала в область промежуточной частоты без нарушения амплитудных и фазовых соотношений его составляющих. Частотно-избирательные блоки, расположенные за смесителем, настроены на частоту
и называются усилителями сигналов промежуточной частоты (УСПЧ). Промежуточная частота всегда фиксирована, не зависит от частоты принимаемого сигнала 
и выбирается намного ниже частоты сигнала. Поэтому на частоте 
легко обеспечить требуемое устойчивое усиление. Так как УСПЧ не перестраивается по частоте, то это позволяет получить в супергетеродинном приемнике высокую частотную избирательность при неизменной полосе пропускания, а также реализовать оптимальную фильтрацию сигнала от помех, применяя согласованные фильтры на промежуточной частоте. Таким образом, в супергетеродинном приемнике устраняются основные недостатки приемника прямого усиления.Наиболее часто, ввиду своих достоинств, применяется супергетеродинная схема.
Разрабатываемый приемник работает в диапазоне УКВ, с частотной модуляцией.
2.1. Определение ширины полосы пропускания ВЧ тракта.
Полоса пропускания высокочастотного тракта без системы АПЧ определяется формулой:
, (2.2)где
- ширина спектра принимаемого сигнала, Dfсп=190 кГц,dс ,dг - относительная нестабильность несущей частоты сигнала dс=0 и частоты гетеродина,dг=10-3(гетеродина по схеме с общим эмиттером, без кварцевой стабилизации),
dпр=10-3, относительная нестабильность собственной частоты контуров тракта ПЧ приемника,
dн=10-3, относительная погрешность установки при беспоисковой настройке,
Fд мах=0, мах доплеровский сдвиг частоты (считаем приемник не передвигается с большой скоростью).
Fпр=10.7 МГц, промежуточная частота. Она будет определена и выбрана ниже, также будет доказано, что достаточно одного преобразователя частоты для обеспечения требований связанных с избирательностью по зеркальному каналу.
Подставляя приведенные данные в (4) получим,
Пf»400кГц
Для решения вопроса о необходимости применения АПЧ вводим коэффициент расширения полосы пропускания:
(2.3)Так как
, то целесообразно применение системы АПЧ. В этом случае необходимую полосу пропускания приемника находим по следующей формуле: 
(2.4)где КЧАП – коэффициент подстройки системы ЧАП, КЧАП=15,
2.2 разбивка рабочего диапазона на поддиапазоны
Выбор способа разбивки диапазона частот приемника на поддиапазоны определяется следующими факторами:
А) классом приемника, назначением, условиями экспулатации;
Б) диапазоном рабочих частот и способом перестройки приемника поддиапазоне;
В) видом системы установки и индикации частоты настройки.
В целях унификации аппаратуры примем предопределенные решением ГКРЧ от 27.06.95 Протокола №6 поддиапазоны принимаемых частот таб.1. На вопрос о практической реализуемости КД=1.22, с помощью варикапов можно обеспечить КД порядка 1.2 – 1.6.
Название поддиапазона | Диапазон частот, МГц | КД |
УКВ-1 | 65.8 – 74 | 1.109 |
| УКВ-2 | 88 – 108 | 1.22 |
Таб.1
2.3 Расчет параметров АРУ
Принимаем схему АРУ, в которой регулировка усиления производится путем изменения тока эмиттера.
Принимаем степень изменения коэффициента усиления одного регулируемого каскада Л=10 раз.
Требуемое изменение коэффициента усиления приемника под действием АРУ нам задано Лм=60 дБ
Необходимое число регулируемых каскадов
(2.5)Количество регулируемых каскадов принимаем равным 3.
2.4 Выбор транзисторов и расчет их параметров
Выбор транзисторов для высокочастотного тракта приемника необходимо производить из следующих соображений:
1) превышение предельной частоты усиления fг в несколько раз (5 - 10) по сравнению с максимальной рабочей частотой транзистора в данной конструкции:
2) наличие параметров обеспечивающих выполнение заданных требований;
3) минимальная стоимость.
В качестве усилительного элемента пригоден транзистор КТ399, его параметры приведены в таб.2.
| Ск, пФ | tк, пс | h21э | fг,ГГц | Uэрли,В | Кш,дБ |
| 1.7 | 8 | 100 | 1.8 | 100 | 2 |
Таб.2.
Выбираем режим работы транзистора, при котором Ik=3.5мА, при данном значении оптимальный коэффициент шума.
Дифференциальное сопротивление базы
(2.6)Входное сопротивление БТ по схеме с ОБ
(2.7)Определяем активные и реактивные составляющие Y параметров на частоте fmax=108 МГц.
Для этого предварительно находим вспомогательные коэффициенты
(2.8) 
(2.9) 
(2.10)Выходная полная проводимость в режиме полного сигнала (в схеме с ОБ)
(2.11)Активная составляющая выходной полной проводимости Y22
(2.12)