Радиоприемное устройство для приема сигналов типа F3EH (стр. 4 из 8)

(2.46)

где σ_п и σ_с – ослабление и избирательность, заданная для ВЧ тракта приемника;

σ_п_max, σ_cmin – ослабление на краях полосы пропускания и избирательность по соседнему каналу ТПЧ в наихудших точках всех поддиапазонов приемника.

Поскольку фильтр ФП1П-049Б обеспечивает избирательность 26дБ, то для получения требуемой селекции СК будем использовать 3 таких фильтра. Общая избирательность 72 дБ. Недостающие 16 дБ способны дать широкополосные колебательные контура согласующие преобразователь частоты и ПКФ, УПЧ и ПКФ.

Определяем требования по избирательности σ_сш и ослабление на краях полосы пропускания σ_пш для широкополосного контура

(2.47)

(2.48)

где σ_фп=4дБ – ослабление на краях полосы пропускания ПКФ;

σ_фс=72дБ – избирательность по соседнему каналу обеспечиваемая ПКФ.

Допустимая добротность контуров обеспечивающая заданное ослабление на краях полосы пропускания

(2.49)

Необходимая добротность

(2.50)

Возможную эквивалентную добротность определим по формуле (2.30), приняв Q_k=75, Ψ=0.17

Эквивалентную добротность контура принимаем равной Q_экв_max=50 (чтобы выполнялось условие

Находим вспомогательные коэффициенты

(2.52)

(2.53)

Избирательность по соседнему каналу

(2.54)

Ослабление на краях полосы пропускания

(2.55)

Ослабление на краях полосы пропускания ВЧ тракта приемника

(2.56)

Избирательность по соседнему каналу

(2.57)

2.8 Выбор числа и типов усилительных каскадов

Определим требования к коэффициенту шума первого усилительного каскада преселектора, остальными мы пренебрегаем виду малого оказываемого ими влияния.

(2.58)

где

- входное отношение сигнал помеха, его нужно иметь таким для обеспечения работы частотного детектора в надпороговом режиме и получения выигрыша;

Е – реальная чувствительность заданная в единицах напряженности вТЗ;

К=1.38·10^-23 Дж/град – постоянная Больцмана;

П_ш»1.1·П=225.5кГц – шумовая полоса линейного тракта;

Т₀=293 К – стандартная температура приемника;

R_A»50 Om;

E_П=1мкВ/м – средний уровень помех днем;

Из справочника по графикам для КТ399 находим К_ш@ 0.1(дБ)=1.012.

Требуемое усиление линейного тракта находим как

(2.59)

где U_упч=0.1 В, напряжение на выходе последнего каскада УПЧ;

Е_а=25мкВ/м – заданная по ТЗ чувствительность;

h_д– действующая высота антенны, находится по формуле для несимметричного вибратора

(2.60)

где l=4.68 м – длинна волны сигнала;

l=1 м – длинна телескопической антенны.

Поскольку коэффициент усиления каскада, с точки зрения устойчивой работы, не может быть больше устойчивого коэффициента усиления, то коэффициент усиления каскада примем равным устойчивому коэффициенту усиления на максимальной рабочей частоте.

При использовании транзистора КТ399, он нам подходит по коэффициенту шума, в УРЧ его коэффициент усиления составит

(2.61)

где S – крутизна ВАХ, мА/В;

f^’_max – максимальная рабочая частота, МГц;

С_к – емкость перехода коллектор-база, пФ.

Коэффициент усиления ПЧ рассчитываем по (2.61).

Для каскада УПЧ коэффициент усиления так же рассчитываем по (2.61).

Общее усиление до детектора

(2.62)

где К_вц=0.5 – коэффициент передачи входной цепи;

n_урч=1, n_упч=3 – количество каскадов в УРЧ и УПЧ соответственно, для начала зададимся приведенными цифрами.

Поскольку К₀_min<K_общ, то расчет произведен верно и принимается схема с одним УРЧ и тремя УПЧ.

Коэффициент усиления выбран с запасом по следующим причинам:

1. Уменьшение коэффициента усиления в результате старения элементов;

2. В предварительном расчете не учитывались затухания вносимые избирательными системами, стоящими в тракте ПЧ;

3. Уменьшения напряжения источника питания питания в результате эксплуатации;

4. Необходимость учесть расстройку контуров.

2.9 Анализ предварительного расчета

На основании предварительного расчета составляем структурную схему рис.2.2. Результаты расчета сведены в таб.3, там же приведены параметры которые должен обеспечить приемник.

Параметр		Заданный в задании	Полученный в результате расчета
Чувствительность мкВ/м		25
Избира-тельность	СК	50	69.72
	ЗК	90	90.51
	ПЧ	92.17
Диапаз. приним. частот		65.8 – 108
Количество каскадов	УРЧ	1
	УПЧ	3
	Охв. АРУ	3

Таб3.

Рис2.2.

3. Электрический расчет.

3.1 Расчет одноконтурной входной цепи в режиме удлинения

Принципиальная схема приведена на рис3.1.

Рис3.1.

Особенностью данной схемы является встречно-последовательное включение варикапов 2В105А и применение в качестве коммутирующего элемента p-i-n диода типа 2А510.

Параметры варикапа приведены в таблице 3.1.

Тип варикапа	С_max пФ	С_min пФ	Q_v
2В105А	600	400	500

Таб.3.1

За счет встречно-последовательного включения средняя емкость варикапов изменяется значительно меньше, чем при использовании одного варикапа, к тому же обеспечивается компенсация четных гармоник.

С помощью p-i-n диода происходит подключение конденсатора С₂, который обеспечивает переключение диапазона частот.

Схема работает в режиме удлинения, это обеспечивается путем подключения параллельно L_св “удлиняющей емкости”, в нашем случае это паразитная емкость антенны. При этом обеспечивается более равномерный коэффициент передачи по диапазону.

Находим минимальную емкость контура

(3.1)

где С_min – минимальная емкость варикапа;

С_m=8 пФ – емкость монтажа;

C₁=2 пФ – межвитковая емкость катушки;

C_вхсл=11.8 пФ – входная емкость следующего каскада;

м=0.5 – коэффициент включения первого усилительного каскада в контур.

При последовательном включении варикапов общую емкость находим как

(3.2)

(3.3)

Найдем для проверки выполнения условий предварительного расчета коэффициент перекрытия диапазона

(3.4)

По формуле 3.1 получим

Индуктивность контура

(3.5)

где f₀_max=108 МГц – максимальная частота принимаемого сигнала;

Частота антенного контура

(3.6)

где К_удл=0.5 – коэффициент удлинения;

f₀_min=65.8 МГц – минимальная частота принимаемого сигнала.

Индуктивность катушки связи

(3.7)

где С_а=28пФ – емкость антенны.

Далее расчет будем вести для шести частот (65.8, 69.4, 72.5, 89, 98, 108), результаты сведем в таблицу 3.2.

Находим емкость контура необходимую для настройки на приведенные частоты.

(3.8)

Величину емкости С₂ найдем как (472.7-213)пФ=259.7пФ.

Конденсатора такой емкости нет, для получения необходимой емкости соединяем параллельно конденсаторы 240 и 20пФ.

Трансформирующий множитель

(3.9)