Радиоприемные устройства (стр. 4 из 8)
Рассчитаем сопротивление фильтра:
(5.2.5)Сопротивление фильтра вышло 60 Ом.
Рассчитаем сопротивления базового делителя, обозначив Rд1 нижнее плечо (на землю), а Rд2 – верхнее.
 |
(5.2.6)
(5.2.7)
Значение Rд1 выберем 10 кОм для удобства построения схемы.
Емкости эмиттерного конденсатора Сэ и конденсатора фильтра рассчитаем по формулам:
 |
(5.2.8)
(5.2.9)
На этом расчет режима питания каскада закончен. Далее необходимо определить номиналы элементов избирательных систем и определить к-ты связи последних с транзистором.
Индуктивность контурных катушек УРС принимаем равной индуктивности контурной катушки магнитной антенны:
Lкурс = Lka = 5.2 мкГн
В расчете входной цепи был определен коэффициент связи между антенным контуром и УРС m1=0.8. Определим коэффициент связи с выходным контуром.
Определим коэффициент устойчивого усиления для каскада:(5.2.10)
Для используемого транзистора КТ375Б Куст = 25
Резонансный коэффициент передачи УРС рассчитывается по формуле:
(5.2.11)
 |
Если подсчитать К для m2 =0.3, то окажется, что К> Куст:
К = 34,24
Куст = 25
Чтобы избежать возбуждения каскада УРС в режим генерации, следует снизить коэффициент усиления. Применение ООС в данном случае расширит полосу пропускания и ухудшит избирательность УРС. Поэтому ослабим связь с выходным контуром до 0.2.
Получим: К= 22.8
Куст = 25
С такой степенью связи каскад будет работать устойчиво.
Определим ёмкости конденсаторов контуров избирательных систем и диапазон перестройки.
 |
(5.2.13)
(5.2.14)
(5.2.15)
Получим следующие значения:
Со = 236 пФ Сmax = 247 пФ Сmin = 225 пФ
Перестройку контура в таком диапазоне легко получить, включив в контур два встречновключенных варикапа. За счет встречно-последовательного включения средняя емкость варикапов изменяется значительно меньше, чем при использовании одного варикапа, к тому же обеспечивается компенсация четных гармоник.
Минимальную емкость контура теперь можно определить из формулы:Где
Сvdmin – минимальная емкость варикапа при нулевом смещении;
Спкmin - минимальная постоянная емкость контура;
Сm=8 пФ – емкость монтажа;
C1=2 пФ – межвитковая емкость катушки;
Cвхсл=11 пФ – входная емкость следующего каскада;
м=0.8 – коэффициент включения первого усилительного каскада в контур.
При использовании в качестве встречновключенных варикапов полупроводниковой матрицы из пары согласованных варикапов при нулевом смещении их рабочая точка стабилизируется и матрица способна обеспечить стабильное ненулевое значение емкости. Основной вклад в емкость контура вносит постоянный конденсатор Спк, включенный параллельно матрице.
Выберем из справочной литературы (9) варикапную матрицу 2В110А с параметрами:
| Св, пФ | Кс | Iобр, мкА | Pмакс, мВт | Uобр макс, В | Qв | T,С |
| 12-18 | 2.5 | 1 | 100 | 45 | 300 | -60…+125 |
Зная Скmin и Скmax, рассчитанные по формулам (5.30) и (5.31), определим номинал постоянного конденсатора Спк, используя формулу (5.32). Возьмем за начальную емкость варикапной матрицы среднее значение в 15 пФ:
225 = Спкmin + 15 +8+2+8.8
247 = Cпкmax +15*2.5 +8+2+8.8
Cпк = M(Cпкmin, Cпкmax) = 190 пФ
где Кс=2.5 – коэффициент перестройки по частоте варикапной матрицы.
Аналогичная система перестройки может быть поставлена и во входной контур антенны.
Теперь необходимо заменить в схеме катушку связи и контурную катушку УРС на общий блок. Новая катушка будет иметь индуктивность:(5.2.16)
L’ = 0.5 мкГн
На этом расчет входной цепи и УРС закончен. Принципиальная схема блока представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 Принципиальная схема УРС.
Индуктивность в цепи смещения варикапов номиналом в 100мкГн служит для развязки цепи смещения от переменной составляющей контурного тока и устранения паразитной обратной связи со смесителем через синтезатор частоты. Поскольку обратный ток согласованной матрицы чрезвычайно мал (менее 1мкА), шунтированием контуров магнитной антенны через цепь смещения можно пренебречь.
4.3. Расчет преобразователя частоты
Назначение смесителя частоты – линейный перенос спектра сигнала на промежуточную частоту при помощи опорной частоты местного генератора – гетеродина. в качестве последнего в схеме применен цифровой синтезатор частот с микропроцессорным управлением и встроенной петлей ЧАП. Подобное схемное решение позволяет (3):
1) Использовать один гетеродин для всех диапазонов приемника;
2) Осуществлять синхронную цифровую перестройку как контуров (управляя через АЦП смещением контурных варикапов), так и гетеродина, что минимизирует нестабильность fпч.
3) Благодаря наличию встроенной цифровой ЧАП осуществлять постоянную высокоточную подстройку гетеродина;
В рамках данного проекта расчет блока синтезатора частоты и его выбор не проводился и в дальнейшем на схеме он изображаться не будет. Необходимые для расчетов данные уже были использованы при расчете полосы сигнала в предварительном расчете.
Преобразователь строим на транзисторном каскаде с общим эмиттером по сигналу с подачей сигнала гетеродина в эмиттерную цепь. Данная схема включения позволяет транзистору работать в режиме общей базы относительно сигнала гетеродина, что обеспечит меньшую взаимную связь между цепями гетеродина и сигнала, а также высокую стабильность частоты. Нагрузкой преобразователя является ПКФ. Согласование транзистора смесителя с ПКФ осуществляется через широкополосный контур.
Зададимся требованиями к преобразователю исходя из его положения в схеме.
кт=3 – требуемое усиление в преобразователе;
Sпр=55мА/В – крутизна ВАХ транзистора VT1;
Rвыхпр=30кОм – выходное сопротивление транзистора;
sвн=3.16 – затухание, вносимое фильтром.
Определим коэффициент шунтирования контура выходным сопротивлением транзистора и входным сопротивлением фильтра, допустимый из условия обеспечения требуемого коэффициента усиления:
(5.3.1)
Далее определяем конструктивное и эквивалентное затухание широкополосного контура
 |
(5.3.2)
где Qэ=28 – добротность широкополосного контура, Qэш=28
 |
(5.3.2)
Определяем характеристическое сопротивление контура, принимая коэффициент включения в цепи коллектора m1=1
 |
(5.3.3)
Определяем коэффициент включения в контур со стороны фильтра
 |
(5.3.4)
Rвхф=330 Ом – входное сопротивление ПКФ.
Рассчитываем эквивалентную емкость схемы:
 |
(5.3.5)
Определяем номинал контурного конденсатора, приняв Свыхпр=15пФ – выходная емкость транзистора преобразователя частоты.
 |
(5.3.6)
Принимаем С2=6пФ.
Определяем действительную эквивалентную емкость схемы
 |
(5.3.7)
Рассчитываем индуктивность контурной катушки:
 |
(5.3.8)
Теперь можно рассчитать действительное характеристическое сопротивление контура:
 |
(5.3.9)
Рассчитаем резонансный коэффициент усиления транзисторного преобразователя :
 |
(5.3.10)
Поскольку расчет ведется с запасом, данное значение коэффициента усиления является допустимым. Остаток обеспечит УПЧ.
Рассчитаем индуктивность катушки связи с фильтром, задавшись коэффициентом связи Ксв=0.4
(5.3.11)
Рассчитываем элементы, определяющие режим работы транзистора.