Радиоприемные устройства (стр. 6 из 8)
(5.4.17)
Рассчитаем сопротивления базового делителя по формулам, обозначив Rд1 нижнее плечо (на землю), а Rд2 – верхнее.
(5.4.18)
(5.4.19)
Емкости эмиттерного конденсатора Сэ и конденсатора фильтра рассчитаем по формулам (5.23) и (5.24):(5.4.20)
(5.4.21)
На этом расчет режима питания каскада закончен.
Коэффициент усиления апериодического каскада рассчитывается по формуле:
(5.4.21)
Получаем значение: Ко = 10.
Принципиальная схема блока УПЧ представлена на рисунке 6.
Рисунок 6. Принципиальная схема УПЧ5.5. Расчет амплитудного детектора и системы АРУ
В схеме используется транзисторный амплитудный детектор, одновременно являющийся детектором системы АРУ. Принимаем схему АРУ, с регулировкой усиления путем изменения тока эмиттера.
Принимаем степень изменения коэффициента усиления одного регулируемого каскада в K=10 раз.
Требуемое изменение коэффициента усиления приемника под действием АРУ задано в ТЗ Кару = 85 дБ
Необходимое число регулируемых каскадов рассчитывается по формуле:
(5.5.1)
Количество регулируемых каскадов принимаем равным 2.
Задаемся максимальной величиной тока коллектора регулируемых каскадов
(5.5.2)и величиной регулирования
(5.5.3)
Теперь определим диапазон изменения коэффициента усиления регулируемых каскадов УПЧ:
(5.5.4)
при q=1 получим Крегmax = 89.5 дБ ;
при q=0.1 получим Крегmin = 29.5 дБ ;
Определяем пределы регулировки АРУ:(5.5.5)
арег = 89.5 – 29.5 = 60 дБ
В качестве детектора системы АРУ будем использовать транзисторный амплитудный детектор, расчет которого приведен ниже. Этот же детектор будет осуществлять детектирование принимаемого сигнала. Определим крутизну детектирования
(5.5.6)
Выбираем сопротивление нагрузки детектора из условия:
В качестве УПТ в схеме АРУ используем операционный усилитель.Поскольку его входное сопротивление достаточно большая величина ( порядка 100кОм ), то согласно формуле, Rк должен иметь сопротивление порядка 500 кОм. При этом коэффициент передачи будет иметь огромную величину, что с точки зрения обеспечения устойчивости усилителя недопустимо. Поэтому для предотвращения самовозбуждения амплитудного детектора, следует шунтировать выход амплитудного детектора сопротивлением R7=Rвхн=300 Ом.
(5.5.7)
Rэ = 300 Ом.
Определяем коэффициент передачи детектора:
(5.5.8)kd = 11.2
Входное сопротивление амплитудного детектора рассчитывается по формуле:
(5.5.9)
где а=4, b=0.25 – вспомогательные коэффициенты.
Подставив все значения, получим Rвх = 1.5 кОм
Определим сопротивление делителя R5 (на рисунке – Rg2) задавшись R4 =1кОм и Uб0=0.4 В (на рисунке R4 обозначен Rg1)
при Ek = 9 В:(5.5.10)
Получим значение 21.5 кОм. Принимаем R5 равным 22 кОм.
Находим емкость С3:
С3 = 0.1 мкФ
Теперь рассчитаем необходимый коэффициент усиления ОУ
(5.5.11)
Получим k= 1.6 . Так как к >1, то будем применять усиленную АРУ. В качестве УПТ примем ОУ К104УД1.
Для обеспечения задержки работы АРУ выбираем конденсатор из условия:
(5.5.12)
где t = 0.1 сек – постоянная времени цепи АРУ.
Выбираем С2=6.25 мкФ.
Сопротивления R1, R2 выбираем из условия обеспечения заданного коэффициента усиления ОУ. Зададимся величиной сопротивления R2=1 кОм, а R1 найдем из следующего соотношения
(5.5.13)Получим R1 = 600 Ом .
Дроссели L1 – L3 и емкость С1 предназначены для предотвращения возможных обратных связей между каскадами через цепи АРУ, поэтому, не производя расчета принимаем их значения L1=L2=L3=0.1Гн, С1=0.1мкФ.
Принципиальная схема блока АРУ показана на рисунке 7.
Рисунок 7. Принципиальная схема блока АРУ.
5.6. Принципы построения цифровых синтезаторов частоты.
Цифровой синтезатор частоты – это схема комбинационного синтеза выходной частоты на основе набора высокостабильных опорных частот внутренних гетеродинов. Синтезатор частот позволяет точно установить частоту настройки приемника без участия сигнала принимаемой станции, т.е. независимо от его уровня и колебаний по амплитуде и фазе. поскольку частота современных радиовещательных передатчиков поддерживается постоянной с высокой точностью, настройка приемника при помощи синтезатора частот оказывается стабильной.
Наиболее распространены в бытовых радиоприемных устройствах цифровые синтезаторы частот с частотной автоподстройкой (ЧАП), работающие по методу косвенного синтеза (3). Структурная схема подобного устройства показана на Рисунок. 8.
Из стабильной опорной частоты кварцевого генератора путем деления частоты образуются стробирующие импульсы, открывающие на строго определенное время счетчик импульсов. Число импульсов, поступающих на счетчик, определяется частотой местного гетеродина. Образовавшийся сигнал поступает в виде двоичного кола на цифровой компаратор и сравнивается с сигналами от регистров установки частоты. При совпадении кодов регистра и счетчика на выходе отсутствует сигнал ошибки. В противном случае сигнал ошибки подается на ЦАП, формирующий управляющее напряжение, используемое для подстройки гетеродина.
 |
Синтезаторы частоты крупными фирмами выпускаются в виде монокристалла, готового для установки в схему всеволнового приемника . Примером такой микросхемы может служить цифровой синтезатор частоты TC914OP японской фирмы Sansui , который помимо перестройки частоты гетеродина также вырабатывает постоянное напряжение для управления смещением варикапов контуров преселектора, а также позволяет подавать напряжение смещения на диапазонные варикапы
Рисунок.8. Структурная схема цифровые синтезаторы частот с частотной автоподстройкой (ЧАП).
5.7 Расчет интегратора.
В роли интегратора выступает обычная интегрирующая цепочка для выделения импульсов большей длительности (синхроимпульсов). Зададимся что синхроимпульсы должны поступать таким образом что бы в каждый канал поступало 100 информационных, тогда синхроимпульсы должны поступать с частотой Fси=30Гц и иметь длительность равную по времени прохождению 100 информационных импульсов. В качестве интегрирующей цепочки возьмем обычную RC цепь, которая для которой должно выполняться условие Fси=
, где 
. Зададимся сопротивлением в 100Oм и рассчитаем емкость. 
(5.7.1)Таким образом рассчитали, что R=100Oм, а С=300мФ. Принципиальная схема интегрирующей цепи представлена на рисунке 9.
Рисунок 9. Схема интегрирующей цепочки.
5.8 Расчет ФНЧ.
Как уже было сказано ранее для демодуляции сигнала с ШИМ нужно пропустить видеоимпульсы через ФНЧ с граничной частотой Fв, где 0.5Fи> Fв >Fmax. Где Fи – частота тактовых периодов, которую следует выбрать выше максимальной частоты спектра сигнала сообщения как минимум в два раза, а обычно от 2.5 до 5 раз. Таким образом Fmax=3000Гц, Fи= 9000Гц. Тогда Fв следует выбрать из периода 4500> Fв >3000. Выберем Fв= 4000Гц . Далее для расчета ФНЧ надо задаться активным сопротивлением нагрузки Rн=100Om. Теперь можем записать:
(5.8.1)Fв=
(5.8.2)Из () и () можем рассчитать L и С как:
(5.8.3) 
(5.8.4)Таким образом рассчитали, что L=0.05Гн, а С=6мкФ. Принципиальная схема фильтра представлена на рисунке 10.
Рисунок10. Принципиальная схема ФНЧ.
5.9 Выбор каскад совпадения.
В качестве каскада совпадения будим использовать D-триггер. На D вход будут подаваться информационные импульсы, а в качестве синхроимпульсов будим использовать сигнал от каскадов МВ. Таким образом при подаче на триггер синхроимпульса он пропустить на вход ДМ информационный сигнал. Использовать будим SN74ALS74N – два синхронных D-триггера. Хотя есть множество микросхем, но используем именно эту из соображений, что у нас два канала , а значит будет необходима два триггера. В других микросхемах четыре или шесть триггеров, которые не нужны. Структурная схема микросхемы представлена на рисунке11.