Портативный радиоприёмник средних волн (стр. 3 из 5)
Таблица 1.
КПЕ с воздушным диэлектриком имеют лучшую температурнуюстабильность,
КПЕ с твердым диэлектриком обладают меньшими габаритами илучшей устойчивостью к механическим воздействиям.
Рисунок 2.
На рисунке 2 представленаэлектрическая схема входного емкостного контура, отвечающего за настройкурадиоприёмника на определённую частоту, так называемый «блок конденсаторов».
Расчёт блока конденсаторовначинается с расчёта крайних частот поддиапазонов с запасом.
F’max =1.02* Fmax =1.02*1605 = 1640 кГц
F’min =0.98* Fmin = 0.98*520 = 509.6кГц
Коэффициенты перекрытияподдиапазонов:
К’пд = F’max/F’min =1640 / 509,6 = 3,22
Эквивалентная ёмкость схемы прииспользовании конденсатора КПТМ-4(данные взяты из таблицы 2):
Смах = 260 пф ; Сmin = 5 пф ;
Сэ = (Смах- К’пд 2 * Сmin) / (К’пд 2 -1) = (260 – 3,22 2 * 5) /(3,22 2 – 1) =
= (260-10,37*5) / (10,37 – 1) = 208 / 9,37 = 22,2 пф
Так как Сэ>0, определяем действительную ёмкость схемы дляконтура входной цепи:
С сх = См + СL
где См – ёмкость монтажа;
СL –собственная ёмкость катушки контура, данные берутся согласно таблице 3;
ОРИЕНТИРОВАЧНЫЕ ЁМКОСТИ МОНТАЖА И КАТУШЕК
| Диапазон | Ёмкость монтажа См, пф | Ёмкость катушки СL, пф |
| Длинные волны (ДВ) | 5 – 20 | 15 – 20 |
| Средние волны (СВ) | 5 – 20 | 5 – 15 |
| Короткие волны (КВ) | 8 – 10 | 4 – 10 |
| Ультракороткие волны (УКВ) | 5 – 6 | 1 – 4 |
Таблица 2.
С сх = См + СL= 10 + 5 = 15 пф
Дополнительная ёмкость:
Сдоб = С э – С сх = 22,2 – 15 = 7,2 пф.
Так как Сдоб > 0, то блок конденсаторов выбран правильно.
Эквивалентная ёмкость контура входной цепи в диапазоне СВ:
С‘э = (Сmin + С э) …(Смах + С э) = (5 + 22,2) … (260 + 22,2) = 27 … 282 пф.
При механической настройке блоком КПЕ каждая из секций блокаподключается к своему контуру (входного устройства, УРЧ, гетеродина). Приповороте ротора конденсатора изменение емкости происходит одновременно во всехконтурах. Для обеспечения минимальной погрешности сопряжения настроек контуровпреселектора и гетеродина в контур гетеродина включены специальные конденсаторысопряжения (рис.2).
3.5. Выбордетектора сигнала
В качестве детектора АМ сигнала предпочтительно использоватьпоследовательную схему диодного детектора, но так как элементная базапромышленности всё больше и больше выпускается во много функциональныхмикросхемах, то можно использовать в качестве детектора микросхему. Детектор однополосного сигнала можно выполнить сиспользованием аналогового перемножителя на микросхеме К174ПС1 на один входкоторого подается детектируемый сигнал, а на второй - опорное колебание частотынесущей от специального генератора. В схеме опорного генератора рекомендуетсяиспользовать кварцевый резонатор. Выполнить генератор можно либо на отдельномтранзисторе, либо на микросхеме К174ПС1. Напряжение сигнала на входе такогодетектора должно составлять UВХ Д = 10...20 мВ.
Рисунок 3.
| напряжение питания | UП = 9 + 0.9 В; |
| потребляемый ток | I < 2.5 мА; |
| входная емкость | CВХ = 20 пФ; |
| проходная емкость | CПРОХ = 0.02 пФ; |
| минимальный коэффициент шума | KШ МИН < 7дБ; |
| оптимальная по шумам проводимость генератора | gГ ОПТ = 1 мСм; |
3.6. Выборактивных приборов ВЧ тракта и распределение усиления по каскадам
Определение требуемого усиления ВЧ тракта:
Исходными величинами для расчета требуемого коэффициентаусиления ВЧ тракта являются заданное в ТЗ значение чувствительности по полю EА[мкВ/м] и выбранное напряжение на входе детектора UВХ Д. Сучетом производственного разброса параметров и старения элементов необходиморассчитать
UА0 = EА0* hДА ,
где hДА - действующая высота антенны. Для обычноиспользуемых ферритовых антенн hДА в диапазоне СВ - 5...15 мм.Действующая высота штыревой антенны приблизительно равна половине еегеометрической длины.
UА0= EА0 * hДА = 0,3 *0,01 = 0,003 мВ = 3 мкВ
С учетом производственного разброса параметров и старенияэлементов необходимо обеспечить
K0 ТРЕБ > (2...3) UВХД / UА0 .
Т.е. K0ТРЕБ > 2,5 * 0,8 / 3*10 -6
Каскады ВЧ тракта (ВхУ, УРЧ, ПрЧ, ФСИ, УПЧ) должны всовокупности обеспечить усиление не менее K0 ТРЕБ, то естьнеобходимо иметь:
K0 вх * K0 урч * K0 пр * K0ф * K0 упч ≥ K0треб .
3.7. Оценкакоэффициента передачи входного устройства
Значение K0 ВХ существенно зависит от типапервого активного прибора (АП1). При использовании биполярного транзистораколебательный контур входного устройства подключается ко входу транзисторачастично с коэффициентом включения приблизительно 0.1...0.3. Ориентировочныезначения K0 ВХ при использовании в качестве АП1 биполярноготранзистора приведены в табл.4.
| Диап. | ДВ (магн. ант.) | СВ (магн. ант.) | ДВ (внешн. ант.) | СВ (внешн. ант.) | УКВ |
| K0 ВХ | 1.5...2.5 | 3.0...5.0 | 0.06...0.08 | 0.07...0.3 | 1.0...2.0 |
Таблица 4.
К затвору полевого транзистора контур входного устройства,как правило, может быть подключен полностью, поэтому K0 ВХ будет внесколько раз больше.
Примем значения K0 ВХ согласно таблице равным 5.
K0 ВХ = 5.
3.8. Определениетипа, параметров и числа избирательных
систем,настроенных на промежуточную частоту.
Одной из особенностей современных транзисторных приёмниковявляется широкое применение в них пьезокерамических фильтров сосредоточеннойселекции (ФСС). Они обеспечивают высокую избирательность по соседнему каналу,имеют небольшие размеры, малый вес и постоянство частоты настройки. Длянормальной работы ФСС необходимо согласовывать с выходом ПЧ и входом УПЧ.
Ослабление на краях полосы пропускания σпу
σпу = σп – σп мах =10 - 2 = 8 дБ
где σп – ослаблениена краях полосы ВЧ тракта приёмника (= 10 дБ); σп мах – ослабление на краях полосы пропускания трактарадиочастоты (= 2 дБ).
Избирательность по соседнему каналу тракта УПЧ σсу
σсу = σс – σс мin = 80 - 0 = 80 дБ
где σс –избирательность по соседнему каналу (= 80 дБ); σс мin – избирательность по соседнемуканалу тракта радиочастоты (= 0 дБ)
Выбираем ФСС электромеханического типа ЭМФП-5-465-9 соследующими параметрами:
f0 = 465 кГц;
П = 8,4 …9,6 кГц;
σфс = 34 дБ;
σфп = 4 дБ;
σф0 = 7 дБ;
номинальные значения нагрузочных сопротивлений
Rвх =1 кОм; Rвых = 10кОм;
номинальные ёмкости на входе и выходе
Свх = 300 пф; С вых = 2200 пф;
Рисунок 4
Для согласования УПЧ с детектором применим широкополосныйконтур nпр = 1.Параметры контура:
σпш = σпу – σфп =8 – 4 = 4 дБ
σсш = σсу – σфс =80 – 34 = 38 дБ
αп = 0,8 –расчётный коэффициент;
Определим ширину расчётной полосы ФСС:
Пр = П / αп = 8 /0,8 = 10 кГц
Определим необходимую добротность контуров:
Определим величину относительной расстройки для соседнегоканала:
а) на краях полосы пропускания
αn = П/Пр = 8/10 = 0,8
б) для соседнего канала
αс = (2*Δfс)/Пр =20/10 = 2
Определяем величину обобщённого затухания:
σп1 = 1 дБ
σс1 = 12 дБ
Число звеньев ФСС необходимый для обеспеченияизбирательности по соседнему каналу.
nи = σфс/σс1 =34 / 12 = 2,8 = 3
Определяем число звеньев ФСС обеспечивающее заданноеослабление на краях полосы:
nп = σфп/σп1 =4 / 1 = 4
nф = nи= 3
Определяем ослабление на краях полосы пропускания УПЧ:
σпш = nф* nп1 = 3*1=3дБ
Избирательность по соседнему каналу
σс = nф* σс1= 3*12= 36дБ
3.9. Выборактивного прибора УРЧ и оценка коэффициента передачи УРЧ
Каскады УРЧ выполняют, как правило, на дискретныхтранзисторах. В УРЧ находят применение как биполярные (БТ), так и полевые (ПТ)транзисторы. Биполярные транзисторы обладают большей проводимостью прямойпередачи (y21) и работают при небольшом потребляемом токе (1...2мА).