Разобьем диапазон на так называемые полурастянутые поддиапазоны.
Таблица 2.1 - Частоты полурастянутых поддиапазонов
№ поддиапазона | Частота, МГц |
1 | 7.0 – 5.0 |
2 | 9.0 – 7.0 |
3 | 12.0 – 9.0 |
4 | 15.0 – 12.0 |
5 | 18.0 – 15.0 |
6 | 22.0 – 18.0 |
7 | 25.0 – 22.0 |
8 | 30.0 – 25.0 |
2.3 Расчет сквозной полосы пропускания радиоприемника
Полоса пропускания высокочастотного тракта приемника П определяется шириной спектра сигналов
и нестабильностью частот настройки узлов приемопередающего тракта . , (2.2)где
П – сквозная полоса пропускания приемника, Гц
- ширина спектра сигналов, Гц - нестабильность частот настройки узлов приемопередающего тракта, ГцПолоса сигнала
определяется видом сигнала и характером его модуляции. Согласно условию ТЗ сигнал имеет амплитудную модуляцию, полоса пропускания приемника – 9 кГц. Так как применяются высокостабильные по частоте гетеродины, то нестабильность можно не учитывать /3/. Окончательно получим:П = 9000 Гц.
2.4 Определение структуры преселектора по требованиям к избирательности по зеркальным каналам и каналам прямого прохождения
Избирательная система преселектора должна обеспечивать заданную избирательность по побочным каналам первого преобразования частоты и частично избирательность по побочным каналам второго преобразования частоты /3/, /7/. Если требования по данным видам селективности не будут выполнены в преселекторе, то осуществить ее эффективно в последующих каскадах приемника будет практически невозможно.
Проведем расчет избирательности по ЗК1 на максимальной частоте рабочего диапазона приемника – 30 МГц, так как на максимальной частоте диапазона избирательность по ЗК1 будет наименьшей. Зададимся добротностью контуров преселектора. Добротность контуров преселектора в рабочем диапазоне примем равной 80.
Селективность одиночного контура рассчитывается следующей формуле:
, (2.3)где
f0 – частота настройки преселектора, Гц;
f – частота побочного канала приема, Гц;
Qэ – эквивалентная добротность контура;
sок – избирательность одиночного контура.
Так как настройка первого гетеродина G1 верхняя, то частота первого зеркального канала ЗК1 вычисляется по формуле:
(2.4) МГцПри использовании трехконтурного ФСИ (фильтр сосредоточенной избирательности) избирательность по ЗК1 будет определяться по формуле:
Проведем расчет избирательности по ЗК2 на минимальной частоте рабочего диапазона приемника – 5 МГц, так как на минимальной частоте диапазона избирательность по ЗК2 будет наименьшей. Значение частоты ЗК2 определяется выражением:
, (2.6)где fc - частота настройки преселектора, Гц;
fпр2 – вторая промежуточная частота, Гц.
МГцОпределим избирательность одиночного контура по формуле (2.3):
При использовании трехконтурного ФСИ избирательность по ЗК2 будет определяться по формуле (2.5):
(132 дБ)Проведем расчет избирательности по каналу прямого прохождения для ПЧ1. Определим избирательность одиночного контура по формуле (2.3):
При использовании трехконтурного ФСИ избирательность по каналу прямого прохождения для ПЧ1 будет определяться по формуле (2.5):
(122 дБ)Проведем расчет избирательности по каналу прямого прохождения для ПЧ2. Определим избирательность одиночного контура по формуле (2.3):
При использовании трехконтурного ФСИ избирательность по каналу прямого прохождения для ПЧ2 будет определяться по формуле (2.5):
(144 дБ)2.5 Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты
Избирательная система тракта промежуточной частоты определяет его полосу пропускания и избирательность по соседним каналам приема /3/, /7/. Два основных способа обеспечения заданной избирательности - используется либо распределенная по каскадам селекция, либо ставится ФСС - фильтр сосредоточенной селекции. Применим ФСС как наиболее рациональный способ получения заданной избирательности.
Согласно условию ТЗ общая избирательность линейного тракта по соседним каналам приема должна быть не хуже 40 дБ. В тракте ПЧ1 используется селективная система на основе кварцевого фильтра ФП2П-4-1-В. Справочные параметры фильтра позволяют утверждать, что затухание в полосе задержания будет 60 дБ. Таким образом, применение данного ФСС в полном объеме обеспечит ослабление соседних каналов. Приведем справочные параметры фильтра типа ФП2П-4-1-В:
Таблица 2.2 – Справочные параметры фильтра ФП2П-4-1-В
Номинальная частота, МГц | 55,5 |
Ширина полосы пропускания по уровню 3 дБ, кГц | 16 |
Относительное затухание в полосе задерживания, дБ | 60 |
Затухание вносимое, дБ | 0,2 |
Входное сопротивление, кОм | 2 |
Выходное сопротивление, кОм | 2 |
Емкость нагрузки, пФ | 50 |
2.6 Выбор первых каскадов приемника
Первые каскады приемника в значительной степени определяют его чувствительность. Для обеспечения высокой чувствительности требуется, как правило, применение каскада УРЧ после ВЦ, кроме того, полосовые фильтры вносят достаточный уровень затухания, который необходимо компенсировать. Выберем для применения в УРЧ высокочастотный малошумящий транзистор КТ399А. Приведем электрические параметры этого транзистора:
Статический коэффициент передачи тока в схеме ОЭ, h21Э – 140;
Граничная частота, fГР – 2.6 ГГц;
Постоянная времени цепи обратной связи, tОС – 6 пс;
Минимальный коэффициент шума, NТР – 1.5 дБ;
Емкость коллекторного перехода, СК – 1.7 пФ.
Реальная чувствительность приемника оценивается его коэффициентом шума N, и в основном определяется коэффициентом шума его первых каскадов /3/. Проведем расчет коэффициента шума приемника при использовании УРЧ по формуле:
, (2.7)где
NУРЧ – коэффициент шума УРЧ, приблизительно равный
;NТР – паспортное значение коэффициента шума транзистора (используется безразмерная величина) = 1.58;
КР ВЦ - коэффициент передачи мощности входной цепи;
КР УРЧ – коэффициент передачи мощности УРЧ;
NСМ – коэффициент шума смесителя;
КР ВЦ – примем равным 0.8;
КР УРЧ – рассчитываем по формуле:
, (2.8)где
Y21Э – прямая проводимость в схеме с ОЭ, См;
Y12Э – обратная проводимость в схеме с ОЭ, См.
Расчет Y – параметров проведем для максимальной частоты рабочего диапазона – 30 МГц.
Рассчитаем Y21Э по формуле:
, (2.9)где
, (2.10)где fC – частота сигнала, Гц.
, (2.11)где rБ – справочный параметр;
h11Б – коэффициент передачи по току в схеме с ОБ.
, (2.12)