Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИКИ

Курсовой проект по дисциплине

«Радиоприемные устройства»

Студент: Петелько И.Ф.

Шифр:15-2844

Курс:5

Факультет:ФРЭ

Специальность:200700

Санкт-Петербург

2005 г.

Оглавление

Задание на курсовой проект

1. Эскизное проектирование

1.1 Выбор типа структурной схемы приемника

1.2 Определение числа поддиапазонов

1.3 Определение сквозной полосы пропускания приемника

1.4 Выбор структуры преселектора и числа преобразований частоты

1.5 Определение избирательной системы тракта ПЧ

1.6 Выбор электронных приборов для высокочастотного тракта

1.7 Распределение усиления между трактами радиоприемника

1.8 Выбор регулировок приемника

1.9 Структурная схема заданного приемника и требования для его узлов и каскадов

2. Электрическое проектирование

2.1 Расчет параметров электронных приборов

2.2 Расчет контура для входной цепи и УРЧ

2.3 Расчет УРЧ

2.4 Расчет смесителя

2.5 Расчет ФСС

2.6 Расчет УПЧ

2.7 Расчет детектора

Список литературы

Приложение 1

Задание на курсовой проект

Произвести расчет (до входа УНЧ) радиовещательного приемника удовлетворяющего следующим параметрам:

1. Диапазон принимаемых частот: 150 кГц- 408 кГц;

2. Чувствительность: 250мкВ;

3. Ослабление зеркального канала 30dБ, соседнего канала 32 dБ;

4. Ослабление помехи на промежуточной частоте 25 dБ;

5. Ширина спектра принимаемого сигнала 8кГц;

6. Эффективность АРУ для: изменения входного сигнала 40dБ

изменения выходного сигнала 12 dБ;

7. Диапазон рабочих температур от -20 до 40^оС;

8. Выходная мощность приемника 1 Вт.

приемник преселектор частота электронный

1. Эскизное проектирование

1.1 Выбор типа структурной схемы приемника

Современные приемники строятся по супергетеродинной схеме с однократной или двукратным преобразованием частоты.

В общем виде структурная схема радиовещательного приемника выглядит следующим образом

где ВЦ - входная цепь, УРЧ - усилитель радиочастоты, СМ - смеситель, Г- гетеродин, УПЧ - усилитель промежуточной частоты, Д- детектор, УНЧ - усилитель низкой частоты.

Если не представляется возможным выполнить технические требования при однократном преобразовании частоты, переходят к схеме с двойным преобразованием.

Проектирование заданного приемника начнем со схемы с однократным преобразованием частоты.

1.2 Определение числа поддиапазонов

Для того, чтобы приемник мог принимать сигналы от различных станций, имеющих различные частоты, он должен иметь перестраиваемую резонансную систему для настройки на эти частоты.

Перестраиваемые резонансные системы находятся во входной цепи, гетеродине и в усилителях высокой частоты (ВЧ), если они резонансные.

Конструктивно настройка этих каскадов - это изменение реактивных элементов резонансной системы: индуктивности или емкости. Чаще всего реактивный элемент - емкость.

Конструктивно невозможно перестраивать емкость так, чтобы резонансная частота изменялась от fmin ДВ-диапазона до fmax УКВ-диапазона. Поэтому диапазон частот, который должен принимать приемник, разбивают на поддиапазоны.

Переход с поддиапазона на поддианазон осуществляется при помощи переключающихся индуктивностей.

Критерием, для того чтобы узнать, необходимо ли разбивать диапазон приемника на поддиапазоны, служит коэффициент диапазона К_д, рассчитываемый по формуле:

К_д= F_max/F_min

где F_max - максимальная частота диапазона, КГц;

F_min - минимальная частота диапазона, КГц.

Исходя из моих данных имеем:

К_д= F_max/F_min= 408/150= 2,72

Разбивка на поддиапазоны производится, если К_д > 3. Так как в данном случае К_д = 2,72, то разбивка на поддиапазоны не нужна, то есть можно перекрыть диапазон одним переменным элементом. Следовательно, в моем случае будет однодиапозонный приемник.

1.3 Определение сквозной полосы пропускания приемника

Так как сквозная полоса пропускания определяется шириной спектра полезного сигнала и случайными нестабильностями частоты, а современная радиоаппаратура связи имеет очень высокую частотную стабильность, то можно допустить, что полоса пропускания равна:

F_ВЧ(1,1- 1,2)f_с = 1,15*8 = 9,2 кГц.

где, F_ВЧ- полоса пропускания ВЧ тракта;

f_с - полоса сигнала.

1.4 Выбор структуры преселектора и числа преобразований частоты

При определении структуры преселектора нужно, прежде всего, определить количество контуров, которое позволит получить заданное ослабление по зеркальному каналу и оценить необходимость применения УРЧ. В профессиональных приемниках число контуров преселектора, как правило, не менее двух и сам преселектор может иметь следующую структуру

Величина ослабления по зеркальному каналу может быть оценена по формуле:

s_зк =(Ц1+Q_э ((f_{с max}+2f_п)/f_{c max}+f_{c max}/(f_{с max}+2f_п))² )ⁿ , (1)

где n - число контуров преселектора, f_п - минимально допустимая промежуточная частота, f_{с max} - максимальная частота сигнала, Q_э - эквивалентная добротность нагруженных контуров преселектора.

При числе контуров n=2 (1) примет вид

s_зк =1+Q_э ((f_{с max}+2f_п)/f_{c max}+f_{c max}/(f_{с max}+2f_п))² (2)

Из задания на проектирование s_зк =3_дБ или, в разах, s_зк =31,62.

Q_э примем равной 25

f_{с max} =4_8--кГц.

Отсюда f_{п min--}=--23,82--кГц.

Следуя ГОСТу видно, что промежуточная частота для ДВ, СВ и КВ диапазонов равна 465 кГц, для УКВ диапазонов 10,7 МГц, а для радиолокационных РПУ f_п = 100 МГц.

Исходя из выше написанного, сделаем вывод, что для данного приемника промежуточная частота равна 465 кГц, так как данный приемник длинноволновый.

При выбранной f_п по формуле (2) получается ослабление по зеркальному каналу s_зк222 или s_зк46,9дБ что лучше заданного значения.

Для оценки необходимости применения УРЧ проверяется следующее неравенство

,N=E²_a/(4kT₀П_шR_ag)<200 (3) где

N - допустимый коэффициент шума приемника, E_a - требуемая чувствительность приемника в В, kT₀ = 4*10^-21 , П_ш=9,2*1,1= 10,12- эффективная шумовая полоса (1,1Fвч), R_a - активное сопротивление антенны в Ом (можно принять 75 Ом, как широко применяемый стандарт), ??=10 -минимально допустимое отношение сигнал/помеха по мощности на выходе.

При заданных значениях N =514657444. Это означает, что допустимый коэффициент шума скорее всего ниже того, который будет реализован. Для уменьшения коэффициента шума приемника нужно повысить коэффициент передачи первых каскадов, введя УРЧ.

1.5 Определение избирательной системы тракта ПЧ

Расчет многозвенного ФСС наиболее просто осуществляется графо-аналитическим способом с использованием обобщенных резонансных кривых [1]. Использование многозвенного LC - фильтра сосредоточенной селекции можно считать целесообразным, если для добротности контуров, применяемых в нем, выполняется условие:

Q_к > Q_кр = 2,82f₀/П_n = 2,82*465/9,2 = 142,53

Поэтому, выбрав Q_к=200 , получим относительную расстройку y₁=2Дf/ П_n = 2.25

в = 2м = 2f₀/(П_n Q_к) = 2*465/(9,2*142,53)= 0.709

Далее по графику находим у₁ = 9,7 дБ (у₁ - ослабление создаваемое одним звеном)

Тогда - число звеньев n = у / у₁ = 32/9,7 =3,298, следовательно, искомое число звеньев ФСС) =4.

1.6 Выбор электронных приборов для высокочастотного тракта

При выборе транзистора для УРЧ следует руководствоваться тем, чтобы его граничная частота была как минимум в пять раз выше максимальной частоты сигнала и получаемый коэффициент устойчивого усиления K_уст был более 5. При заданных параметрах этим требованиям отвечает транзистор КТ 3102Е. На этом же транзисторе можно выполнить и смеситель, и УПЧ.

1.7 Распределение усиления между трактами р/приемника

В приемниках АМ сигналов на входе УПЧ напряжение сигнала должно быть не более 5...10 мВ, а на входе детектора приблизительно 0,5ч1,0 В (а для достижения минимального коэффициента гармоник и до 1,5 В). Отсюда коэффициент передачи УПЧ К_упч=0,8В/8х10^-3В=1х10² (40 дБ).

Коэффициент передачи смесителя К_см обычно составляет 4 - 6. Отсюда максимальное напряжение сигнала на его входе U_{вх см max}=10/6=1,7 мВ.

Коэффициент передачи преселектора К_пр=К_вцК_урч=2U_{вх см max}/E_a216.

Учитывая, что К_вц0,3...0,6 , К_урч26...53.

1.8 Выбор регулировок приемника

От системы регулировок приемника требуется обеспечить настройку приемника на частоту принимаемого сигнала, поддержание ее при воздействии дестабилизирующих факторов и автоматическое регулирование усиления (АРУ) в соответствии с уровнем приходящего сигнала.

В техническом задании поставлено требование обеспечения изменения выходного напряжения сигнала не более чем в 3,98=4 раз при изменении входного в 100 раз. Таким образом требуемое изменение коэффициента усиления каскада приемника (обычно УПЧ) под воздействием АРУ m_тр= 100/4 = 25. Для транзисторных приемников степень изменения коэффициента усиления одного каскада под действием АРУ составляет 4...6.

Необходимое число регулируемых каскадов [7] n_ару=lg m_тр/ lg m₁.

Для нашего случая lg m_тр/ lg m₁=1,6 , откуда n_ару=2.

В литературе [1] приведена методика выбора и определения органов настройки приемника на заданную частоту.

Контуры приемника обычно настраивают, изменяя емкость. Задавшись минимальной емкостью C_kmin переменного конденсатора, начальной емкостью C₀ контура и зная коэффициент диапазона k_пд = f_max/f_min можно определить максимальную емкость переменного конденсатора по формуле:

C_kmax = k²_пдC_kmin + C₀(k²_пд - 1)

В нашем случае он равен k_пд = f_max/f_min = 408/150 = 2,72.

Входная цепь имеет меньшую C₀, чем каскад УРЧ, т.к. к контуру ВЦ подключен только один транзистор, поэтому блок переменных конденсаторов следует выбирать так, чтобы обеспечить необходимый k_пд поддиапазона контура УРЧ, для которого

C₀ = C_l + C_м + С_п + m²C_вых + n²C_вх, где

C_l - собственная емкость катушки контура; C_м - емкость монтажа; С_п - емкость подстроечного конденсатора; C_вых - выходная емкость транзистора каскада; C_вх - входная емкость транзистора следующего каскада; m (примем 1) и n (примем 0,3) коэффициенты включения транзисторов к контуру.

Для ДВ диапазона C₀ обычно около 15 пФ, C_kmin пусть будет 10 пФ, тогда

C_kmax = (2,72)²*10+15((2,72)²-1) = 170 пФ

Из существующих конденсаторов переменной емкости можно выбрать трехсекционный (для контуров входной цепи, УРЧ и гетеродина) КПЕ 10...180 пФ.

1.9 Структурная схема заданного приемника и требования для его узлов и каскадов

ВЦ - одноконтурная с емкостной связью с ненастроенной антенной и транзистором УРЧ. С антенной соединяется несимметричным фидером (коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением ? = 75 Ом.). f_cmin = 150 КГц, f_cmax = 408 КГц, собственную добротность контура Q_к примем равной 150, эквивалентная добротность Q_э пусть будет равна 25.

УРЧ выполнен на транзисторе КТ3102 Е по схеме с общим эмиттером, нагружен на параллельный колебательный контур.

Коэффициент передачи преселектора 6...13.

Смеситель выполняется на транзисторе КТ3102 Е, его коэф. передачи по напряжению составляет 4 - 6.

УПЧ - на транзисторах КТ3102 Е, необходимый коэффициент усиления приблизительно 100.

2. Электрическое проектирование

2.1 Расчет параметров электронных приборов

Произведем расчет параметров транзистора КТ 3102Е. Из [2] имеем следующие справочные данные:

1. Статический коэффициент передачи тока по схеме с ОЭ- h 21_э = 500;

2. Постоянная времени цепи обратной связи на ВЧ- ? _ос = 80 нс;

3. Постоянный ток коллектора-Iк_max = 100 мА;

4. Емкость коллекторного перехода-С_к = 6 пФ;

5. Граничная частота-f_гр = 300 МГц.

Рассчитаем параметры транзистора используя программу Microsoft Excel, полученные результаты сведем в таблицу 1.

Табл. 1

ВЕЛИЧИНА	ФОРМУЛА	РЕЗУЛЬТАТ
Iэ	Iэ=(0,005...0,3)Iк max	0,010
rэ	rэ=0,026/Iэ	2,6
rб	rб=2t ос/Ск	27
h11б	h11б=rэ+rб/h21э	3
fs	fs=fгрh11б/rб	2,99E+07
g гр	g гр=fc max/fгр	1,360E-03
g s	g s=fc max/fs	0,014
a 0	a--_=h21/(h21+1)	9,980E-01
g11э	(1+h21эgгрgs)/(h21эh11б(1+gs2)	7,606E-04
g22э	2pfctocgs/(h11б(1+gs2))	1,056E-06
C11э	(h21эgгр-gs)/2pfch21эh11б(1+gs2)	1,959E-10
C22э	Cк+(tос/(h11б(1+gs2))--	3,241E-11
|Y21э|	h21э/((h21э+1)h11бкорень{1+gs2})	3,761E-01
|Y12э|	2pfcСк	1,538E-05
Rш	20a 0Iэ/|Y21э|2	14,111
t11g11э	20Iэ(1-a0)+rб(2pfcC11э)2	3,999E-03
Kуст	0,45корень{|Y21|/|Y12|}	70,367

2.2 Расчет контура для входной цепи и урч

Контур имеет следующую схему:

Здесь С_к - конденсатор переменной емкости, С_{св А} - конденсатор связи с антенной, С_{св вх} - конденсатор связи входной, Сп - подстроечный конденсатор, L_к - катушка индуктивности.

Подробная методика расчета контура приведена в [1].

Исходные данные: f_сmax 0,408 МГц, f_сmin 0,150 Мгц,

С_кmax 170 пФ, С_кmin 10 пФ,

С_п (средняя емкость) 22 пФ,

k_д =2,72, С = С_0??15 пФ (принято ранее на основании справочных данных)

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

(расчеты выполнены с помощью программы EXCEL) табл.2

Расчетная величина	Формула	Значение	Примечание
Ccх	(Ск max-k2пдСк min)/(k2пд-1)	15,01	Ccх - Допустимая емкость входной цепи
Lк	2,53*104(k2пд-1)/(fc max2(Ck max-Ck min))	3,95E+02	Lк в мкГн, в Гн =		3,80E-04
Ссв АДf	Ссв АДf?CAv2dэр(Ск min+Ссх)/(Са max-Ca min)	9,6836689	Принятое значение Cсв А=	9
						пФ
mвх зк	v(Rвх/щ0L){dэр-d-[CсвА/(СсвА+Ссх+Скmin)]2*RA/щ0L}	0,068075831
Ссв вх	?[(Ck min+Cm)(1-mвх зк)-Свхm2вх зк]/m2 вх зк	2147,814477	Принятое значение С св вх =	22
								нФ
Сп	Ссх-См-m21m22С А-m2вх зкСвх		6,01
m21	Cсв А/С А			0,12
m22	(Ссв вх+С вх)/(Скmin+Cсв вх+С вх)		0,999549669
m2вх зк	(Скmin+Cм)/(Скmin+См+Свх+Ссв вх)		7,65E-04
dэр min				1,07E-02
			K0 вц min	9,84E-02
K0 вц	39,5f20LCсв Аmвх/dэр	K0 вц ср	4,09E-01
			K0 вц max	9,31E-01
mвх	(Ск+Сп+См)/(Ск+Сп+См+Ссв вх+Свх)		0,027664437

Таким образом, рассчитанная входная цепь:

2.3 Расчет УРЧ

Для УРЧ выбрана схема с общим эмиттером, обеспечивающая большой коэф. усиления при сравнительно небольшом уровне собственных шумов.

Резонансной нагрузкой УРЧ служит контур L_кС_кС_пС_пос; резистор R_э служит для термостабилизации каскада, создавая отрицательную обратную связь по постоянному току; R_ф и С_ф образуют развязывающий фильтр по переменному току; R_б1 и R_б2 образуют делитель, который обеспечивает выбранный режим УРЧ по постоянному току.

При расчете УРЧ необходимо определить параметры всех его элементов, включая элементы межкаскадных связей и обеспечить заданный коэффициент усиления и выбранный режим работы транзистора.

Можно применить двойную автотрансформаторную связь для включения транзистора к контуру и следующего каскада к УРЧ.

Необходимо выбрать коэффициенты включения к контуру m и входу следующего каскада n таким образом, чтобы максимальный коэф. усиления K_{0 max} был бы не более К_уст (определен при расчете параметров транзистора). При необходимости m и n снижаются до конструктивно возможного значения (0,05).

Для рассчитываемого приемника коэф. передачи преселектора (К_вцК_урч) должен быть примерно равным 16. Расчитаный К_вц= 0,365, отсюда К_урч 16/0,365 = 43,84, но т.к. определенный для выбранного транзистора К_уст = 70,367, то максимально возможный К_прес = 70,367х0,365 = 25,68.

Выбранная схема обеспечивает термостабилизцию параметров транзистора и режима постоянного тока от минус 40 до плюс 60 градусов С⁰ (233...333 К) [1], что удовлетворяет требованиям технического задания на проектирование.

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УРЧ.

Табл 3. Расчетные величины

ПАРАМЕТР	ФОРМУЛА	ЗНАЧЕНИЕ
С kmin (Ф)	Спк min+Cl+Cм+Сп+0,11С11	2,4000E-11
Qэ	Принятое значение	25,00
Lк (Гн)	1/((2pfc max)2Cк min)	6,3403E-03
С max (Ф)	1/((2pfc min)2Lк)	1,7756E-10
Коэф. связи с ант. m	1/2(pfc cpLкQэgа)-1/2	1,0000
Коэф. связи с УРЧ n	m((1-2Qэ/Qк)gа/g11)-1/2	0,4869
Коэф. передачи Ксог	n/2m	2,4343E-01
Коэф. передачи Ксог(f min)	mnga/(m2ga+1/2pfc minLкQк+n2g11)	0,4957545
Коэф. передачи Ксог(f cp)	mnga/(m2ga+1/2pfc cpLкQк+n2g11)	0,4957540
Коэф. передачи Ксог(f max)	mnga/(m2ga+1/2pfc maxLкQк+n2g11)	0,4957538
sзк вц,в разах	1+Qэ вц((fc max+2fп)/fc max-fc max/(fc max+2fп)) , т.к. n=2	5530,7034
sзк вц,в дБ	20lgsзк вц	74,8556
sпч вц,в разах	Ц1+{Qэ вц(fc max/fп-fп/fc max)}2	6,6330
sпч вц,в дБ	20lgsпч вц	16,4342
g,a	m2ga/n2	5,6250E-02
Nвх	2+g11/g,a-t11g11/g,a+4Rшg,a	593055746,6595

(расчеты выполнены с помощью программы EXCEL)

При заявленной чувствительности приемника Е_а = 250 мкВ и по расчитанному К_прес можно определить напряжение сигнала на выходе УРЧ

U_КЭ, мкВ = Е_а K_прес = 250 х25,68= 6420=6,4мВ

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ РЕЖИМ УРЧ

табл.4

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
IКБО (А)	IК	UКЭ	Tmax	Tmin	T0	Еп (В)	w0	g11
1E-08	10E-3	0,00642	323	253	293	12	2563539,61	7,68E-05

табл. 5

Параметр	Формула	Значение	Принятое значение
Изм. обратного тока коллектора DIКБО, А	IКБО20,2(Tmax-Tо)	6,4E-07
Тепловое смещение напряжения базы DUЭБ, В	g(Tmax-Tmin), где g=1,8 мВ/К	0,126
Необх. нестаб. коллекторного тока DIК, А	IК(Tmax-Tmin)/Т0	2,4E-03
Rэ, Ом	[DUЭБ+20DIКБО/g11]/?IК	122,47	120
Rф, Ом	[(Еп-UКЭ)/IК]-Rэ	1079,36	1000
Rб2, Ом	20Еп/g11RэIк	2,6E+6	2,7E+06
Rб1, Ом	20Еп/g11(Еп-RэIк)	289208,29	300E+03
Cэ, Ф	500/w0Rэ	1,6E-06	1,60E-06
Cф, Ф	50/w0Rф	108357,1E-12	100E-09
Cр, Ф	1/w0(Rб1Rб2/Rб1+Rб2)	1,59E-12	1,5E-12

(расчеты выполнены с помощью программы EXCEL)

Окончательно схема УРЧ имеет вид:

Проверка выполнения заданных значений подавления помехи з.к. расчитанным преселектором:

табл.6

sзк прес.в разах	sурч,в разах*sвц,в разах	558536,069
sзк прес.в дБ	sурч,в дБ + sвц,в дБ	114,941(>т.з.)

(расчеты выполнены с помощью программы EXCEL)

Расчет коэффициента шума преселектора [8]

g11, t11 рассчитаны для КТ3102Е в п 3.1.

табл.7

g,a	m2ga/n2, где m - коэф. включения контура ВЦ к антенне	2,687E+01
Nвх	2+g11(t11-1)/(g,к+g11)+4Rш(g,к+g11)	2,418

(расчеты выполнены с помощью программы EXCEL)

2.4 Расчет смесителя

Смеситель приемника служит для выделения сигнала, по частоте равному разности частот гетеродина и принимаемого сигнала (в данном случае), т.е. промежуточной частоте. К базе транзистора (т.к. рассматриваемый смеситель транзисторный) подводится напряжение Uc с выхода УРЧ, а к эмиттеру - напряжение гетеродина Uг, под действием которого на выходе транзистора появляются токи комбинационных частот вида f_к=mf_{г -}⁺nf_с , модулированных по тому же закону, что и принимаемый сигнал, одна из которых, а именно f_пр=f_г-f_с и будет выделена последующими каскадами приемника. Схема смесителя с нагрузкой в виде пятиконтурного ФСС показана на рис.3.1.

Здесь через резисторы Rб₁ и Rб₂ подается напряжение отрицательного смещения на базу транзистора Т. Цепь Rэ, Сэ служит для термостабилизации режима транзистора. Конденсатор не пропускает постоянную составляющую тока эмиттера в цепь гетеродина. Rф и Сф образуют развязывающий фильтр.

Связь ФСС с коллектором транзистора смесителя и УПЧ автотрансформаторная с коэффициентами m и n соответственно. Обязательное условие - тщательная экранировка каждого каскада ФСС от других каскадов.

Транзистор для смесителя обычно выбирается тот же, что и для УРЧ, в данном случае КТ3102Е, параметры которого рассчитаны выше.

Перед расчетом смесителя следует рассчитать параметры нагрузки, а именно пятиконтурного ФСС.

2.5 Расчет ФСС

Рекомендуется вначале задаться величиной номинального характеристического сопротивления W₀ из условия W₀(кОм)f_п( МГц) 100. f_п=465 кГц. Рекомендуемые значения W₀ лежат в пределах 10...50 кОм. Выбираем W₀=15 кОм.

Известны выходные проводимость g_22пр в режиме преобразования и емкость С₂₂ транзистора КТ3102Е (смеситель) и входные проводимость g₁₁ и емкость С₁₁ транзистора КТ3102Е (УПЧ).

табл.8 Исходные данные

Rвх ФСИ Ом	Rвых ФСИ Ом	Lф	|Y21пр|~ |Y21э|*0,6	|Y12пр|~ |Y12э|*0,5	g22пр~ g22э*0,7	g11
15000	15000	12	2,298E-02	7,691E-06	7,67E-09	7,606E-04

табл.9 Расчетные параметры

ПАРАМЕТР	ФОРМУЛА	ЗНАЧЕНИЕ
Rвхg22пр		0,00012
Rвыхg11		11,409
m1	1/Ц(Rвх*g22пр) при Rвх*g22пр>=1; 1 при Rвх*g22пр<1	1,000
gш1	0 при Rвх*g22пр>=1; (1- Rвх*g22пр)/Rвх при Rвх*g22пр<1	0,00007
m2	1/Ц(Rвыхg11)при Rвыхg11>=1; 1 при Rвыхg11<1	0,296
gш2	0 при Rвыхg11>=1; (1-Rвыхg11)/Rвых при Rвыхg11<1	0,00000
K0	0,5m1m2|Y21пр|Rвх*Kп ф	12,758
Kуст	0,45Ц|Y21пр|/|Y12пр|	24,600
s	Kуст/K0	1,928
m'1	m1s	1,928
K0'	sK0=Kуст	24,600

Устойчивый коэффициент усиления смесителя (транзистор в режиме преобразования)

K_уст = 0,45VY_21,пр/Y_12пр = 24,600

Коэффициент усиления каскада с ФСС (в нашем случае смесителя), как указано в [2], вычисляется по формуле

K_см = mnqY_21прW₀

Здесь q - коэффициент ослабления сигнала ФСС на средней частоте полосы пропускания, q определяется графоаналитическим способом и для принятого ФСС приблизительно равен 0,095 ( 21 дБ). Таким образом, K_см =1,416.

Общий коэффициент передачи тракта ВЧ

K_прес K_см =1,416х25,68 = 36,3628

Напряжение сигнала на входе усилительных каскадов УПЧ

U_{c пч} = E_aх K_прес K_см = 250*10^-6х36,36 9,09 мВ,

что соответствует определенному в предварительном расчете значению.

Учитывая ослабление сигнала фильтром ФСС для расчета элементов, обеспечивающих режим смесителя, следует определить Uкэ = U_{c пч} /0,095 95,6 мВ.

Ток коллектора для транзистора в режиме преобразования рекомендуется взять равным 0,5 мА [1].

табл.10

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
IКБО (А)	IК	UКЭ, В	Tmax	Tmin	T0	Еп (В)	w0	g11
1E-07	500,E-6	9,56E-02	323	253	293	12	2,9E+6	7,68E-05

табл. 11

Параметр	Формула	Значение	Принятые значения
Изм. обратного тока коллектора DIКБО, А	IКБО20,2(Tmax-Tо)	6,4E-06
Тепловое смещение напряжения базы DUЭБ, В	g(Tmax-Tmin), где g=1,8 мВ/К	0,126
Необх. нестаб. коллекторного тока DIК, А	IК(Tmax-Tmin)/Т0	1,19E-04
Rэ, Ом	[DUЭБ+20DIКБО/g11]/DIК	1,5E+04	1,50E+04
Rф, Ом	[(Еп-UКЭ)/IК]-Rэ	8,8E+3	9,0E+03
Rб2, Ом	20Еп/g11RэIк	416,5E+3	4,20E+05
Rб1, Ом	20Еп/g11(Еп-RэIк)	694099,89	6,8E+05
Cэ	500/w0Rэ	11,41E-9	12Е-9
Cф, Ф	50/w0Rф	1,9E-9	1,8Е-9
Cр, Ф [9]	1/w0(Rд1Rд2/Rд1+Rд2)	1,3E-12	1,3Е-12

Табл.12

ПАРАМЕТР	ФОРМУЛА	ЗНАЧЕНИЕ	ПРИНЯТОЕ ЗНАЧЕНИЕ
m	1/Ц(Rвх*g22пр) при Rвх*g22пр>=1; 1 при Rвх*g22пр<1	1,000
n	1/Ц(Rвыхg11)при Rвыхg11>=1; 1 при Rвыхg11<1	0,29605
Cсв, пФ	106/2pfпW0	22,818	22
C2, пФ	106/pПW-2Ссв	2262,59	2700,00
C1, пФ	С2/2-m2C22	1346,70	1300,00
C3, пФ	С2/2-n2C11	1332,83	1300,00
L2, мкГ	106ПW0/4pf2п	50,788	50
L1, мкГ	2L2	101,577	100



2.6 Расчет УПЧ

В предварительном расчете был определен общий коэффициент усиления УПЧ, приблизительно равный 100. После расчета преобразователя частоты можно уточнить требования к УПЧ по усилению. Исходя из того, что напряжение сигнала на входе детектора должно быть 0,8 В, а после ФСС Uс = 9,09 мВ, то

К_упч = 0,8/9,09*10^-3 88(36,18 дБ)

(с учетом преобразователя 88*1,416=124,6=41,9 дБ

Ясно, что один каскад с таким коэффициентом усиления выполнить сложно, поэтому УПЧ будет многокаскадным. Максимально возможный коэф. усиления одного каскада с выбранным транзистором КТ 3102 Е не может превышать 35,51 (31 дБ).

При использовании идентичных каскадов их общий коэф. усиления в дБ равен

К_общ = nК_кас (дБ),

где n - количество каскадов.

Таким образом, необходимое число усилительных каскадов:

41,9/36,18 = 1,27

Примем 2 каскада. Требуемая избирательность по соседнему каналу обеспечена ФСС, включенным на выходе преобразователя частоты, поэтому от УПЧ требуется лишь необходимое усиление.

табл.13

ВЕЛИЧИНА	ФОРМУЛА	ЗНАЧЕНИЕ
К0пт		420
К0пр	|Y21э|/2Цg22g11	4,757E+03
Куст	0,45Ц|Y21э|/|Y12э|	8,03E+01
К01	|Y21|/2Цg22g11 при К0пр Ј--Куст |Y21|/2Цg'22 при К0пр > Куст	8,03E+01
g'22	g22+gш1	8,596E-03
gш1	|Y21||Y12|/g11-g22	8,593E-03
g'11	g11	1,139E-03
gш2	0	0
n	[lgK0/lgK01]	2,00
П0,7 ,(Гц)	П0,7 і 2Dfвч	5,00E+04
Qэ	Ц(2n-1)/{(fп+П0,7/2)/fп-fп/(fп+П0,7/2)}	1,65E+01
m1	Ц(1/Qэ-1/Qк)pfпСк/g'22	9,26E-03
m2	Ц(1/Qэ-1/Qк)pfпСк/g'11	1,22E-01

Можно использовать одноконтурные слабоизбирательные каскады. Наиболее просты апериодические каскады, но их недостатком является малое усиление, и они используются лишь при выполнении неравенства f_п < (0,2...0,3)f_тк, где f_тк - частота единичного усиления каскада, т.е. такая частота, на которой при g нагрузки равной 0 и С нагрузки равной входной емкости каскада, его коэффициент усиления равен единице.

табл.14 Расчет элементов обеспечивающих режим УПЧ1.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
IКБО (А)	IК	UКЭ, В	Tmax	Tmin	T0	Еп (В)	?0	g11
1E-07	500,E-6	6,00E+00	323	253	293	12	2,9E+6	1,14E-03

табл.15

Параметр	Формула	Значение	Принятые значения
Изм. обратного тока коллектора DIКБО, А	IКБО20,2(Tmax-Tо)	6,4E-06
Тепловое смещение напряжения базы DUЭБ, В	g(Tmax-Tmin), где g=1,8 мВ/К	0,126
Необх. нестаб. коллекторного тока DIК, А	IК(Tmax-Tmin)/Т0	1,19E-04
Rэ1, Ом	[DUЭБ+20DIКБО/g11]/DIК	2,00E+03	2,00E+03
Rф1, Ом	[(Еп-UКЭ)/IК]-Rэ	10,0E+3	1,00E+04
Rб2, Ом	20Еп/g11RэIк	210,7E+3	2,10E+05
Rб1, Ом	20Еп/g11(Еп-RэIк)	19157,86	1,80E+04
Cэ1	500/w0Rэ	85,57E-9	82Е-9
Cф, Ф	50/w0Rф	1,7E-9	1,8Е-9
Cр, Ф [9]	1/w0(Rд1Rд2/Rд1+Rд2)	20,6E-12	21Е-12

(Расчеты выполнены cпомощью программы EXEL)

табл.16 Расчет элементов обеспечивающих режим УПЧ2.

IКБО (А)	IК	UКЭ, В	Tmax	Tmin	T0	Еп (В)	w0	g11	r12
1E-07	500,E-6	8,00E+00	323	253	293	12	2,9E+6	1,14E-03	10000

табл.17

Параметр	Формула	Значение	Принятые значения
Изм. обратного тока коллектора DIКБО, А	IКБО20,2(Tmax-Tо)	6,4E-06
Тепловое смещение напряжения базы DUЭБ, В	g(Tmax-Tmin), где g=1,8 мВ/К	0,126
Необх. нестаб. коллекторного тока DIК, А	IК(Tmax-Tmin)/Т0	1,19E-04
Rэ1, Ом	[DUЭБ+20DIКБО/g11]/?IК	2,0E+03	2,00E+03
Rф1, Ом	[(Еп-UКЭ)/IК]-Rэ	6,0E+3	6,20E+03
Rб2, Ом	20Еп/g11RэIк	210,7E+3	2,10E+05
Rб1, Ом	20Еп/g11(Еп-RэIк)	19157,86	1,80E+04
Cэ1	500/w0Rэ	85,57E-9	82Е-9
Cф, Ф	50/w0Rф	2,8E-9	2,70E-09
Cкор, Ф [9]	mтрС12/(1-mтр1)+1/2рfsr12	7,974259E-12	8,2Е-12

Расчет элементов контура.

табл.18 Исходные данные

Пn,кГц	ш(n)	w0	g11	fпч,кГц	Qк	С0, пФ	R вх д,Ом	Свх д, Ф
50	0,98	2,9E+6	1,14E-03	465	100	1800	1800	1,00E-12

табл.19 Расчетные данные

Lk1, мкГн[9]	2,53*1010/f02Cэ	65,00430364
Lk2, мкГн[9]	2,53*1010/f02Cэ	65,00430364
Ск,пФ[9]	1/2a1Rвх д - Свх д	1,99E-09	2 нФ
Qэ	f0/(Пn*ш(n)	9,489795918
a1(вспомог. парам)	рf0(1-Qэ/Qк)/Qэ	139329,6342

Окончательно...