Радиоприемные устройства
Разделение диапазона частот радиоприемника на поддиапазоны. Расчет структурной схемы преселектора, тракта усилителя промежуточной частоты. Выбор числа каскадов, охваченных автоматической регулировкой усиления. Расчет усилителя радиочастоты на транзисторе.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.09.2017 |
| Размер файла | 588,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
Введение
1. Обоснование и расчет структурной схемы радиоприемника
1.1 Выбор и обоснование структурной схемы радиоприемника
1.2 Разделение диапазона частот радиоприемника на поддиапазоны
1.3 Выбор количества преобразований и номиналов промежуточных частот
1.4 Расчет структурной схемы преселектора
1.5 Расчёт структурной схемы тракта усилителя промежуточной частоты
1.6 Выбор типа и числа каскадов, охваченных автоматической регулировкой усиления
1.7 Расчет структурной схемы усилителя звуковой частоты
1.8 Выбор структурной схемы системы автоматической подстройки частоты и определение её параметров
1.9 Пример предварительного расчета радиоприемника
2. Paсчет отдельных каскадов радиоприемника
2.1 Расчёт входных устройств
2.2 Расчет усилителя радиочастоты на транзисторе
2.2.1 Порядок расчета УРЧ с трансформаторной связью с нагрузкой
2.2.2 Пример расчета усилителя радиочастоты
2.3 Расчет каскадов усилителей промежуточной частоты
2.3.1 Расчет УПЧ с двухконтурным полосовым фильтром
2.3.2 Расчет УПЧ с фильтром сосредоточенной избирательности
2.4 Расчет усилителя звуковой частоты (УЗЧ)
2.4.1 Расчет бестрансформаторного оконечного каскада УЗЧ
2.4.2 Расчёт усилителя напряжения звуковой частоты с резистивной нагрузкой
2.4.3 Расчёт усилителя звуковой частоты с трансформаторной нагрузкой
Приложения
Введение
радиоприемник частота каскад транзистор
Курсовой проект по радиоприемным устройствам должен содержать предварительный расчет радиоприемника и детальный расчет отдельных каскадов, указанных в задании на курсовое проектирование.
Предварительный расчет заключается в обосновании и расчете структурной схемы радиоприемника. По результатам расчета составляется структурная схема всего радиоприемника и определяются требования для детального расчета отдельных каскадов. При обосновании и расчете структурной схемы необходимо творчески рассмотреть различные варианты построения тракта приемника, обоснованно выбрать те структуры трактов, которые наилучшим образом могут соответствовать требованиям исходных данных согласно заданию на курсовое проектирование и отвечают современному уровню развития техники радиоприема.
Детальный расчет каскадов радиоприемника может быть сведен к выбору типов микросхем и фильтров в случае исполнения группы каскадов приемника на микросхемах, либо к детальному расчету принципиальной схемы. Расчет принципиальной схемы тракта промежуточной частоты и расчет сопряжений контуров гетеродина и преселектора рекомендуется производить на ЭВМ.
Курсовые проекты, имеющие теоретический и практический интерес, предоставляются на конкурс ВНОК, отмечаются приказом по училищу, а также могут быть направлены на флот, научно-исследовательские институты для последующего использования.
1. Обоснование и расчет структурной схемы радиоприемника
1.1 Выбор и обоснование структурной схемы радиоприемника
Все современные профессиональные радиоприемники выполняются по супергетеродинной либо по инфратдинной схеме.
Супергетеродинный радиоприемник может быть выполнен с одним или несколькими преобразователями частоты принимаемого радиосигнала. В этих схемах первая промежуточная частота ниже максимальной частоты диапазона радиоприемника, что позволяет обеспечить высокую чувствительность и избирательность по соседнему каналу в широком диапазоне частот.
Как недостаток в супергетеродинных радиоприемниках следует отметить малую избирательность приемника по зеркальному каналу и сложность изготовления, сопряжения перестраиваемых контуров преселектора, поэтому возрастает время перестройки, что ограничивает применение супергетеродинных схем в адаптивных системах радиосвязи.
Инфратдинная схема радиоприемника также может быть выполнена с одним или несколькими преобразованиями частоты принимаемого сигнала, но первая промежуточная частота больше максимальной частоты диапазона принимаемого радиосигнала. Такое преобразование приводит к резкому увеличению избирательности радиоприемника по зеркальному каналу, снижению требований к конструктивным особенностям входных цепей и снижению вероятности возникновения интерференционных свистов в рабочем диапазоне. В качестве входных цепей в инфратдинной схеме используются перестраиваемые фильтры, что резко сокращает время перестройки всего радиоприемника.
Практические схемы супергетеродинных радиоприемников обеспечивают избирательность по зеркальному каналу и время перестройки не менее 3-5 с.
Инфратдинные схемы могут обеспечивать избирательность по зеркальному каналу и время перестройки менее 1 с.
1.2 Разделение диапазона частот радиоприемника на поддиапазоны
на практике нашли применение следующие способы разделения диапазона приемника на поддиапазоны:
Способ равных коэффициентов перекрытия для всех поддиапазонов:
,
где индексами 1, 2…n обозначены номера поддиапазонов.
Способ равных частотных интервалов для всех поддиапазонов:
,
где и - граничные частоты поддиапазовонов.
Комбинированный способ, при котором сочетаются первые два способа. Как правило, нижний участок диапазона разбивается по способу равных коэффициентов перекрытия, а верхний - равных частотных интервалов.
Способ равных коэффициентов перекрытия для всех поддиапазонов дает возможность получить минимальное число поддиапазонов, простое схемное и конструктивное решение для контуров преселектора и переключателя поддиапазонов.
Воспользуемся способом с одинаковым коэффициентом перекрытия для всех поддиапазонов.
Коэффициент перекрытия всего диапазона
,
где - коэффициент перекрытия диапазона;
и - соответственно максимальная и минимальная частоты диапазона приемника.
В табл. 1.1 даны средние ориентировочные значения коэффициента перекрытия поддиапазона (коэффициент перекрытия поддиапазонов - табличный).
Таблица 1.1
|
Диапазон частот приемника, кГц |
Коэффициент перекрытия поддиапазонов приемников |
||
|
С повышенной точностью установки частоты |
С пониженной точностью установки частоты |
||
|
100 и менее |
1,5 - 2,5 |
2,5 - 3,0 |
|
|
100 - 1500 |
1,5 - 2,0 |
2,5 - 3,0 |
|
|
1500 - 6000 |
1,3 - 2,0 |
1,7 - 2,5 |
|
|
6000 - 30000 |
1,2 - 1,7 |
1,4 - 2,0 |
Выбрав коэффициент перекрытия 1-го поддиапазона Кпт. из табл. 1.1, находим число поддиапазонов из соотношения:
, (1.2)
откуда
. (1.3)
если число окажется не целым, то его следует округлить и определить фактическое значение коэффициента перекрытия по поддиапазонам:
, (1.4)
где - коэффициент перекрытия по поддиапазонам;
- коэффициент перекрытия всего диапазона радиоприемника;
- число поддиапазонов.
При разбивке данного диапазона частот на поддиапазоны рассматриваемым способом колебательные контуры преселектора содержат переменную емкость, общую для всех поддиапазонов, и скачкооброазно изменяемую индуктивность , разную для каждого поддиапазона.
Рассчитываем граничные частоты поддиапазонов
(1.5)
n-1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
,
.
Для полного размещения спектра сигнала на граничных частотах поддиапазонов вводим коэффициент запаса перекрытия А = (1,02 - 1,05) и тогда фактическая граница поддиапазонов будет
(1.6)
n-1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
,
.
1.3 Выбор количества преобразований и номиналов промежуточных частот
Для выбора промежуточной частоты необходимо выполнить два условия:
Во-первых, обеспечить необходимое ослабление зеркальной помехи:
, (1.7)
где - максимальная частота заданного диапазона приемника;
- добротность контура преселектора с учетом влияния схемы (табл. 1.2);
- число контуров преселектора.
Таблица 1.2
|
Диапазон, МГц |
0,1 и ниже |
0,1-1,5 |
1,5-6 |
6-30 |
30 и выше |
|
|
Добротность |
10-40 |
30-50 |
40-80 |
60-120 |
70-120 |
Во-вторых, обеспечить необходимую полосу пропускания:
, (1,8)
где - полоса пропускания промежуточной частоты (табл. 1.3);
- добротность контура промежуточных частот с учетом влияния схемы (табл. 1.4);
- функция, зависящая от типа схемы и числа каскадов тракта промежуточной частоты (табл. 1.5).
Таблица 1.3
|
Класс радиоизлучения |
Тип радиосигнала |
Полоса частот радиосигнала |
|
|
A3 |
Радиотелефонный двухполосный |
||
|
A3J |
Радиотелефонный однополосный с подавленной несущей |
||
|
F3B |
Радиовещательный ЧМ |
||
|
A5C |
Телевизионный |
||
|
A2B |
Телеграфный АТ |
||
|
F1B |
Телеграфный ЧТ |
||
|
F6B |
Телеграфный ДЧТ |
||
|
F9 |
Телеграфный ОФТ |
||
|
F3C |
Телефонный ИМ |
||
|
F4B |
Фототелеграфный ЧМ |
3 кГц |
В табл. 1.3:
- максимальная частота модуляции;
- частота манипуляции;
- частота сдвига частотной манипуляции;
- индекс частотной модуляции;
- относительная ширина частотно-подавленной боковой полосы частот (обычно );
- длительность элементарной посылки телеграфного сигнала;
- время установления импульсного сигнала (обычно ).
Таблица 1.4
|
Диапазон, кГц |
200-400 |
400-600 |
1000-5000 |
5000-20000 |
20000-60000 |
|
|
Добротность |
150-250 |
250-300 |
30-100 |
50-100 |
30-50 |
Таблица 1.5
|
Число каскадов |
Значение функции при разном числе каскадов |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
|
Схема УПЧ 1-типа |
1,0 |
1,55 |
1,96 |
2,3 |
2,5 |
2,8 |
3,1 |
3,3 |
|
|
Схема УПЧ 2-типа |
0,7 |
0,88 |
0,98 |
1,07 |
|||||
|
Схема УПЧ 3-типа |
0,7 |
0,88 |
0,98 |
1,09 |
1,22 |
1,22 |
1,25 |
1,29 |
Результаты расчетов и , а также данные диапазона частот радиоприемника и , откладываем на частотной оси и получаем диаграмму (рис. 1.1) либо диаграмму (рис. 1.2).
Рисунок 1.1
Рисунок 1.2
Из диаграммы (рис. 1.1) делаем вывод, что радиоприемник может быть выполнен с одним преобразованием частоты принимаемого сигнала, где промежуточная частота выбирается в пределах от до .
Из диаграммы (рис. 1.2) делаем вывод, что радиоприемник должен иметь двойное преобразование частоты принимаемого сигнала, где первая промежуточная частота () выбирается , а вторая промежуточная частота выбирается .
При выборе значения промежуточной частоты необходимо учитывать следующее:
промежуточную частоту следует выбирать вне диапазона частот принимаемого сигнала;
чем выше промежуточная частота, тем легче выполнить условие ослабления приема по дополнительным каналам;
чем ниже промежуточная частота, тем легче осуществить узкую полосу пропускания и получить более высокий устойчивый коэффициент усиления.
Значение промежуточной частоты выбирают из числа нормализованных значений, определяемых ГОСТ. Нормализованные значения промежуточной частоты для профессиональных приемников лежат в следующих пределах:
110…115, 210…215, 445…465, 720…750, 910…930 кГц;
1,5…1,6, 2,1…2,2, 3,0…3,2 МГц.
После выбора промежуточной частоты следует выбрать частоту гетеродина . Возможен один из двух вариантов:
(при верхнем сопряжении частоты гетеродина с частотой сигнала);
при нижнем сопряжении частоты гетеродина с частотой сигнала).
Наибольшее распространение в профессиональных приемниках получила схема с верхней настройкой , что позволяет уменьшить вероятность возникновения интерференционных свистов в рабочем диапазоне. Это весьма важно в ДВ, СВ, КВ диапазонах.
1.4 Расчет структурной схемы преселектора
Основными задачами преселектора являются усиление сигнала радиочастоты, обеспечение заданной многосигнальной избирательности и обеспечение односигнальной избирательности по зеркальному каналу.
В качестве усилительных элементов в каскадах усилителей радиочастоты (УРЧ) наибольшее применение нашли полевые транзисторы. Полевые транзисторы обладают большим усилением, высоким входным и выходным сопротивлением, малым уровнем собственных шумов, квадратичностью проходной характеристики, сто позволяет получить низкий уровень перекрестной и взаимной модуляции, а также снижение требований к блокированию (забитию) сигнала помехой.
Выбор числа контуров во входной цепи определяется из условия допустимого уровня перекрестных искажений по формуле
, (1.9)
где - необходимое ослабление перекрестной помехи;
- амплитуда помехи на входе приемника (принимается 3-30 В);
- коэффициент передачи входной цепи (табл. 1.6);
- коэффициент модуляции помехи и сигнала (обычно принимается равным 1);
- отклонение второй произвольной крутизны к крутизне характеристики усилительного прибора (приложение 1);
- допустимое значение коэффициента перекрестных искажений (для радиотелеграфных Кпер < 0,1 - 0,2, для радиотелефонных Кпер0,05).
Если , то Кпер всегда меньше допустимого значения, если же , то необходимо определить полосу забития, в пределах которой помеха способна вызвать в приемнике Кпер больше допустимого.
Таблица 1.6
|
Тип входных цепей |
Коэффициент передачи входной цепи, Квх |
|||
|
ДВ |
СВ |
КВ |
||
|
Входная цепь с одиночным контуром |
2-4 |
4-6 |
3-5 |
|
|
Входная цепь с полосовым фильтром |
1,5-2,5 |
3-5 |
2-5 |
По найденному значению и взятому ориентировочному числу контуров входной цепи определяем величину обобщенной расстройки по графику на рис. 1.3.
Рисунок 1.3
Полосу забития рассчитываем по формуле
, (1.10)
где - максимальное значение частоты диапазона приемника;
- добротность контура преселектора с учетом влияния схемы (табл. 1.2).
Полученное значение полосы забития должно удовлетворять условию
. (1.11)
Если условие (1.11) не выполняется, то необходимо выбрать большее число контуров во входной цепи или выбрать радиолампу или полевой транзистор для каскадов УРЧ с лучшими параметрами.
Из проведенных расчетов делается вывод: сколько входных контуров необходимо иметь, чтобы подавить многосигнальную помеху, имеющую амплитуду на входе радиоприемника Еmn = 3…30 В.
Амплитудно-частотная характеристика одиночного контура определяется выражением
, (1.12)
где - относительное ослабление сигнала;
n - число одиночных контуров (n = 1,2….);
- обобщенная расстройка.
Обобщенную расстройку рассчитывают по формуле
, (1.13)
где - эквивалентная добротность колебательного контура;
- частота настройки колебательного контура;
- абсолютная расстройка.
При использовании в избирательном тракте радиоприемника двухконтурных полосовых фильтров с критической связью между контурами его АЧХ рассчитываем по формуле:
, (1.14)
где n - число двухконтурных полосовых фильтров в избирательном тракте;
- обобщенная расстройка, определяемая соотношением (1.13).
Избирательность радиоприемника по зеркальному каналу в основном обеспечивается контурами входных цепей и контурами каскадов УРЧ. Абсолютная расстройка по частоте зеркального канала равна удвоенному значению первой промежуточной частоты:
. (1.15)
В выражении (1.15) знак "+" берется, если в приемнике применена верхняя настройка , а знак "-", если нижняя расстройка .
Учитывая формулы (1.15), (1.18), (1.12), получим формулу расчета избирательности по зеркальному каналу для радиоприемника с верхней настройкой, в которой применены одиночные колебательные контуры:
, (1.16)
где - избирательность по зеркальному каналу;
- добротность контуров преселектора;
- максимальная частота рабочего диапазона;
- значение первой промежуточной частоты;
- число одинаковых контуров в преселекторе.
Число контуров преселектора m в выражении (1.16) выбираем таким, чтобы значение избирательности по зеркальному каналу рассчитываемого радиоприемника получилось больше требуемого в задании:
.
Выбор числа контуров входной цепи определяется назначением радиоприемника. Так, в радиоприемниках для надводных кораблей используют двухконтурные входные цепи, что обеспечивает реализацию основных требований: высокой многосигнальной избирательности и электромагнитной совместимости. Для приемников, устанавливаемых на береговых приемных центрах и на подводных лодках, определяющим требованием становится обеспечение высокой чувствительности, поэтому целесообразно применять простые одноконтурные входные цепи.
При выборе числа каскадов УРЧ необходимо учитывать, что в приемниках ДВ, СB и KB с переменной настройкой нежелательно применять более одного-двух каскадов УРЧ, так как это потребует большего числа контуров с переменной настройкой, что значительно усложнит конструкции высокочастотной части приемника, а также увеличит её размеры, вес и стоимость изготовления приемника. Обычно в радиоприемниках ВМФ применяют двухкаскадные УРЧ. Первый каскад выполняет задачу усиления радиосигналов по мощности, а второй каскад - по напряжению. Кроме того, второй каскад УРЧ, как правило, охвачен цепью АРУ для выравнивания коэффициента усиления преселектора в поддиапазоне.
При дальнейшей расчете принципиальной схемы преселектора радиоприемника число каскадов УРЧ может быть уточнено.
1.5 Расчёт структурной схемы тракта усилителя промежуточной частоты
Необходимый коэффициент усиления тракта промежуточной частоты определяется из условия обеспечения на входе демодулятора необходимого уровня напряжения .
, (1.17)
где - необходимый коэффициент усиления в тракте второй промежуточной частоты;ь - необходимая амплитуда напряжения сигнала на входе детектора, обеспечивающая наилучший режим детектирования (табл. 1.7); - коэффициент передачи входных цепей (табл.1.6); - коэффициент усиления каскадов УРЧ (табл.1.8);
- коэффициент усиления каскада усилителя первой промежуточной частоты УПЧ-1 (табл. 1.8);
- заданная по условию чувствительность приемника.
Таблица 1.7
|
АМ детектор |
ЧМ детектор |
||||
|
Тип детектора |
Umдет. вх. (В) |
Тип детектора |
Umдет. вх. (В) |
Umдет. вых. (В) |
|
|
Диодный |
2-3 |
F1, F6, F9 дискриминатор |
2-4 |
1-2 |
|
|
Сеточный |
0,1-0,3 |
Детектор F3 |
0,05-0,1 |
0,3-0,5 |
|
|
Сверх регенеративный |
0,0001-0,1 |
A3A, A4J, A3H детектор |
0,05-0,01 |
10-15 |
Примечание. Диодный детекторный каскад транзисторного радиоприемника имеет:
, Ом.
Таблица 1.8
|
Название каскада |
Обозначение |
Коэффициент усиления |
|
|
Резонансный каскад усилителя РЧ |
Курч |
3-7 |
|
|
Апериодический каскад усилителя РЧ |
Курч |
3-5 |
|
|
Апериодический каскад усилителя ПЧ |
Кпч |
10-40 |
|
|
Одноконтурный каскад усилителя ПЧ |
Кпч |
20-30 |
|
|
Одноконтурный каскад ПЧ на входе детектора |
Кпч2 |
30-150 |
|
|
Двухконтурный каскад ПЧ |
Кпч |
15-20 |
|
|
Каскад ПЧ с фильтром сосредоточенной селекции |
Кпч |
10-12 |
В формулу (1.17) значение коэффициента усиления преобразователя не входит, поэтому значение напряжения детектора Umдет. вх взято с запасом (2-3).
Расчет необходимого числа каскадов усилителей второй промежуточной частоты производим по формуле:
, (1.18)
где Кпч - коэффициент усиления одного каскада промежуточной
частоты (табл.1.8);
N - число каскадов тракта второй промежуточной частоты.
В современных радиоприемных устройствах в качестве усилителей промежуточных частот могут применяться как биполярные или полевые транзисторы, так и интегральные микросхемы. В настоящее время наибольшее применение находят биполярные Транзисторы из-за их дешевизны, многотипности и распространенности.
При выборе типа, транзистора следует учесть следующее:
- граничная частота транзистора БЮБЮБЮ должна удовлетворять условию ;
- выбираемый транзистор должен быть маломощным;
- с целью повышения экономичности проектируемого приемника следует выбрать транзисторы, стоимость которых наименьшая;
- при прочих равных условиях следует использовать усилительные элементы, выпускаемые радиопромышленностью в настоящее время, а не устаревшие;
- с целью унификации функциональных узлов приемника следует использовать однотипные транзисторы, если это не противоречит предыдущим условиям.
В настоящее время в радиоприемниках наиболее часто применяются микросхемы серии 224,237 . Микросхемы серии 224 имеют малую интеграцию, что приводит к снижению экономичности и надёжности приемника.
Микросхемы серии 237 имеют среднюю степень интеграции. На весь приемник нужно три-четыре микросхемы этой серии. В настоящее время разработаны новые виды микросхем более высокой интеграции, например: KI74XA2, К174УРЗ, К2УБ241, К175УВ1, К265УВ7 и т.д.
Избирательность радиоприемника по соседнему каналу обеспечивается контурами тракта усилителей промежуточной частоты. Абсолютная расстройка по частоте соседнего канала равна полосе пропускания:
Учитывая выражения (1.19), (1.13), (1.12), получим формулу расчета избирательности по соседнему каналу в тракте УПЧ при применении одиночных - колебательных контуров:
, (1.20)
где - избирательность радиоприемника по соседнему каналу;
- добротность контуров тракта усилителя промежуточной частоты (табл. 1.5);
- полоса пропускания тракта усилителя промежуточной частоты;
- промежуточная частота; число одиночных контуров.
Если в процессе расчёта по формуле (1.20) число необходимых контуров (для удовлетворения ) , то целесообразно использовать в тракте усилителя промежуточной частоты двухконтурные фильтры, и расчёт в этом случае производится по формуле
, (1.21)
где - число двухконтурных фильтров.
Если в процессе расчёта по формуле (1.21) число двухконтурных фильтров , то необходимо использовать кварцевые фильтры, обладающие высокой добротностью, либо применить многоконтурные фильтры (табл. 1.9).
Если в тракте промежуточной частоты рассчитываемого приемника применяются многоконтурные фильтры, то их следует использовать в качестве нагрузки преобразователя частоты. Невыполнение этого условия может привести к нелинейному взаимодействию сигнала и помехи в тракте промежуточной частоты, и как следствие, к сильным нелинейным искажениям сигнала (интермодуляции, перекрестной модуляции, блокирующему эффекту). Если в тракте ПЧ применяется несколько ЭМФ и ФСС, то один из них используется в качестве нагрузки преобразователя частоты, а остальные - в каскадах УПЧ.
1.6 Выбор типа и числа каскадов, охваченных автоматической регулировкой усиления
Система автоматической регулировки усиления (АРУ) служит для
Таблица 1.9
|
Тип фильтра |
|||||
|
Однозвенный КФ |
10кГц-50МГц |
104-106 |
1,6-3,5 |
||
|
Двухзвенный КФ |
10кГц-50МГц |
104-106 |
1,3-2,5 |
||
|
ЭМФ |
10кГц-500кГц |
102-103 |
1,6-3,5 |
||
|
4- контурный фильтр |
Один каскад |
10кГц-500кГц |
150-200 |
3,7 |
|
|
Два каскада |
10кГц-500кГц |
150-200 |
1,7 |
||
|
5- контурный фильтр |
Один каскад |
10кГц-500кГц |
125-175 |
2,7 |
|
|
Два каскада |
10кГц-500кГц |
125-175 |
1,5 |
||
|
6- контурный фильтр |
Один каскад |
10кГц-500кГц |
100-150 |
2,2 |
|
|
Два каскада |
10кГц-500кГц |
100-150 |
1,3 |
поддержания на заданном уровне амплитуды выходного сигнала высокочастотного тракта приемника при изменении уровня входного сигнала. По техническому заданию при изменении амплитуды сигнала на входе ВЧ тракта в m раз амплитуда выходного напряжения должна изменяться не более чем в p раз. Для обеспечения этого условия коэффициент усиления радиотракта должен изменяться в q раз:
, (1.22)
где , - максимальный и минимальный коэффициенты усиления регулируемых каскадов.
Учитывая, что , (1.23)
Где - изменение коэффициента усиления одного регулируемого каскада ВЧ тракта;
N - число каскадов.
Можно определить число каскадов, охваченных цепью АРУ. Для этого в формулу (1.22) нужно подставить выражение (1.23) и определить число каскадов:
. (1.24)
изменение коэффициента усиления одного каскада зависит от типа используемой АРУ и типа усилительных элементов. При использовании в приемнике режимной АРУ:
для биполярных транзисторов ;
для полевых транзисторов .
При использовании в приемнике нережимной АРУ зависит от типа регулируемого элемента. При использовании сложных балансных регуляторов уровня на полевых транзисторах [3], а для простых регулируемых делителей напряжение на диодах .
При использовании в приемнике, собранном на биполярных транзисторах, режимной АРУ рекомендуется производить регулировку усиления только в предварительных каскадах УПЧ. Причем регулируемые каскады должны быть апериодическими или широкополосными, что позволит:
избежать нелинейных искажений сигнала, вызванных перемещением рабочей точки регулируемых усилительных каскадов в нелинейную область;
исключить влияние АРУ на АЧХ высокочастотного тракта приемника.
1.7 Расчет структурной схемы усилителя звуковой частоты
Расчет структурной схемы усилителя звуковой частоты начинают с определения максимальной выходной мощности:
, (1.25)
где - мощность в нагрузке;
- амплитуда выходного напряжения;
- сопротивление нагрузки.
Колебательная мощность , которую должен отдать усилитель звуковой частоты с трансформаторной нагрузкой, вычисляем по формуле
, (1.26)
где - КПД выходного трансформатора.
Для однотактных схем ; для двухтактных .
Схему выходного каскада выбираем, исходя из следующего [4]:
при заданной выходной мощности используют однотактную схему в классе А на маломощных транзисторах типа МП40, МП41, ГТ108, ГТ109;
при используют в основном двухтактную схему в классе АВ на упомянутых транзисторах;
при применяют двухтактную схему в классах В и АВ на мощных транзисторах типа П201, П202, П207, П208, ГТ402, ГТ404.
Мощность, отдаваемую источником сигнала во входную цепь усилителя звуковой частоты, определяем из соотношения
, (1.27)
где - напряжение сигнала на выходе детектора (табл. 1.7);
- выходное сопротивление диодного детекторного каскада (табл.1.7).
Общий коэффициент усиления по мощности всего тракта усилителя звуковой частоты вычисляем по формуле:
. (1.28)
Считая, что в среднем каскад предварительного усиления имеет дБ, то можно обойтись одним каскадом усилителя, если
дБ. (1.29)
зная общий коэффициент усиления усилителя звуковой частоты, определяем коэффициент усиления предварительных каскадов:
, (1.30)
где - коэффициент усиления одного каскада (18-20дБ).
Тогда число каскадов предварительного усиления
, (1.31)
В формуле (1.31) предусмотрен запас по усилению в 5дБ. При проектировании усилителя звуковой частоты можно использовать типовые микросхемы, если их параметры удовлетворяют данным предварительного расчёта.
Наибольшее распространение получили микросхемы усилителей звуковой частоты, которые входят в серии K119, K123, KI40, KI74, K237, K284, KP568. Практически все микросхемы различаются по одному или нескольким основным параметрам. Наименьшая нижняя граница частотного диапазона 30 Гц у микросхем серии K237, наибольшая верхняя граница 100 кГц характерна для усилителей на микросхемах серии К119, K174.
Микросхемы KРУН231A, КР1УН2ЛВ выделяются по усилительным свойствам. Коэффициент усиления составляет соответственно 300... 500 и 30...500. Усилители на микросхеме К237УН2 работают при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,3%. Для остальных микросхем он составляет 0,7 - 5%.
Из перечисленных микросхем усилителей звуковой частоты большую мощность обеспечивают микросхемы серии KI74.
Широкими возможностями обладают интегральные операционные усилители К140УД6, КР140УД1, К284УД1А.
1.8 Выбор структурной схемы системы автоматической подстройки частоты и определение её параметров
Выбор и обоснование системы автоматической подстройки частоты обусловлены требованиями к стабильности частоты 1-го гетеродина. Они определяются видами работ принимаемых радиоприемником сигналов. В зависимости от заданных видов работ для проектируемого приемника требования к его частотной точности будут различны.
Наиболее жесткие требования по частотной точности предъявляются к приемникам, предназначенным для приема радиосигналов однополосной модуляции Гц, для приема сигналов с относительно фазовой манипуляцией Гц.
При приеме частотно-манипулированных сигналов с использованием цифрового метода детектирования требуется также сравнительно высокая стабильность и точность частоты настройки Гц. Использование неоптимальных методов некогерентного приема позволяет существенно снизить требования к стабильности частоты.
Слуховой прием амплитудно-модулированных сигналов двухполосной телефонной работы и телеграфной работы может иметь частотную точность кГц. При использовании в гетеродинах радиоприемников диапазонных стабилизированных LC генераторов, в которых стабильность частоты обеспечивается только мерами параметрической стабилизации (выбором соответствующей схемы гетеродина, стабилизацией питающих напряжений, герметизацией, термокомпенсацией и т.д.), удается реализовать стабильность частоты .
Применение конверторного метода кварцевой стабилизации, когда Первый гетеродин на каждом поддиапазоне собран в виде отдельного кварцевого генератора, а пониженная частота второго гетеродина делается плавной, позволяет получить общую нестабильность . Данная схема реализована в радиоприемника Р-250 М2.
Применение в качестве высокостабильных гетеродинов декадных Синтезаторов с сочетанием в них метода компенсации остаточной расстройки частоты первого гетеродина, когда частота расстройки первого гетеродина компенсируется аналогичной частотой расстройки второго гетеродина, позволяет получить общую нестабильность . Указанный принцип реализован в синтезаторе радиоприемника Р-678.
Широкое применение наши цифровые синтезаторы частоты с кольцом импульсной фазовой автоматической подстройки частоты ИФАПЧ, общая нестабильность которых достигает . Примером применения такого синтезатора является радиоприемник Р-680, описание которого подробно дано в литературе [2].
Эффективность системы АПЧ оценивается требуемым коэффициентом АПЧ.
, (1.32)
где - результирующее отклонение от номинального значения частоты несущей, подаваемой на демодулятор;
- допустимое отклонение от номинального значения частоты несущей, подаваемой на демодулятор.
Значение рассчитываем следующим образом:
, (1.33)
где - нестабильность частоты передатчика;
- нестабильность частоты i-го генератора приемника;
- погрешность сопряжения контуров (табл. 1.10);
- число генераторов в приемнике;
- число сопряжений.
Нестабильность и
имеют следующие значения:
для радиовещательных станций в диапазоне частот 140…30000 кГц Гц;
для радиовещательных станций с частотной модуляцией в диапазоне частот 30…100 МГц кГц;
для телевизионных станций в диапазоне частот 30…470 МГц кГц;
для связных станций ВМФ в диапазоне частот 140…30000 кГц Гц;
для наземных и подвижных станций в диапазоне 30…470 МГц Гц;
для радиоприемников без специальных мер стабилизации параметров элементов настройки ;
для радиоприемников с температурной стабилизацией параметров элементов настройки
Погрешность сопряжения контуров преселектора и гетеродина приведена в табл. 1.10.
Таблица 1.10
|
Диапазон |
ДВ |
СВ |
КВ |
УКВ |
|
|
, кГц |
0,1…0,8 |
0,3…1,5 |
0,5…5 |
5…50 |
Реализуемый коэффициент автоматической подстройки частоты определяется соотношением
, (1.34)
где - крутизна характеристики управителя;
- крутизна характеристики различителя (частотного детектора);
- коэффициент усиления усилителя системы АПЧ.
В типовых схемах АПЧ в качестве различителя используется частотный детектор со взаимно расстроенными контурами или дробный частотный детектор, для которых крутизна характеристики будет иметь следующее значение:
.
В качестве управителя используются варикапы или варисторы. В частности для варикапов Д901, Д902:
.
Система АПЧ обеспечивает требуемую точность подстройки, если выполняется условие
. (1.35)
Из этого условия, используя соотношения (1.34) и (1.32), выводим формулу расчета необходимого коэффициента усиления системы частотной автоподстройки:
. (1.36)
В том случае, когда коэффициент системы АПЧ получается большим () и требующим использование в системе АПЧ многокаскадного усилителя, целесообразно применять вместо системы частотной автоподстройки частоты систему фазовой автоматической подстройки частоты, обеспечивающую остаточную расстройку, равную нулю.
1.9 Пример предварительного расчета радиоприемника
Рассчитать корабельный радиоприемник, предназначенный для приема радиосигналов вида работ А3, F I-250.
Исходные данные:
диапазон частот 15-30 МГц;
чувствительность в наихудших точках диапазона ЕА=0,6 мкВ;
избирательность по соседнему каналу дБ;
избирательность по зеркальному каналу раз;
полоса пропускания в режиме А3 FН=0,3 кГц, FВ=3,4 кГц;
скорость манипуляции в режиме F I-250, В=50 бод;
в нагрузке I пара головных телефонов ТА-56М;
автоматический прием телеграфной работы производится в режиме I, В;
эффективность АРУ m=1000 раз, тогда как P=2 раза.
Деление диапазона частот на поддиапазоны.
Определяем коэффициент перекрытия всего диапазона, используя формулу (1.1).
.
Задаемся ориентировочным значением коэффициента перекрытия поддиапазона (табл.1.1):
Определяем число поддиапазонов, используя формулу (1.3):
.
Находим фактическое значение коэффициента перекрытия по поддиапазону, используя формулу (1.4):
.
Находим граничные частоты по каждому поддиапазону, используя формулу (1.5):
Определяем фактические значения частот каждого поддиапазона, выбирая А=1,05 (1.6):
Выбор количества преобразований и номиналов промежуточных частот
Из условия обеспечения необходимого ослабления помехи зеркального канала рассчитаем ориентировочное значение промежуточной частоты:
где - выбираем из табл. 1.2;
m - два входных контура и один контур усилителя радиочастоты рассчитываем по формуле:
.
Подставляем значения:
.
Из условия обеспечения необходимой полосы пропускания в тракте промежуточных частот значение промежуточной частоты должно быть:
,
где - заданная полоса пропускания:
для вида работы А3 кГц;
для вида работы F I-250 при скорости телеграфирования В=50 бод (рассчитываем согласно данных табл. 1.3).
Из табл. 1.3 полоса частот радиосигнала F I определяется следующим образом:
,
где - частота манипуляции будет Гц;
- частота сдвига .
Спектр радиосигнала вида работы F I-250 показан на рис. 1.4, который ограничен третьей гармоникой частоты манипуляции.
Рисунок 1.4
Следовательно, для вида работы F I-250 полоса пропускания тракта усилителя промежуточных частот (УПЧ) составит:
Гц.
Тогда средняя арифметическая полоса пропускания тракта УПЧ:
кГц,
где - добротность контуров тракта УПЧ выбираем из табл.1.4 равной 100;
- выбираем из табл. 1.5, считая, что в тракте УПЧ будет 3 каскада с контурами 1-го типа, .
Тогда кГц.
по расчетным данным строим диаграмму (рис. 1.5).
Рисунок 1.5
Из полученного (рис. 1.5) делаем вывод, что радиоприемник должен быть с двойным преобразованием частоты. выбираем из нормализованных значений в пределах от 937 кГц до 15 МГц, а должна быть менее 343 кГц.
Выбираем кГц, кГц, что позволит идентифицировать рассчитанный приемник с Р-678.
Расчет структурной схемы преселектора.
Из справочника [6] выбираем транзистор для каскада усилителя радиочастоты, который обладает минимальным коэффициентом шума N и максимальным значением крутизны S, А также максимальным значением отношения крутизны к второй производной крутизны . Данным требованиям удовлетворяет полевой транзистор КП-306 с параметрами МГц; дБ; мА/В; при В (см. приложение 1).
Определяем значение необходимого ослабления перекрестной помехи при условии, что на входе приемника помеха имеет амплитуду 30 В (1.9):
,
где - амплитуда помехи;
(выбираем из табл. 1.6);
Подставляем значения:
дБ.
Получается , следовательно, определяем полосу забития.
по графику (рис. 1.3) находим величину обобщенной расстройки , учитывая, что ранее принимали :
.
Рассчитываем полосу забития:
,
где МГц - максимальное значение диапазона;
(выбираем из табл. 1.2);
.
Подставим значения:
.
Как видно из расчетов, условие (1.11) выполняется. Следовательно, два входных контура достаточно для подавления перекрестной помехи, если в качестве усилительного элемента в каскаде УРЧ взят полевой транзистор КП-306.
Полагаем, что рассчитываемый радиоприемник с верхней настройкой, т.е. . Следовательно, диапазон частот первого гетеродина
;
.
Определяем избирательность радиоприемника по зеркальному каналу
,
где (выбираем табл. 1.2);
МГц;
- число контуров в преселекторе.
Подставляем значения:
раза.
По заданию раз. Сравнив с расчетным, получаем, что избирательность по зеркальному каналу рассчитываемого радиоприемника гораздо выше, чем избирательность, заданная по техническим условиям. Следовательно, три контура преселектора обеспечивают требования подавления помех по зеркальному каналу.
Расчет структурной схемы тракта УПЧ
определяем необходимый коэффициент усиления тракта второй промежуточной частоты:
,
где (выбираем из табл. 1.6);
В (выбираем из табл. 1.7);
, (выбираем из табл. 1.8).
Осуществляем расчет:
раз.
Определяем количество каскадов усилителей второй промежуточной частоты, считая, что коэффициент усиления одного каскада (см. табл. 1.8):
.
Выбираем для тракта УПЧ транзисторы типа ГТ-310Б как наиболее распространенные и дешевые усилительные элементы.
Производим расчет избирательности по соседнему каналу, предполагая, что в тракте УПЧ-1 будет три двухконтурных фильтра
,
где (выбираем из табл. 1.3).
подставив значения, получим
раза.
Как видно из полученного результата, обычные двухконтурные фильтры с добротностью не смогут обеспечить заданную избирательность дБ. Для решения задачи выбираем тип фильтра из табл. 1.9, применяя для тракта ПЧ1 и для тракта ПЧ-2 по два двухзвенных кварцевых фильтра с добротностью и получаем:
раза,
раз.
Результирующее значение избирательности всего тракта ПЧ по соседнему каналу составит
раз;
дБ.
Как видно из расчетов, требования избирательности по соседнему каналу выполняются трактом УПЧ при наличии 4-х двухзвенных кварцевых фильтра:
; дБ > 55дБ.
Выбор типа и числа каскадов, охваченных автоматической регулировкой усиления (АРУ).
Определяем эффективность АРУ, т.е. диапазон изменения коэффициента усиления ВЧ тракта под воздействием цепочки АРУ:
.
Выбираем схему и тип регулируемого элемента в цепочке АРУ, наиболее простую схему регулятора - делителя напряжения на диодах, где коэффициент одного регулируемого элемента .
Рассчитываем число необходимых регулируемых элементов для выполнения требований по эффективности АРУ:
.
Округляем результат до целого числа N=3. Выбираем схему АРУ с временной задержкой t=0,1;1c.
Расчет структурной схемы усилителя звуковой частоты
Вычисляем максимальную выходную мощность усилителя звуковой частоты (УЗЧ):
Вт.
Выбираем в качестве оконечного каскада двухтактную бестрансформаторную схему на транзисторах ГТ402Д и ГТ404А, работающих в режиме В, следовательно, , тогда Вт.
Рассчитываем мощность, отдаваемую источником сигнала во входную цепь усилителя звуковой частоты:
,
где В (выбираем из табл. 1.7);
кОм (выбираем из табл. 1.7).
Получаем: Вт.
Вычисляем общий коэффициент усиления по мощности всего тракта УЗЧ:
Определяем необходимый коэффициент усиления предварительного каскада усилителя:
,
где дБ - коэффициент усиления одного каскада.
Подставив значения, получим:
.
Определяем число необходимых каскадов предварительного усилителя:
.
В качестве предварительных каскадов выбираем два каскада резисторного типа на транзисторах КТ-312Б, работающих в режиме А.
Выбор структурной схемы системы автоматической подстройки частоты и определение ее параметров.
Исходя из заданного вида работы FI-250, наибольшее требование по частотной точности имеет буквопечатающая работа, где допустимая абсолютная погрешность должна быть не более Гц. Осуществляем выбор структурной схемы приемника:
Определяем относительную погрешность частоты радиоприемника на максимальной частоте принимаемого сигнала МГц:
.
Выбираем в качестве системы стабилизации схему декадного синтезатора с сочетанием в нем метода компенсации остаточной расстройки частоты первого гетеродина, которая обеспечивает относительную погрешность .
Производим расчет результирующего отклонения частоты подаваемого на демодулятор сигнала:
,
где Гц - нестабильность частоты связных станций ВМФ в диапазоне 140-30000 кГц;
- суммарная нестабильность первого и второго гетеродинов (значения берутся из раздела 1.8);
Гц - погрешность сопряжения контуров (табл. 1.10).
В качестве гетеродинов используем генераторы без специальных мер стабилизации параметров элементов настройки, суммарная нестабильность которых составит:
кГц.
Результирующее отклонение частоты подаваемого на демодулятор сигнала будет иметь значение:
.
Определим требуемый коэффициент эффективности системы АПЧ
Произведем расчет необходимого коэффициента усиления системы автоматической подстройки частоты:
,
где - крутизна характеристики управителя (в качестве
управителя выбираем варикап Д901 - кГц/В);
- крутизна характеристики частотного детектора (в качестве детектора выбираем частотный детектор со взаимно расстроенными контурами мВ/кГц).
Осуществим расчёт:
.
Из полученного результата делаем вывод, что коэффициент усиления усилителя системы автоподстройки . Следовательно, требуется использовать схему фазовой автоподстройки частоты.
Составление структурной схемы
По результатам предварительного расчёта составляем структурную схему радиоприемника, где следует указать для каждого каскада его коэффициент усиления на частоте полезного сигнала, эквивалентную добротность контуров и обеспечиваемую ими избирательность. Структурная схема изображена в приложении 2.
Разработанная схема представляет собой супергетеродинный радиоприемник с двойным преобразованием частоты кГц, кГц.
Преселектор состоит из двух входных контуров и одного каскада УРЧ. Контуры должны иметь добротность , что позволит обеспечить избирательность по зеркальному каналу раз.
Преобразователи CMI и СМ2 выполнены по балансно-мостовой схеме на диодах Шоттки.
Тракт усилителя первой промежуточной частоты состоит из однокаскадного усилителя на транзисторе ГТ-310В с коэффициентом усиления . В нагрузке CMI находятся два двухзвенных кварцевых фильтра, настроенных на частоту кГц, что позволит получить избирательность по соседнему каналу раза.
Тракт усилителя второй промежуточной частота состоит из трех каскадов на транзисторах ГТ-310В. Два двухзвенных кварцевых фильтра с в нагрузке СМ-2 обеспечивают избирательность по соседнему каналу раз, общий коэффициент усиления тракта должен быть не менее К = 23810 раз.
В тракте УПЧ-2 применена схема АРУ с задержкой и с усилением.
Амплитудный детектор выполнен на диоде Д9В по последовательной схеме.
Тракт усилителя звуковой частоты состоит из двух предварительных каскадов на транзисторах KT-312Б и выходного двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности на транзисторах ГТ-402Д и ГТ-404А.
Тракт демодуляции вида работы FI-230 выполнен по традиционной схеме обработки аналогового частотно-манипулированного сигнала со слуховым контролем принятой автоматической буквопечатающей работы.
В радиоприемнике применена схема автоматической подстройки Частоты 1-го гетеродина, представляющая собой синтезатор на принципe косвенного синтеза. За основу опорного генератора взят кварцевый генератор "Гиацинт", вырабатывающий опорную частоту МГц. Перестраиваемый генератор мелкой сетки частот МГц вырабатывает сетку частот, кратных кГц, и охвачен первым кольцом ФАПЧ, в которой имеется делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) . Второе кольцо (ФАПЧ) с дробным делителем с переменным коэффициентом деления (ДДПКД) обеспечивает стабилизацию 1-го гетеродина, делая его таким же высокостабильным, как и опорный генератор "Гиацинт".
2. Paсчет отдельных каскадов радиоприемника
2.1 Расчёт входных устройств
Выбор схемы входного устройства
Входное устройство, как составная часть преселектора, играет важную роль в реализации основных качественных показателей радиоприемника - чувствительности и избирательности. Выбор схемного решения входного устройства (ВУ) состоит:
- в определении числа контуров ВУ;
- в обосновании вида связи с антенной;
- в обосновании вида связи с усилителем радиочастоты (УРЧ).
Определение числа контуров ВУ
При определении числа контуров ВУ необходимо помнить, что с ростом количества контуров улучшается избирательность радиоприемника (РПУ), а его чувствительность ухудшается. Следовательно, выбор числа контуров ВУ определяется назначением РПУ.
Так, в РПУ надводных кораблей реализация основных требований -высокой избирательности и электромагнитной совместимости (ЭМС) -осуществляется выбором двухконтурного ВУ. Для приёмников подводных лодок, работающих с малоэффективными рамочными и штыревыми антеннами, определяющим требованием становится обеспечение высокой чувствительности. Специфика использования средств связи ПЛ исключает их одновременную работу на прием и передачу, что допускает использование на ПЛ РПУ с невысокой избирательностью. Поэтому в приемниках ПЛ целесообразно применять простые одноконтурные входные устройства.
Обоснование вида связи с антенной
Радиоприемники ВМФ могут работать как с настроенными, так и ненастроенными антеннами. К настроенным также относятся антенны, обладающие незначительным разбросом параметров. Такие антенны могут использоваться на подводных лодках. В этом случае целесообразно использовать условия оптимального согласования сопротивлений антенны и входа приемника для наибольшей передачи напряжения из антенны во входное устройство в сочетании с избирательностью, которую можно при этом реализовать. При работе с настроенными антеннами во входном устройстве используется трансформаторная или автотрансформаторная связь. Трансформаторная связь предпочтительнее, так как при этом вход легко приспосабливается для работы, как с несимметричными, так и с симметричными антеннами. Эта связь дает возможность управлять зависимостью коэффициента передачи входного устройства от частоты, делал коэффициент передачи возрастающим или падающим с повышением частоты в зависимости от режима работы - укорочения или удлинения.
Для связи с ненастроенными антеннами в РПУ используется емкостная, трансформаторная или комбинированная связь. При выборе коэффициента трансформации исходят из того, что связь должна быть настолько слабой, чтобы в худших точках каждого поддиапазона полоса пропускания за счёт вносимого активного сопротивления расширялась не более чем на 25%.
Обоснование вида связи с усилителем радиочастоты
При выборе коэффициента трансформации между избирательной системой входного устройства и входом первого каскада усилителя радиочастоты необходимо учитывать следующее:
1. Величина выбирается из условия обеспечения возможно более равномерного значения коэффициента передачи при переходе от одного поддиапазона к другому. Для этого на верхнем поддиапазоне берется максимально возможным (для полевых транзисторов ), а для каждого предшествующего поддиапазона имеет значение, обеспечивающее выравнивание коэффициента передачи по диапазону.
2. Величина должна выбираться из условия уменьшения влияния входного активного и реактивного сопротивлений каскада УРЧ на контуры входного устройства. Для каскадов УРЧ, выполненных на полевых транзисторах, можно считать коэффициент (полное включение). Для первых каскадов, выполненных на биполярных транзисторах, коэффициент предварительно может быть определён из руководства [12].
Таким образом, в диапазонах ДВ, СВ и КВ наиболее часто применяются одноконтурные ВУ с трансформаторной, внешнеемкостной или комбинированной (индуктивно-емкостной) связью с антенной. Входное устройство с трансформаторной связью применяется для работы с ненастроенными и настроенными, несимметричными и симметричными антеннами. При работе с ненастроенной антенной возможны два режима:
Режим удлинения (собственная длина волны антенны больше максимальной длины волны рабочего диапазона).
Режим укорочения (собственная длина волны антенны меньше минимальной длины волны рабочего диапазона).
Входное устройство с емкостной связью используется при работе с ненастроенными несимметричными антеннами. Это устройство отличается простотой выполнения. Выбором Cсв можно изменить значение коэффициента связи с антенной (коэффициента передачи по напряжению), что позволяет применять его с антеннами, имеющими большой разброс параметров. Недостатком этого входного устройства является резкое изменение коэффициента передачи по напряжению в рабочем диапазоне частот. Поэтому данная схема находит применение в приемниках с узкими поддиапазонами (Кпд ? 1,3 - 1,7).
Входное устройство с комбинированной связью с антенной применяется в РПУ с большим перекрытием поддиапазона в целях уменьшения неравномерности коэффициента передачи по напряжению.
При работе РПУ в условиях сильных помех и повышенных требований по избирательности применяются двухконтурные входные устройства. В двухконтурных ВУ связь с антенной чаще всего выбирается трансформаторной, а связь между контурами - комбинированной для обеспечения более высокой чувствительности и постоянства избирательности. Многоконтурные ВУ по сравнению с одноконтурными имеют более сложную конструкцию и худшие качественные показатели: меньшее значение коэффициента передачи по напряжению, меньшую чувствительность, большее значение коэффициента шума.
Расчет входного устройства с емкостной связью с антенной
На рис. 2.1 дана принципиальная схема ВУ с емкостной связью с антенной.
Рис. 2.1
Назначение элементов:
Ск Lк - емкость и индуктивность контура, определяющие рабочий поддиапазон (частоты настройки) приемника;
Сп - конденсатор подстроечный, обеспечивающий «сжатие» или сопряжение настроек контуров рассчитываемого поддиапазона;
Ссв - конденсатор связи, определяющий коэффициент связи между антенной и колебательным контуром (входным устройством).
Определяем параметры контура входного устройства. Если в качестве органа настройки используется блок конденсаторов переменной емкости (КПЕ), то величина минимальной эквивалентной емкости контура определяется следующим образом:
,(2.1)
где Cmin - минимальная начальная емкость КПЕ;
CL - собственная емкость катушки контура;
CM - емкость монтажа;
Спср - среднее значение емкости подстроечного конденсатора;
Спн - входная емкость ролевого транзистора.
Величины емкостей выбирают:
Cmin - по данным табл. 2.1, где даны примерные значения переменных и подстроечных конденсаторов;
CL - по данным табл. 2.2, в которой приведены ориентировочные значения собственной емкости катушек индуктивности контуров;
CM - выбирают ориентировочно (в диапазонах КВ, СВ, ДВ лежит в пределах 10 - 20 пФ);
Сп - по данным табл. 2.1.
Величина Спср рассчитывается по формуле:
;(2.2)
Спн - из справочника по транзисторам.
Таблица 2.1
