close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

курсовая по РПрУ3(КП306А) (2)

код для вставкиСкачать
Российская Федерация
Ханты-Мансийский автономный округ - ЮГРА
Департамент образования и науки
Сургутский государственный университет ХМАО
Факультет Автоматики и Телекоммуникаций
Кафедра радиоэлектроники
Курсовой проект по дисциплине "Радиоприемные устройства"
Проектирование радиовещательного приёмника.
Выполнила: студент группы 12-92
Андреев А.Г.
Принял: старший преподаватель
Семенова Л.Л.
Сургут 2013
Содержание.
Введение...........................................................................................................3 ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА..........................4
Задачи расчета...........................................................................................4
Выбор значения промежуточной частоты.........................................................4
Выбор избирательной системы тракта ПЧ........................................................4
Определение числа и типа избирательных система преселектора...........................5
Выбор способа и элемента настройки...............................................................6
Выбор детектора сигнала .............................................................................6
Выбор активных приборов ВЧ тракта и распределение усиления по каскадам..........7
Определение требуемого усиления ВЧ тракта...........................................7
Оценка коэффициента передачи входного устройства.................................7
Выбор активного прибора УРЧ и оценка коэффициента передачи УРЧ...........8
Выбор активного прибора и оценка коэффициента передачи преобразователя частоты...............................................................................................8
Определение структуры тракта УПЧ......................................................9
Проверка реализации требуемого отношения сигнал/шум на выходе приемника.......9
Выбор ИМС УЗЧ, динамической головки и узлов блока питания..........................10
РАСЧЕТ ВХОДНОГО УСТРОЙСТВА ...............................................................12 Исходные данные для расчета входной цепи...................................................12
Принципиальная схема входного устройства..................................................12
Расчет параметров элементов колебательного контура ....................................11 Расчет элементов связи контура с антенной и входом активного прибора .............16 Расчет основных показателей входного устройства ..........................................19
РАСЧЕТ УРЧ И ОБЩИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕСЕЛЕКТОРА .......................24 Исходные данные ..............................................................................................24 Расчет резонансного коэффициента усиления УРЧ и чувствительности приемника..24 Расчет элементов цепей питания .................................................................27 Расчет характеристик избирательности преселектора .......................................28 РАСЧЕТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ НА ДВУХЗАТВОРНОМ ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ...........................................................................................32 Схема построения преобразователя частоты...................................................32 Расчет подключения нагрузки к преобразователю частоты ................................32 РАСЧЕТ ГЕТЕРОДИНА ...............................................................................34 5.1. Расчет сопряжения настроек гетеродина и преселектора....................................34 Задачи расчета ...............................................................................34 Выбор числа точек точного сопряжения ...............................................34 Определение структуры контура гетеродина и расчет его параметров .........34 Расчет гетеродина на отдельном транзисторе .................................................35 5.2.1. Расчет элементов цепей питания транзистора ........................................35 5.2.2. Расчет связей контура со входной и выходной цепями транзистора .............36
РАСЧЕТ ДЕТЕКТОРА РАДИОСИГНАЛОВ .......................................................39 Расчет диодного детектора АМ сигнала ........................................................39 7. РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ....................................39 Расчет резонансного каскада УПЧ ...............................................................41 Расчет резистивного каскада УПЧ ...............................................................41 Расчет общих характеристик УПЧ ..............................................................43
8. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ КОНТУРНОЙ КАТУШИ....................................46
9. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................47 Введение.
Выполнение курсового проекта по дисциплине "Радиоприемные устройства" преследует, прежде всего, учебные цели, т.е. требуется научить студента как общему подходу к процессу проектирования современного радиоприемника, так и достаточно глубоко разбираться в вопросах применения и расчета конкретных схемотехнических решений.
Предметом проектирования могут служить радиоприемники самого различного назначения. Одним из подходящих классов для этой цели является класс радиовещательных приемников, которые отличаются большим разнообразием конкретных вариантов реализации, в то же время здесь находят применение самые современные схемотехнические решения и предъявляются весьма высокие требования к параметрам приемного устройства.
Проектирование радиоприемного устройства, как и любого технического объекта, состоит из нескольких стадий. Если проектирование ведется на основе известных технических решений, не требующих научных исследований, первой стадией является, как правило, стадия эскизного проектирования, затем следует электрический расчет устройства, после чего выполняются стадии, связанные с разработкой конструкции и запуском изделия в производство
Эскизный расчет структурной схемы приемника
Задачи расчета.
В качестве структурной схемы радиоприемного устройства я приняла общую схему, изображенную на рис.1.
Рис.1.Общая структурная схема радиоприемника.
А - антенна;
Вх У - входное устройство;
УРЧ - усилитель радиочастоты;
Пр Ч - преобразователь частоты;
СК - согласующий контур;
ФСИ - фильтр сосредоточенной избирательности;
УПЧ - усилитель промежуточной частоты;
Д - детектор;
УЗЧ- усилитель звуковых частот;
Выбор значения промежуточной частоты.
В качестве промежуточной частоты я выбрала стандартное значение для приемника с амплитудной модуляцией: fПЧ = 465 кГц.
Выбор избирательной системы тракта ПЧ.
Тракт промежуточной частоты играет основную роль в формировании резонансной характеристики приемника и обеспечении требований технического задания по ослаблению соседнего канала. Полоса пропускания Fпр в приемниках КВ диапазонов приблизительно равна полосе пропускания тракта ПЧ, т.е. Fпр = П=6кГц;
В современных приемниках избирательность тракта ПЧ обеспечивается ФСИ. Выбор ФСИ производят исходя из требований ТЗ по ослаблению соседнего канала (γСК) и выбранного значения полосы пропускания приемника. В качестве ФСИ выбираем пьезокерамический фильтр ФП1П-61.04. Данный фильтр сможет обеспечить полосу пропускания, заданную в ТЗ, а также обеспечить необходимую избирательность по соседнему каналу.
Фильтр имеет следующие параметры:
Полоса пропускания на уровне (-6 дБ) F = 710 кГц;
Относительное затухание при расстройке fск =  9кГц СК = 50 дБ;
Относительное затухание при частотах 160450 и 480770кГц: 40 дБ;
Коэффициент передачи на центральных частотах Кр = - 6 дБ;
Входное сопротивление Rвх = 3 кОм;
Выходное сопротивление Rвых = 2 кОм;
Входная и выходная емкости Свх = Свых = 10 пФ;
Определение числа и типа избирательных систем преселектора.
Число избирательных систем преселектора определяют исходя из заданного ослабления зеркального канала (σЗК), которое должно обеспечиваться на максимальной частоте диапазона (f0 = fМАКС), т.е. в "худшей точке". Для диапазона КВ, указанного в ТЗ, f0 = 18181 кГц.
Задаемся значением конструктивной (максимальной реализуемой на данной частоте) добротности контура преселектора QК = 130.
Оцениваем значения добротности эквивалентного контура QКЭ и его полосы пропускания ∆FКЭ:
QКЭ = 0,7QК = 0,7 130 = 91
ΔF_кэ= f_0/Q_кэ =18181кГц/91=199,8 кГц
Рассчитываем крутизну характеристики избирательности преселектора (в децибелах на декаду), при которой будет обеспечено выполнение требований ТЗ по ослаблению зеркального канала:
Число колебательных контуров преселектора:
mПРЕС = round (γПРЕС / 20 ) = round(0,98045) = 1,
где round означает округление аргумента до ближайшего целого, превышающего аргумент; 20 дБ/дек - крутизна характеристики избирательности одного колебательного контура за пределами полосы пропускания.
Получаем mПРЕС = 1, следовательно преселектор содержит одноконтурное входное устройство, а УРЧ может отсутствовать. При отсутствии УРЧ, однако могут быть не выполнены требования ТЗ по чувствительности.
Зная число колебательных контуров преселектора и значение его добротности, проверяем выполнение требования ТЗ по ослаблению помехи с частотой, равной промежуточной (σПЧ), на частоте диапазона (f0), ближайшей к fПЧ , т.е. при f0 = 17373кГц:
где- обобщенная расстройка на частоте fпр.
Рассчитанное значение ПЧ = 70,623 дБ удовлетворяет требованию ТЗ, в котором ПЧ = 32 дБ.
Выбор способа и элемента настройки. Проектируемый приёмник содержит один диапазон с коэффициентом перекрытия по частоте: KД = fmax /fmin =18181/17373=1,047,
где fmax и fmin, соответственно, максимальная и минимальная расчетные частоты. В качестве элемента настройки будем использовать варикап КВС111А.
Параметры варикапа:
Коэффициент перекрытия по емкости при Uобр = 4...30В не менее 2,1;
Значение добротности варикапа не удовлетворяет условию Qв >300  400, значит, Qкр=Qк*Qв/(Qк+Qв), где Qк=83. Qкр=58,66
По вольт-фарадной характеристике видно, что при изменении Uобр 0,1 до 30 В, ёмкость изменяется от 75 до 18 пФ.
Cн макс = 75 пФ Cн мин = 18 пФ
где С0 - ёмкость монтажа схемы.
Условие выполняется.
1.6. Выбор детектора сигнала.
В качестве детектора АМ - сигнала предпочтительно использовать последовательную схему диодного детектора. В этом случае детектор подключают к колебательному контуру последнего каскада УПЧ непосредственно или с помощью трансформаторной связи. Детектор должен работать в режиме сильных сигналов, что обеспечивается при напряжении на входе детектора Uд вх  0,4 В при использовании германиевого и Uд вх  0,7 В при использовании кремниевого диода. Для проектируемого приемника выберем универсальный высокочастотный германиевый диод ГД403Б.
Параметры диода приведены ниже:
Максимальное постоянное обратное напряжение: 24В;
Максимальный прямой(выпрямленный за полупериод) ток: 0.05А;
Максимальный прямой(выпрямленный за полупериод) ток: 0.5А;
Максимальный обратный ток: 0.5мкА;
Максимальное прямое напряжение: 1В
при Iпр.: 0.05А;
Общая емкость,Сд: 1пФ;
Рабочая температура: -60...100С
Способ монтажа: в отв.
Корпус: kd-4-1
1.7. Выбор активных приборов ВЧ тракта и распределение усиления по каскадам
1.7.1. Определение требуемого усиления ВЧ тракта.
Для расчета требуемого коэффициента усиления ВЧ тракта необходимо учитывать заданное в ТЗ значение чувствительности по напряженности поля ЕА0 [мВ/м] и выбранное напряжение на входе детектора UВХ Д = 0,5 В. С учетом производственного разброса параметров и старения элементов необходимо обеспечить UВХД - выбранное напряжение на входе детектора;
UА0 - чувствительность по напряжению;
Каскады ВЧ тракта (ВхУ, УРЧ, ПрЧ, ФСИ, УПЧ) должны в совокупности обеспечить усиление не менее .
1.7.2. Оценка коэффициента передачи входного устройства
Значение существенно зависит от типа первого активного прибора. При использовании биполярного транзистора колебательный контур входного устройства подключается к входу транзистора частично с коэффициентом включения приблизительно 0,1...0,3. Будем использовать биполярный транзистор КТ339, так как он имеет достаточно малый коэффициент шума, а так же граничную частоту, позволяющую использовать его в качестве активного элемента в любом узле ВЧ-тракта, ведь желательно, чтобы частота усиливаемого сигнала удовлетворяла условию Чем сильнее выполняется это неравенство, тем лучше его усилительные свойства на рабочих частотах приемника.
Коэффициент передачи входного устройства будет ориентировочно равен K0 вх =1. Параметры транзистора КТ 339:
Коэффициент шума Кш=3 дБ
Коэффициент передачи тока на высокой частоте Проходная емкость С12 = 0,8 пФ
Входная емкость С11 = 12 пФ
Выходная емкость С22 = 10 пФ
Входная проводимость g11 =0,87 мСм
Выходная проводимость g22 = 16 мкСм Оптимальная величина проводимости источника сигнала gг опт=0,7 мСм
Статистический коэффициент передачи тока транзистора в схеме с ОЭ h21=25
1.7.3. Выбор активного прибора УРЧ и оценка коэффициента передачи УРЧ
Активный элемента каскада УРЧ, биполярный транзистор КТ399А. Поскольку значение устойчивого коэффициента усиления превышает 5 то для дальнейших расчетов возьмем К0УРЧ =5.
1.7.4. Выбор активного прибора и оценка коэффициента передачи смесителя
В качестве преобразователя частоты будет использоваться транзистор КП306А. Преобразователь частоты будет построен по схеме с внешним гетеродином и несимметричным подключением нагрузки, что позволит включить ещё один согласующий контур, настроенный на АМ сигнал. Параметры транзистора КП 306А:
Коэффициент шума Кш=5 дБ
Проходная емкость С12 = 0,05 пФ
Входная емкость С11 = 3,5 пФ
Выходная емкость С22 = 5,05 пФ
Входная проводимость g11 =80 мкСм
Выходная проводимость g22 = 10 мкСм Максимальное значение крутизны характеристики Т.к. смеситель будет выполнен на полевом транзисторе, то для него, как и для УРЧ, следует определить значение устойчивого и предельного коэффициентов передачи и взять для дальнейших расчетов меньшее из них. Так как для режима преобразования параметры транзисторов обычно не приводятся в справочниках, можно ориентировочно считать, что в режиме преобразования вдвое меньше, чем в режиме усиления. Это же справедливо по отношению к проводимостям Для диапазона КВ примем коэффициент передачи смесителя K0 ПР = 23,391.
1.7.5. Определение структуры тракта УПЧ.
Определим необходимое усиление тракта УПЧ по формуле:
Тракт УПЧ будет реализован на транзисторах КТ339 и будет состоять из двух каскадов: 1-й - резистивный, 2-ой - резонансный.
Резонансный каскад на частоте 465 кГц при правильно сделанном выборе транзистора способен обеспечить усиление до 60...100 раз. Каскад с резистивной нагрузкой на частоте 465 кГц может обеспечить коэффициент усиления до 10...12 раз. Для эскизного расчета примем, что коэффициент усиления 1-го каскада К0УПЧ1 = 11, 2-го К0УПЧ2 =100. Результирующий коэффициент усиления УПЧ К0УПЧ = 1100. Расчетный коэффициент усиления высокочастотного тракта равен:
Убеждаемся в правильности неравенства: .
1.8. Проверка реализации требуемого отношения сигнал/шум на выходе приемника.
Определим коэффициент шума первого активного прибора (АП1):
Kш мин = 3 дБ - значение минимального коэффициента шума активного прибора;
gг опт = 0,7 мСм - оптимальная величина проводимости источника сигала;
gг - реальная проводимость источника сигнала. Для эскизного расчета полагают gГ = 2  gГ ОПТ = 1.4 мСм.
Величину KШ min следует представлять в разах:
KШmin [раз] = 10 0.1 К шmin [дБ] = 10 0.13 =1,995.
Получим КШАП1 = 2,244.
Рассчитаем напряжение шума приемника, приведенное к входу АП1 по формуле:
Отношение сигнал / шум на входе приемника при уровне сигнала равном чувствительности:
Отношение сигнал / шум на выходе приемника:
ВЫХ = ВХ  mн = 27.086
где mн = 0,3 - нормальный коэффициент модуляции АМ сигнала.
Выбор ИМС УЗЧ, динамической головки и узлов блока питания.
В качестве динамической головки выбираем динамик 05ГД-10. Её параметры:
Номинальный динамический диапазон 150...7000 Гц
Номинальная мощность 0,5 Вт
Электрическое сопротивление 4,5 Ом
Масса 150 г
В качестве ИМС для УЗЧ выбираем микросхему К174УН7.
Ее параметры:
Напряжение питания 4,5...18 В
Потребляемый ток в режиме покоя 10 мА
Активное сопротивление нагрузки 4...8 Ом
Номинальная выходная мощность 4,5 Вт
Частотный диапазон 40Гц  20кГц.
Рис 4. Принципиальная схема внутренних цепей ИМС К174УН7.
Рис 5. Общая схема ИМС К174УН7.
Источник питания состоит из трансформатора ТПП226-127/220-50:
Номинальная мощность Р=5,5Вт;
Напряжение вторичной обмотки U2=20В;
ИМС стабилизатора напряжения 142ЕН8Б:
Коэффициент нестабильности по напряжению KU=0,05%.
Входное напряжение UВХ=15...35В.
Выходное напряжение UВыХ=12±0,36В.
IKMAX=1,5А.
Выпрямитель (диодный мост) КЦ105В;
2. Расчет входной цепи радиоприемника.
2.1. Исходные данные для расчёта входной цепи
Входная цепь в значительной степени обеспечивает такие важные характеристики приемника, как чувствительность и избирательность, в особенности избирательность по побочным каналам приема. Важными характеристиками ВЦ являются коэффициент перекрытия диапазона kg и неравномерность параметров (коэффициент передачи, полоса пропускания) при перестройке в пределах диапазона.
Исходными данными для расчёта входных устройств являются:
Минимальная и максимальная частоты диапазона: fmin тз = 17373 кГц, fmax тз = 18181 кГц;
Минимальная ёмкость настройки варикапа: Cн мин = 18 пФ;
Максимальная ёмкость настройки варикапа: Cн макс = 75 пФ;
Входная проводимость АП1: g11 = 0,87 мСм;
Входная ёмкость АП1: С11 = 12 пФ;
Минимальное значение коэффициента шума АП1: Кш = 3 дБ;
Оптимальная по шумам проводимость генератора: gг опт = 0,7 мСм;
Для входных устройств с внешней антенной исходными данными являются также параметры антенны:
Средняя ёмкость антенны: СА = 12 пФ;
Максимально возможное изменение ёмкости антенны: СА = 3 пФ;
2.2. Принципиальная схема входного устройства.
В соответствии с техническим заданием в данном приемнике применяется штыревая антенна, которая обычно имеет вид телескопического выдвижного стержня. Первоначально выбирают тип связи контура входной цепи с антенной, при этом возможны следующие варианты:
ёмкостная связь.
2) трансформаторная связь. где, - коэффициент перекрытия по диапазону.
В данном случае применяем ёмкостную связь, так как коэффициент перекрытия по диапазону меньше значения 1,3 при этом она значительно проще в расчете и реализации, но имеет и недостаток существенную неравномерность коэффициента передачи по диапазону.
Выбираем схему контура с точки зрения включения в него настроечного конденсатора, в данном случае применяем емкостную связь. Выбранная схема приведена на рисунке:
Рис 6. Схема контура со включенным в него настроечным конденсатором
- емкость антенны
- паразитная ёмкость ( ёмкость антенного входа ) - емкость связи с антенной
- емкость контурной катушки
- емкость монтажа, которая может быть разделена на две части: - подстроечный конденсатор
- добавочный конденсатор
В данном случае применяем схему с растягивающей ёмкостью так, как коэффициент перекрытия диапазона невелик : Перекрытие ёмкости настроечного конденсатора должно быть больше, чем требуется для обеспечения kg:
данное неравенство выполняется.
2.3. Расчет элементов колебательного контура.
Определим расчетные крайние частоты диапазона с учетом запаса по перекрытию.
где  = 0,1 - коэффициент запаса.
кГц
кГц
Определяем фактический коэффициент перекрытия, который в дальнейшем будем использовать в расчетах:
где, - коэффициент перекрытия
Определим эквивалентную ёмкость схемы и монтажа, подключённую параллельно контуру.
Ссх = СА вн + СМ + СL + Свн
СА вн - ёмкость, внесённая в контур со стороны антенны.
СМ - ёмкость монтажа, для диапазона КВ.
СL - собственная ёмкость катушки контура.
Свн - ёмкость, внесённая в контур со стороны входа активного элемента.
Для данного диапазона применяют следующие значения элементов:
пФ
пФ
Примем :
пФ
пФ
СА вн = 0,3∙СА = 0,3∙12 = 3,6 пФ
где, С11 - входная ёмкость выбранного транзистора р1 - коэффициент включения в контур,
Примем:
Свн = 12  0,12 = 0,12 пФ
Ф
Выберем минимальную величину ёмкости контура Ск мин.
СК мин  1,5∙Ссх
СК мин  20,58 пФ
Величина СК мин влияет на многие результаты дальнейших расчетов, поэтому для её выбора следует учесть дополнительные соображения. Желательно, чтобы выполнялось соотношение:
,
К макс - характеристическое сопротивление контура на максимальной частоте.
gr opt - оптимальная проводимость источника сигнала для первого активного прибора.
См
Данное соотношение почти выполняется.
пФ
Если СК мин  40пФ, подстроечный конденсатор можно не использовать, ограничившись применением подстроечного сердечника, то есть Спер = 0.
Определим полную ёмкость, включённую параллельно индуктивности контура до конденсатора С2, которую обозначают как ёмкость С3:
С3 = СА вн + СL + СМЗ + СП ср
Ф
Ф
С3 = 3,6 + 4 + 10 = 17,6 пФ
Далее найдём ёмкость С2 и ёмкость С1 = Сg1 + CМ1. Для этого введём дополнительные обозначения:
пФ
пФ
пФ
пФ
Для нахождения С1 и С2 используют формулы:
Ф
Ф
Ф
Определяем дополнительную ёмкость, подключённую параллельно настроечному конденсатору (варикапу):
Ф
Ф
Для проверки правильности вычислений целесообразно рассчитать следующие значения : Ф
Ф
Погрешность в 5% - 0,0528.
Полученные значения минимального значения емкости контура и коэффициента перекрытия совпадают с выбранными ранее значениями с некоторой погрешностью. Определяем индуктивность контурной катушки.
Гн
2.4. Расчёт элементов связи контура с антенной и входом активного прибора.
Прежде всего, необходимо выбрать величину ёмкости связи антенны с контуром входной цепи. Для антенн в виде телескопического штыря или короткого провода (l  1,5...2 м) можно считать, что активная проводимость потерь, вносимая в контур из антенны, близка к нулю, а реактивная составляющая носит ёмкостный характер.
В техническом задании на проектирование указаны следующие параметры:
средняя ёмкость СА ср Ф
возможных изменений ёмкости:
Ф
Выбор величины ёмкости связи антенны с контуром С производится из условия, чтобы при изменении ёмкости антенны на СА не происходило значительного изменения частоты настройки входной цепи.
, где Ф
Из стандартного ряда ёмкостей выбирают наибольшие значения, удовлетворяющие выше приведенному неравенству, это значение далее используют в расчётах в качестве.
Ф
Определим значение ёмкости внесённой из антенной цепи в контур :
Ф
Т.к. значение не намного отличается от рассчитанного ранее, то корректировку результатов проводить не надо.
Определим коэффициента передачи входной цепи при ёмкостной связи :
где, m - коэффициент включения антенной цепи в контур, берётся равным единице;
n - коэффициент включения входа активного прибора в контур;
Rэ - эквивалентное резонансное сопротивление контура
Ом.
раз.
Таким образом, получаем выражение :
где, - коэффициент включения входа активного прибора в контур;
раз.
Kо ВЦ = аА р1 Qэ
Множитель аА можно выразить и через контурную индуктивность, что может оказаться более полезно, поскольку величины аА и Ко ВЦ необходимо определить на трёх частотах fо мин, fо ср, fо макс.
fо мин = 17292,2 кГц
fо ср = 17780 кГц
fо макс = 18261,8 кГц
Найдём показатель связи контура входной цепи с активным прибором.
g вх - относительное изменение входной проводимости активного прибора, обычно g вх  0,5;
 ПВЦ = 0,1...0,2 - допустимое относительное изменение полосы пропускания входной цепи.
Из полученных значений А1 выберем максимальное. А1 мин = 4 - это значение будем использовать в дальнейших расчётах.
Определяют коэффициент включения входа активного прибора в контур и индуктивность катушки связи с транзистором:
где, и индуктивность катушки связи с транзистором
- коэффициент связи между катушками.
Для однослойной намотки при расположении катушек вплотную одна к другой значение коэффициент связи между катушками лежит в пределах :
примем:
мкГн
После этого следует убедиться, что при выбранном значении р1 возможные изменения входной ёмкости активного прибора не приведут к значительному изменению частоты настройки контура. Должно выполняться неравенство:
где Свх = Свх  Свх;
Свх - относительное изменение входной ёмкости (при замене транзистора, изменении температуры и т.д.);
f - относительное изменение частоты настройки контура в отношении к полосе пропускания
Обычно принимают Свх  0,3, f = 0,1...0,3.
примем:
где, - полоса пропускания входной цепи.
Гц.
Данное неравенство выполняется.
2.5. Расчёт основных показателей входного устройства
Основные показатели рассматриваются на трёх частотах настройки приёмника fo = fмин, fo = fср, fo = fмакс. fмин = 17292,2 кГц
fср = 17780 кГц
fмакс = 18261,8 кГц
К основным параметрам относятся следующие величины:
1) характеристическое сопротивление контура входной цепи
 = 2∙∙fo∙Lк
 = 2∙3,14∙17292,2∙103∙6,394∙10-6 = 694,688
 = 2∙3,14∙17780∙103∙6,394∙10-6 = 714,164
 = 2∙3,14∙18261 ∙103∙6,394∙10-6 = 733,64
2) активное сопротивление собственных потерь контура
rк =  / Qк
rк = 694,688/130=5,344
rк = 714,164/ 130 = 5,494
rк = 733,64 / 130 = 5,643
3) обобщённый коэффициент связи контура со входом активного прибора
Хсв1 = 2∙∙fo∙М =  ∙ р1
Хсв1 = 694,688 ∙ 0,093 = 64,454
Хсв1 = 714,164 ∙ 0,093 = 66,216
Хсв1 = 733,64 ∙ 0,093 = 68,068
4) активное сопротивление, вносимое в контур со стороны транзистора
5) полное сопротивление потерь контура
rкэ = rк + rвн1
rкэ = 5,344 + 3,614 = 8,958
rкэ = 5,494 + 3,82 = 9,313
rкэ = 5,643 + 4,031 = 9,674
6) коэффициент ухудшения добротности контура
D = rкэ / rк
D = 8,958 / 5,344 = 1,676
D = 9,313 / 5,494 = 1,695
D = 9,674 / 5,643 = 1,714
7) показатель связи входа первого активного прибора с колебательным контуром
А1 = rк / rвн1
А1 = 5,344 / 3,614 = 1,479
А1 = 5,494 / 3,82 = 1,438
А1 = 5,643 / 4,031 = 1,4
8) коэффициент передачи входной цепи
Ко ВЦ = аА  Qэ  р1
Ко ВЦ = 0,166  91  0,093 = 1,405
Ко ВЦ = 0,176  91  0,093 = 1,484
Ко ВЦ = 0,186  91  0,093 = 1,576
9) коэффициент шума первого активного прибора
Kш1 = 1 + 0,5 (Kш1 мин - 1)  (gr / gr opt + gr opt / gr)
Kш1 = 1 + 0,5 (1,995 - 1)  (1,29 / 0,7 + 0,7 / 1,29) = 2,185
Kш1 = 1 + 0,5 (1,995 - 1)  (1,251 / 0,7 + 0,7 / 0,251) = 2,168
Kш1 = 1 + 0,5 (1,995 - 1)  (1,218 / 0,7 + 0,7 / 0,218) = 2,152
10) полоса пропускания входной цепи
ПВЦ = fo / Qэ
ПВЦ = 17292,2 / 91 = 190 кГц
ПВЦ = 17780 / 91 = 195,4 кГц
ПВЦ = 18261,8 / 91 = 200,7 кГц
11) добротность эквивалентного контура
Qэ = Qк / D;
Оценим чувствительность приёмника при этом удобнее, использовать практическую формулу :
где, - требуемое отношение сигнал/шум на входе приёмника. Требуемое отношение сигнал/шум на входе приёмника для приёмников амплитудно-модулированных сигналов определяется по формуле: При вычислении чувствительности полагают, что значения при которых определяется чувствительность по стандарту имеют следующие значения:
дБ.
мкВ
мкВ
мкВ
Полученное при расчете значение, должно удовлетворять следующему неравенству:
с некоторым запасом, поскольку к шумам усилителя радиочастоты добавятся шумы преобразователя, которые будут учтены на следующих этапах проектирования.
Данное неравенство выполняется так, как:
Определим ослабление побочных каналов приёма.
 - обобщённая расстройка частоты.
Оценим избирательность входной цепи по зеркальному каналу (fзк = f0 + 2 fпр, где fпр = 465 кГц) будем оценивать в трех точках диапазона: fmin = 17292,2 кГц, fср = 17780 кГц, fmax = 18261,8 кГц
f0 = 17292,2 кГц,
fзк = 17292,2 + 930 = 18222,2 кГц
дБ
f0 = 17780 кГц,
fзк = 17780 + 930 = 18707 кГц
дБ
f0 = 18261,8 кГц,
fзк = 18261,8 + 930 = 19191,8 кГц
дБ
Оценим избирательность ВЦ на промежуточной частоте.
fпк = 465 кГцf0 = 17292,2 кГц
дБ
Оценим избирательность ВЦ по соседнему каналу.
fпк = 18270,8 кГцf0 = 18261,8 кГц
дБ
3. Расчет УРЧ и общих характеристик преселектора.
3.1. Исходные данные для расчёта УРЧ
Исходными данными для расчета являются параметры ВЦ, рассчитанные ранее, а так же параметры транзистора КТ339, используемого в УРЧ:
р1 = 0,093 - коэффициент подключения каскада ко входному устройству,
gГ =1,251 мСм- проводимость, которую "видит" транзистор со стороны сигнала на средней частоте диапазона,
y21  6,96мСм - модуль проводимости прямой передачи,
С12 = 0,8пФ - проходная емкость транзистора,
gВх  g11 = 0,87мСм- вещественная составляющая входной проводимости,
gВых  g22 = 16мкСм- вещественная составляющая выходной проводимости,
СВХ  С11 = 12пФ - входная емкость транзистора, ∆СВХ  0,3 СВХ = 0,36пФ - возможное отклонение СВХ от заданного значения,
СВЫХ  С22 = 10пФ - выходная емкости транзистора,
∆СВЫХ  0,3 СВЫХ = 3пФ - возможное отклонение СВЫХ от заданного значения,
I0 = 1мА - значение постоянной составляющей тока транзистора;
Параметры преобразователя частоты, реализованного на транзисторе КП306А:
gВХ СЛ = 80мкСм - вещественная составляющая входной проводимости,
СВХ СЛ = 20пФ - входная емкость;
∆СВХ СЛ  0,3СВХ СЛ = 6пФ - возможное отклонение СВХ СЛ от заданного значения;
КШПР = 5дБ - коэффициент шума.
3.2. Расчёт резонансного коэффициента усиления УРЧ и чувствительности приёмника
Расчет производится на тех же частотах настройки, что и расчет входного устройства. Резонансный усилитель, работающий в диапазоне частот, имеет коэффициент усиления, зависящий от частоты настройки. Рассчитываем значение коэффициента включения р2:
из условия допустимого расширения полосы пропускания. Значение D выбираем равным 1,3:
из условия допустимого влияния внутренней обратной связи на устойчивость работы УРЧ:
из условия расстройки контура не более, чем на половину полосы пропускания за счет подключения к нему ∆СВЫХ :
Из трех полученных значений выбираем меньшее , которое используем при дальнейших расчетах. Рассчитываем значение р1СЛ :
1) из условия допустимого расширения полосы пропускания:
из условия допустимой расстройки контура
Из двух значений выбираем с учетом необходимого коэффициента усиления УРЧ, которое используем в дальнейших расчетах.
Рассчитаем значения индуктивностей катушек связи:
,
,
где k= 0,25 - коэффициент магнитной связи между катушками при однослойной намотке. Рассчитываем параметры УРЧ на крайних и средней частотах диапазона, т.е. при .
fмин = 17292,2 кГц
fср = 17780 кГц
fмакс = 18261,8 кГц
1) резонансная проводимость колебательного контура
2) резонансная проводимость эквивалентного контура
3) эквивалентная добротность контура
4) полоса пропускания каскада
кГц
кГц
кГц
Рассчитываем квадрат напряжения шума, создаваемого преобразователем частоты на его входе.
где Кш =3 дБ - коэффициент шума активного прибора,
FПР =6 кГц - полоса пропускания тракта ПЧ приемника,
k = 1,38 •10-23 Дж / K, T0 = 293 K.
В
Рассчитываем минимальное суммарное напряжение шума на входе АП1:
Рассчитываем наихудшее в диапазоне (номинальное) значение чувствительности приемника:
где К0 ВХ МИН - наименьший в диапазоне коэффициент передачи входного устройства.
Как видно УРЧ обеспечивает необходимую чувствительность, требование ТЗ выполняется (по ТЗ UА0 = 35 мкВ).
3.3. Расчёт элементов цепей питания
Исходной величиной для расчета является значение постоянной составляющей тока:Iк = Iэ = Iо =1 мА.
Напряжение между коллектором и эмиттером Uкэ выбираем из справочника на транзистор: Uкэ = 5В
Напряжение между базой и эмиттером Uбэ для маломощных транзисторов:Uбэ=0,6 В.
Оптимальное сопротивление резистора: Rэ = 2500 Ом
Рассчитаем падение напряжения на Rэ, а так же напряжение, приложенное к выходной цепи транзистора:
Uэ = Iо∙Rэ = 0,0012500 = 2,5В
Uк = Uэ +Uкэ = 2,5 + 5 = 7,5В
Значение напряжения, прикладываемого к коллектору и напряжение питание не совпадают, следовательно, необходимо включение дополнительного резистора с сопротивлением.
RДОП = (UП - UК)/I0 = (12 - 7,5)/10-3 = 4500 Ом
Задаемся значением тока делителя: IД  0,1∙Iо = 0,0001А.
Рассчитываем напряжение между базой и корпусом: Uб = Uбэ + Uэ = 0,6 + 2,5 = 3,1В
и значения сопротивлений:
Подбираем по таблице номинальных значений (ряд Е24) номиналы резисторов, ближайшие к рассчитанным:
Rэ = 2,7кОм
RБ2 = 30кОм
RБ1 = 43кОм
Определяем вещественную составляющую входной проводимости каскада УРЧ с учетом сопротивлений делителя:
Во избежание излишней отрицательной обратной связи по переменному току выбираем значение емкости Сэ, параллельной Rэ, из условия:
,
Емкость разделительного конденсатора выбираем из условия:
Емкость блокировочного конденсатора в цепи питания выбираем аналогично:
Подбираем по таблице номинальных значений емкости конденсаторов, ближайшие к рассчитанным (ряд Е24):
Сэ = 3,9 нФ
Ср = 0,56 нФ
Сбл = 20пФ
3.4. Расчет характеристик избирательности преселектора
На крайних частотах диапазона fМИН и fМАКС рассчитываем и построим характеристики избирательности преселектора.
Характеристика избирательности преселектора определяется по формуле:
,
где σВХ и σУРЧ, соответственно, характеристики избирательности входного устройства и Рис 7. Характеристика избирательности на частоте fмин. ΔFПРЕС = 120 кГц
Рис 8. Характеристика избирательности на частоте fмакс. ΔFПРЕС = 130 кГц
Расчёт ослабления в УРЧ помехи с частотой зеркального канала.
f0 = 17292,2 кГц
fП = fЗК = f0 + 2∙fПЧ = 17292,2 +2* 465 = 18222,2 кГц
дБ
f0 = 18261,8 кГц
fП = fЗК = f0 + 2∙fПЧ = 18261,8 + 2*465 = 19191,8 кГц
дБ
Расчёт ослабления в УРЧ помехи с промежуточной частотой.
f0 = 17292,2 кГц
fП = fПЧ = 465 кГц
дБ
f0 = 18261,8 кГц
fП = fПЧ = 465 кГц
дБ
Расчёт ослабления в УРЧ помехи с частотой соседнего канала.
f0 = 17292200 Гц
fП = fСК = f0 + ΔfСК = 17292200 + 9000 = 17301,2 кГц
дБ
f0 = 18261800 Гц
fП = = f0 + ΔfСК = 18261800 + 9000 = 18270800 Гц
дБ
Рассчитываем общее минимальное ослабление зеркального канала, канала ПЧ и соседнего канала в преселектора приемника.
Таким образом.полученные значения σЗК и σПЧ удовлетворяют требованиям ТЗ. Избирательность же по соседнему каналу обеспечивается ФСИ, и поэтому не обязательно должна подавляться преселектором.
На расчетных частотах диапазона вычисляем коэффициент передачи преселектора.
4. Расчет преобразователя частоты на двухзатворном полевом транзисторе.
4.1.Схема построения преобразователя частоты.
В проектируемом приемнике преобразователь частоты будет реализован на транзисторе КП306А по схеме с внешним гетеродином . 4.2. Расчет подключения нагрузки к преобразователю частоты.
Задачей расчета является определение параметров элементов согласующего контура и коэффициента его включения рФ во входную цепь ФСИ.
Исходными данными для расчета являются:
Значение промежуточной частоты приемника fПЧ = 465кГц;
Полоса пропускания ФСИ ∆FФ = 6кГц;
Входная проводимость ФСИ gВХ Ф = 0,33мСм;
Конструктивная добротность катушки согласующего контура на fПЧ QК = 130;
Крутизна преобразования транзистора по первому затвору, S1 = 3...8мА/В;
Крутизна преобразования транзистора по второму затвору, S2 = 2мА/В;
Выходная проводимость транзистора, gВЫХ = 10мкСм;
Выходная емкость транзистора, СВЫХ = 5,05пФ.
Полоса пропускания согласующего контура выбирается существенно больше, чем полоса пропускания ФСИ, чтобы избежать влияния согласующего контура на полосу пропускания тракта ПЧ.С другой стороны она не должна быть слишком большой, так как это приведет к снижению коэффициента усиления ПрЧ и к ухудшению избирательности при больших отстройках. Рекомендуется выбрать:
∆FКЭ = 3,5 ∙ ∆FФ = 21кГц
Рассчитываем требуемое значение добротности эквивалентного контура:
Задаемся значением емкости конденсатора контура С1 = 1200пФ. Рассчитаем емкость контура с учетом емкости монтажа СМ = 3пФ и выходной емкости СВЫХ транзистора:
СК = С1 + СМ + СВЫХ = 1200 +3 + 5,05 = 1208,05пФ
и индуктивность контура:
Полагая конструктивную добротность контура QК = 130, можно определить проводимость ненагруженного и нагруженного контура:
Сопротивление шунтирующего резистора определяется по формуле:
Определяем коэффициент включения согласующего контура во входную цепь ФСИ, при котором обеспечивается согласование:
Рассчитываем индуктивность катушки связи:
,
где k - коэффициент магнитной связи для броневых сердечников
Определяем коэффициент усиления преобразователя частоты:
На расчётных частотах диапазона рассчитаем напряжение сигнала на входе УПЧ:
Для fmin: мВ
Для fср: мВ
Для fmax: мВ
Рассчитываем суммарное ослабление соседнего канала в преселекторе и ФСИ:
дБ
5. РАСЧЁТ ГЕТЕРОДИНА
5.1. Расчет сопряжения настроек гетеродина и преселектора
5.1.1. Задачи расчета
Параметры элементов колебательного контура гетеродина при известных параметрах контура преселектора выбирают из соображений обеспечения сопряжения настроек гетеродина и преселектора с допустимой погрешностью.
Контур гетеродина перестраивается в диапазоне частот
fГMIN = fMIN + fПЧ = 17292,2 + 465 = 17757,2кГц
fГMAX = fMАX + fПЧ = 18261,8 + 465 = 18726,8кГц,
где fMIN и fMAX - крайние частоты настройки преселектора с учетом запаса по перекрытию. Контур гетеродина имеет коэффициент перекрытия по частоте:
КДГ = fГMAX / fГMIN = 18726800 /17757200 = 1,055;
КД = fMAX / fMIN = 18261800 /17292200 = 1,056;
Задача состоит в определении числа и частот точного сопряжения, структуры и параметров контура. При использовании идентичных элементов настройки в преселекторе и гетеродине точное сопряжение можно получить только в одной, двух и трех точках диапазона.
5.1.2. Выбор числа точек точного сопряжения Число точек точного сопряжения определяется значением коэффициента перекрытия по частоте рассчитываемого диапазона КД. Для проектируемого приемника КД < 1,1, то необходима одна точка точного сопряжения, частота которой рассчитывается по формуле:
При одной точке точного сопряжения максимальная относительная погрешность сопряжения δfСОПРMAX определяется по формуле:
Полученное значение погрешности не должно превышать δfСОПРДОП:
Как видно - данное условие выполняется.
5.1.3. Определение структуры контура гетеродина и расчет его параметров
В случае сопряжения в одной точке, так как подстройка осуществляется только на одной частоте, подстроечный конденсатор может быть заменён конденсатором постоянной ёмкости.
СКГmin=18пФ
СКГmax=75пФ
С1г=30,5пФ
Рассчитанные значения емкостей и индуктивности контура гетеродина являются исходными данными для дальнейших расчетов.
5.2. Расчет гетеродина.
Проектирование гетеродина на отдельном транзисторе состоит из выбора схемы гетеродина, определения параметров элементов связи контура гетеродина с транзистором, обеспечивающих устойчивую генерацию, а также связи автогенератора с преобразователем частоты для подачи необходимого напряжения.
Рис 9. Общая схема Гетеродина.
5.2.1.Расчет элементов цепей питания транзистора
Исходными данными для расчета являются:
1) напряжение источника питания Un = 12В,
2) среднее значение параметра  (h21Б) для транзисторов данного типа ср = 1,5,
3) минимальный ток обратно смещенного коллекторного перехода IОК = 10-7 А,
4) максимальная температура среды t MAX = 450С.
Выбираем ток покоя транзистора (при отсутствии генерации) Iэ = 1,0мА. Рассчитываем сопротивление резистора фильтров цепи питания;
Rф = 0,05Uп/Iэ = 0,0512/10-3 = 600 Ом
и выбираем стандартное значение из ряда Е24: Rф = 620 Ом.
Выбираем допустимое относительное изменение тока покоя при повышения температуры среды от +200С до t MAX :
 t = 2·( t MAX - 20) / 293 = 225 / 293 = 0,171,
Выбираем значение Rэ, удовлетворяющее условию:
,
где rБЭ = 25,6·10-3 /Iэ = 25,610-3 / 10-3 = 25,6Ом - теоретическое дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода. Подставляя это значение в формулу, получим:
Так как рассчитанное значение Rэ оказалось меньшее 1 кОм, то принимаем Rэ = 1 кОм. Выбираем
R`Б= RБ1 + RБ2 =30· Rэ = 301000 = 3104.
Определяем значение тока базового делителя:
IД =(Uп-Iэ·RФ)/( RБ1 + RБ2 + RФ) = (12 - 10-3 620) / (3104+ 620) = 3,71710-4А.
Рассчитываем:
RБ2 =(0,7+Iэ·Rэ ) / IД = (0,7+10-31000)/3,71710-4 = 4,574кОм,
RБ1 = R`Б - RБ2 = 3104 - 4574 = 25,43кОм
Выбираем стандартные значения сопротивлений из ряда Е24:
RБ2 =4,7кОм,
RБ1 = 24кОм
5.2.2. Расчет связей контура со входной и выходной цепями транзистора
Исходными данными для расчета связей контура с входной и выходной цепями транзистора, помимо данных предыдущего расчета, являются:
частоты, соответствующие границам рассчитываемого диапазона с запасом по перекрытию fГ MIN = 17757,2кГц и fГ MAX =18726,8кГц и коэффициент перекрытия контура гетеродина КДГ = 1,055
индуктивность катушки контура гетеродина LКГ = 2,36810-6Гн,
конструктивная добротность контура QКГ =130,
амплитуда напряжения, которое надо подать на смеситель UmСМ = 10мВ,
среднее значение коэффициента усиления тока транзистора в схеме ОЭ βСР (h21Э) = 25.
Рассчитываем минимальное значение добротности эквивалентного контура гетеродина на максимальной частоте генерации:
где b = 0,5(КДГ + 1,01) = 0,5 (1,055+1,01) = 1,032.
Выбираем минимальное значение амплитуды напряжения обратной связи UmЭMIN = 70мВ и рассчитываем:
RЭ3 +RЭ4 = 0,03 · UmЭMIN /Iэ = 0,03  7010-3 / 10-3 = 2,1Ом
Рассчитываем коэффициент включения контура во входную (эмиттерную) цепь транзистора:
Полученный коэффициент включения обеспечивает величину индуктивности катушки связи порядка 10-9Гн. Такую индуктивность довольно трудно получить на практике, поэтому необходимо увеличить коэффициент связи и включить дополнительный резистор RЭ2, сопротивление которого рассчитывается по формуле:
Зададимся наименьшим без труда реализуемом значением р1 = 0,05
где gR равно:
Определяем напряжение, приложенное к последовательно включенным RЭ2 и участку эмиттер-база,
U`mЭMIN = UmЭMIN + RЭ2 ·ImЭMIN = 0,07 + 60,8981,610-3 = 0,167В
где ImЭMIN  1,6IЭ - амплитуда первой гармоники эмиттерного тока.
Рассчитываем коэффициент включения контура в выходную (коллекторную) цель транзистора:
Проверяем не оказался ли режим транзистора перенапряженным. Для этого рассчитываем наибольшее возможное значение постоянной составляющей эмиттерного тока:
где δα = 0,2 - допустимое относительное изменение Iэ за счет отклонения параметра транзистора от среднего значения.
Рассчитываем максимальное значение амплитуды первой гармоники коллекторного тока и максимальное значение амплитуды коллекторного напряжения:
ImКMAX =1,6·IЭMAX = 1,61,54410-3 = 2,4710-3А
U mКMAX = ImКMAX ·2  · f ГMAX ·LКГ · QКГЭMIN · р 22
U mКMAX = 2,4710-3 ·6,28 ·17757103 ·2,36810-6 ·76,818 0,1062 =0,599В
Амплитуда U mКMAX должна удовлетворять условию:
U mКMAX ≤ Uп - IЭMAX ·(Rэ+Rф) = 12 - 1,54410-3 (1000 + 600) = 9,838В
Как видно, данное неравенство выполняется.
Определяем сопротивления Rэ1 - Rэ4 , по формулам:
Rэ1 = Rэ - Rэ2 - ( Rэ3 + Rэ4) = 1000 -60,898 - 2,1 = 937,002Ом,
RЭ3 = 2,1 - 0,126 = 1,274Ом
Выбираем стандартные значения Rэ1 -Rэ4 с допуском  5% (ряд Е24):
Rэ1 = 910Ом.Rэ2 = 62Ом.Rэ3 = 1,3Ом. Rэ4 = 1Ом
В заключение по известным значениям p1, p2 и LКГ, задавшись значением коэффициента магнитной связи k = 0,3, рассчитываем LС1 и LС2 :
Рассчитаем амплитуду гетеродинного напряжения, подаваемого на вход смесителя:
Um см = ImК махRэ4=2,4710-31=2,47 мВ.
Для обеспечения необходимого напряжения на входе смесителя необходимо увеличить сопротивление RЭ4 до значения 4,3 Ом. При таком сопротивлении напряжение на входе смесителя будет равно:
ImКМАКС · RЭ4 = 2,47 · 3,9 = 9,633
6. РАСЧЁТ ДЕТЕКТОРА РАДИОСИГНАЛОВ
Исходными данными для расчета всех детекторов являются:
значение промежуточной частоты fпч;
значения нижней (Fн = 40Гц) и верхней (Fв = 20кГц) частот модуляции,
допустимые амплитудные искажения на нижних и верхних частотах модуляции Мн = Мв =1,2;
входное сопротивление (Rвx узч = 50кОм) и емкость (Свх vзч = 20пФ). 6.1. Расчёт диодного детектора АМ сигнала
Рис 10.Детектор АМ сигнала.
Для снижения искажений и улучшения фильтрации сопротивление нагрузки детектора разделено на две части (R1 и R2). Потенциометр R2 является одновременно регулятором громкости.
Для расчета АМ детектора дополнительными исходными данными будут:
нормальное и максимальное значения коэффициента модуляции mн = 0,3, mмакс = 0,9;
значения прямого (RПР=100 Ом) и в обратного (RОБР=1МОм) сопротивления выбранного диода. Расчет детектора проводим для режима сильных сигналов.
Выбираем сопротивление нагрузки детектора для постоянного тока RПТ = 10кОм. далее рассчитываем значения R2 и R1:
Рассчитываем сопротивление нагрузки детектора для переменного тока с частотой модуляции
Определяем входное сопротивление детектора
Выбираем емкость нагрузки детектора из двух условий:
1) допустимых линейных искажений на максимальной частоте модуляции
2) малых нелинейных искажений, обусловленных избыточной постоянной времени нагрузки детектора
Из двух значений выбираем меньшее СН = 0,587нФ, и подбираем стандартные конденсаторы из ряда Е24 с емкостями:
С1≤Сн/2 = 0,587 / 2 = 0,294нФ ; С1= 300 пФ[9];
С2=Сн - С1 - СВХУЗЧ = 0,58710-9 - 0,310-9 - 0,0210-9 = 0,26710-9 = 267пФ (по ряду 270 пФ)
Определяем емкость разделительного конденсатора, исходя из допустимых искажений в области нижних частот модуляции
Выбираем значение емкости Ср =110 нФ.
Определяем коэффициент фильтрации напряжения промежуточной частоты элементами схемы детектора:
1) фильтром, образованным R ВХД, С1
2) фильтром, образованным R1, С2
3) общий коэффициент фильтрации
Рассчитываем угол отсечки тока диода и коэффициент передачи детектора
Оцениваем напряжение на входе УЗЧ на средних частотах модуляции
UВХУЗЧ =UВХД mН КД  (R Н -R1)/ R Н.
UВХУЗЧ =0,4 0,3 0,897  (9000 -2411)/9000 = 0,147.
Рассчитываем требуемый коэффициент усиления УЗЧ
КУЗЧ = 3Uвых ном/ UВХУЗЧ = 30,95/0,147 =19,39,
где - номинальное напряжение звуковой частоты на динамической головке, имеющей сопротивление Rдг . 7. РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ
7.1. Расчет резонансного каскада УПЧ
Рис 11. Резонансный каскад УПЧ
Исходными данными для расчета являются:
требуемое значение коэффициента усиления каскада К0УПЧi = 100
входная проводимость детектора gвхд = 1/Rвхд = 1/4926 = 2,0310-4См , являющаяся проводимостью нагрузки каскада УПЧ
полоса пропускания ФСИ FФ = 6кГц
выходная проводимость gвых = 50мкСм , являющаяся проводимостью эквивалентного генератора для каскада УПЧ
тип нагрузки: резонансная тип активного прибора: биполярный транзистор КТ339А
Полоса пропускания согласующего контура равна:
∆FКЭ = 3 ∙ ∆FФ = 18кГц
Рассчитываем требуемое значение добротности эквивалентного контура:
Задаемся значением емкости конденсатора контура С1 = 1200 пФ. Рассчитаем емкость контура с учетом емкости монтажа СМ = 2пФ и выходной емкости СВЫХ = 10пФ :
СК = С1 + СМ + СВЫХ =1200 +10+2 = 1212пФ
и индуктивность контура:
Полагая конструктивную добротность контура QК = 80, можно определить проводимость ненагруженного и нагруженного контура:
Определяем значение коэффициента включения входа следующего каскада в колебательный контур, при котором происходит требуемое снижение добротности:
Определяем индуктивность катушки связи:
Определяем коэффициент усиления каскада: Производим расчет элементов каскада. Исходной величиной для расчета является значение постоянной составляющей тока:
Iк = Iэ = Iо =1 мА
Напряжение между коллектором и эмиттером Uкэ:
Uкэ = 5В
Напряжение между базой и эмиттером Uбэ:
Uбэ=0,6 В.
Рассчитаем падение напряжения на Rэ, а так же напряжение, приложенное к выходной цепи транзистора:
Uэ = Iо∙Rэ = 0,0012500 =2,5В
Uк = Uэ +Uкэ = 2,5 + 5 = 7,5В
Не совпадает с напряжением питания, необходимо использовать добавочный резистор:
RДОП = (UП-UК)/I0 = (12-7,5)/0,001=4500 Ом.
Задаемся значением тока делителя RБ1, RБ2:
IД  0,1∙I0 = 0,0001
Рассчитываем напряжение между базой и корпусом:
Uб = Uбэ + Uэ = 0,6 + 2,5 = 3,1В
и значения сопротивлений:
Подбираем по таблице номинальных значений (ряд Е24) номиналы резисторов, ближайшие к рассчитанным:
RБ2 = 30кОм
2) RБ1 = 43кОм
Определяем вещественную составляющую входной проводимости каскада УПЧ с учетом сопротивлений делителя:
Выбираем значение емкости Сэ, параллельной Rэ, из условия:
Емкость разделительного конденсатора выбираем из условия:
Емкость блокировочного конденсатора в цепи питания выбираем аналогично:
Подбираем по таблице номинальных значений емкости конденсаторов, ближайшие к рассчитанным (ряд Е24):
1) Сэ = 91нФ
2) Ср = 1пФ
3) Сбл = 1,43нФ
Определяем максимальное значение модуля отрицательной проводимости, вносимой во входную цепь каскада в результате внутренней ОС:
7.2. Расчет резистивного каскада УПЧ
Рис 12. Резистивный каскад УПЧ.
Определяем суммарную выходную емкость каскада
С0=СВЫХ+СМ+СВХСЛ = 10+2+10=22пФ
Оценим значение проводимости нагрузки, при которой можно считать что каскад работает в области средних частот:
См
Так как gНЭ должна быть больше рассчитанной то берем gНЭ = 2,2мСм.
Определим коэффициент усиления каскада:
Uбэ=0,6 В.
Рассчитаем падение напряжения на Rэ, а так же напряжение, приложенное к выходной цепи транзистора:
Uэ = Iо∙Rэ = 0,0012500 =2,5В
Uк = Uэ +Uкэ = 2,5 + 5 = 7,5В
Не совпадает с напряжением питания, необходимо использовать добавочный резистор:
RДОП = (UП-UК)/I0 = (12-7,5)/0,001=4500 Ом.
Задаемся значением тока делителя RБ1, RБ2:
IД  0,1∙I0 = 0,0001
Рассчитываем напряжение между базой и корпусом:
Uб = Uбэ + Uэ = 0,6 + 2,5 = 3,1В
и значения сопротивлений:
Подбираем по таблице номинальных значений (ряд Е24) номиналы резисторов, ближайшие к рассчитанным:
RБ2 = 30кОм
RБ1 = 43кОм
Определяем вещественную составляющую входной проводимости каскада УПЧ с учетом сопротивлений делителя:
Выбираем значение емкости Сэ, параллельной Rэ, из условия:
Емкость разделительного конденсатора выбираем из условия:
Емкость блокировочного конденсатора в цепи питания выбираем аналогично:
Подбираем по таблице номинальных значений емкости конденсаторов, ближайшие к рассчитанным (ряд Е24):
1) Сэ = 91нФ
2) Ср = 1пФ
3) Сбл = 1,5нФ
7.3. Расчет общих характеристик УПЧ
Поскольку, значения проводимостей gВХУПЧ = 0,107мСм и gВЫХФСИ = 50 мкСм отличаются более чем в 2 раза, то для согласования следует использовать согласующий трансформатор с коэффициентом трансформации:
Этот трансформатор может быть выполнен, например, на ферритовом кольце.
В заключении расчета определяем коэффициент усиления тракта УПЧ в целом
и напряжение на входе детектора:
UВХД = UВХУПЧMIN  К0УПЧ = 3,2810-3  1128,83 = 3,7 В
Полученного напряжения достаточно для нормальной работы детектора.
8. РАСЧЁТ КОНТУРНОЙ КАТУШКИ
Рассчитать катушки с достаточной для радиолюби теля точностью можно с помощью номограмм.
Индуктивность рассчитываемой катушки:
Lk=6,394 мкГн;
Для однослойной катушки без сердечника имеет место формула[8]:
(1)
Dср-средний диаметр окружности
n-число витков
l-длина намотки
Выберем значения:
диаметр провода: d0=0,25;
диаметр катушки (по длине средней линии) D=6 мм;
выбираем длину намотки l=3,75см;
Индуктивность рассчитываемой катушки: Lk=6,394 мкГн;
Выразим из формулы (1) n:
n=53;
Для данного диаметра провода сопротивление по постоянному току (номинальное значение при 20º С):
r/s=0,351 Ом/м
.
Список используемой литературы.
1. "Справочник по полупроводниковым приборам". Москаков Е.А., издание 2 - Таганрог, 219 с., ил.
2. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов/ Н.Н.Фомин, Н.Н.Буга и др.; - М.: Радио и связь, 1996. - 512 с.: ил.
3. "Диоды и их зарубежные аналоги". А.К.Хрулев, В.П.Черепанов - Радиософт. Москва 2001. - 640с
4. М. А. Кузнецов Ф.С. Сенина "Радиоприемники АМ ЧМ ОМ сигналов" пособие по проектированию. СурГУ . - Сургут, 1997.
5. "Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные, диоды импульсные, оптоэлектронные приборы". Справочник / Под ред. А.В.Голомедова. М.: Радио и связь,1988
6. "Справочник по транзисторам". Перельман Б.Л. - Радио и Связь, Москва; Радио и Связь; 1981г. - 656с.
2
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
544
Размер файла
1 164 Кб
Теги
кп306а, курсовая, рпру
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа