Контрольно -корегувальна станція

• 465 кГц в радиовещательных приемниках АМ сигналов (диапазоны ДВ, СВ,

КВ);

• 10.7 МГц в радиовещательных приемниках ЧМ сигналов (диапазон УКВ);
• 500 кГц в приемниках ОМ сигналов (диапазон КВ).

Выбор указанных значений f_ПЧ позволяет использовать в тракте ПЧ интегральные фильтры сосредоточенной избирательности (ФСИ), выпускаемые промышленностью.

Таким образом, промежуточная частота - 465 кГц.

 

 

1.4     Распределение     допустимой     неравномерности  частотной характеристики по каскадам радиоприемника

Основную   неравномерность   в   тракте   приема   сигнала амплитудной модуляции можно распределить следующим образом:

• входная цепь и усилитель радиочастоты 1÷2 дБ;
• усилитель промежуточной частоты 2÷5 дБ;
• детектор 0,5÷1 дБ;
• усилитель звуковой частоты 3÷4 дБ;
• акустических систем 4 дБ.

Определяем  неравномерность частотной характеристики по формуле.

                                                       (1.4)

где n   - число каскадов вносимых искажения;

      - неравномерность частотной характеристики і-го каскада, дБ.

Переведем значение неравномерности  частотной характеристики радиоприемного устройства в относительные величины по формуле.

                                                               (1.5)

 

1.5 Выбор числа контуров преселектора

В начале контуров принимают равным единице, затем находят максимально  допустимую добротность контура  Q_Э.

                                              (1.6)

где   f_min - минимальная принимаемая частота радиоприемником, Гц.

Определим необходимое число контуров преселектора для обеспечения ранее  найденной эквивалентной добротности. При расчете нужно учесть, что  в практике, добротность контура  составляет 50÷100.

                                                       (1.7)

где   N      - число  контуров преселектора, значение которого должно быть целочисленным;

          Q_Эпр   - практическое  значение  эквивалентной добротности контура преселектора.

Приняв число контуров преселектора N=2, определим, какая равная эквивалентная  добротность контура приходится на один контур преселектора.

                                                                          (1.8)

 

1.6 Проверка  обеспечения нужной избирательности  по зеркальному каналу

Определяем   избирательность   по   зеркальному   каналу,   которую может обеспечить входная цепь на максимальной частоте  диапазона:

                                               (1.9)

Так как  = 58,42 дБ  больше  =39дБ,  то контур входной цепи обеспечивает нужную избирательность по зеркальному каналу.

 

1.7 Выбор селективной системы  усилителя промежуточной частоты

В сравнительно простых приемниках, в которых пропускание не регулируется, в качестве селективных элементов  усилителя промежуточной частоты  обычно применяю фильтры сосредоточенной  селекции на входе (в качестве нагрузки преобразователя частоты). Последний  каскад усилителя промежуточной  частоты выполняют с одиночным  колебательным контуром, остальные - с апериодическими. Полоса пропускания  последнего каскада в два-три  раза шире полосы пропускания приемника, поскольку требуемая амплитудно-частотная  характеристика усилителя промежуточной  частоты формируется в фильтрах сосредоточенной селекции.

Для выбора полосового фильтра используются следующие параметры:

• частота пропускания 465кГц;
• селективность по соседнему каналу, не хуже            35 дБ.

 

1.8 Расчет требуемого коэффициента  усиления в ВЧ тракте

Так в КВ диапазоне в основном применяется внешняя антенна, то в начале, перед тем как определить необходимое число каскадов усиления, определим входное напряжение наводимое  на антенне по формуле:

                                                    (1.10)

где  К_ВУ -   коэффициент передачи  входной цепи,  учитывающий тип транзистора во входной цепи прямого канала;

        U_Ч - ЭДС в антенне, равная чувствительности приемника, В.

Для КВ диапазона в УРЧ К_ВУ=0,6…1,0. Таким образом, получаем:

Необходимый коэффициент усиления от входа первого каскада до входа  детектора определяется формулой:

                                                     (1.11)

где   U_дет      -   входное напряжение детектора, В;

         к_ЗАП    -   коэффициент   запаса,   учитывающий   разброс параметров

транзисторов (примем равный 2).

         Задавшись минимально возможным  входным напряжением используемой  в качестве детектора ИМС (100мкВ), найдем искомый коэффициент усиления  в ВЧ тракте:

Задавшись минимальной чувствительностью  ИМС выполняющую роль смесителя (500мкВ) и зная напряжение наводимое  на антенне найдем минимально необходимый  коэффициент усиления УРЧ на БП:

                                                    (1.12)

где   U_ВХ2 – min входное напряжение (чувствительность) ИМС.

Задавшись коэффициентом усиления фильтра  сосредоточенной селекции (0,5), найдем необходимый коэффициент усиления тракта промчастоты:

                                               (1.13)

где   К_ФСС     - коэффициент усиления фильтра сосредоточенной селекции.

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ОСНОВНАЯ РАСЧЕТНО-ОПИСАТЕЛЬНАЯ  ЧАСТЬ

 

2.1 Входная цепь

Рассчитываемая  схема представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема входной цепи

 

В КВ диапазоне емкость связи  выбирается в пределах С_СВ=(10÷20) пФ, выберем С_СВ=10 пФ. В качестве переменного конденсатора С_К выберем конденсатор типа КПВ-10 номиналом С_к=1÷10 пФ:

                                          _(2.1)

где  С_{к МАХ}   – максимальная емкость переменного конденсатора, Ф;

       С_{к MIN}   – минимальная емкость переменного конденсатора, Ф;

        С_{ВХ УРЧ} – входная емкость следующего каскада усилителя радиочастоты, Ф.

Определим  индуктивность  катушки  колебательного контура входной  цепи по формуле:

                                            _(2.2)

Где  f_{H max}  - максимальная принимаемая (несущая) частота , Гц;

        f_{H min}  - минимальная принимаемая (несущая) частота , Гц.

При расчете  получили индуктивность катушки  L_K = 1,2 мкГн.

Из предварительных расчетов, получив  добротность контура входной  цепи Q_ЭК = 66,7 , найдём необходимую величину собственной добротности контура по формуле.

                                              _(2.3)

Вычисляем сопротивление потерь контура по формуле:

                                                              _(2.4)

Но  перед данным расчетом, определим  характеристическое сопротивление  контура по формуле:

                                _(2.5)

Отсюда  вычислим сопротивление потерь контура  по формуле 2.4:

Определяем коэффициент передачи входной цепи при коэффициенте включения  n=1 по формуле.

                                               _(2.6)

где    С_{ВХ УРЧ}     -    входная    емкость    следующего    каскада усилителя Радиочастоты, Ф.

Рассчитаем  коэффициент включения усилителя  радиочастоты к контуру входной  цепи по формуле:

                                _(2.7)

                                  

Определяем коэффициент передачи контура при коэффициенте включения  усилителя радиочастоты к контуру  входной цепи n_K = 0,26 по формуле:

                                                   _(2.8)

Рассчитаем индуктивность  катушки связи по формуле:

                                                         _(2.9)

 

2.2 Усилитель радиочастоты

Изобразим выбранную схему усилителя радиочастоты на рисунке 3. В качестве активного  элемента выбираем маломощный транзистор типа КТ312В, так как он обладает высокой граничной частотой и коэффициентом усиления, имеет малую стоимость, и в настоящее время получил широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре. Транзистор работает в линейном режиме по схеме с общим эмиттером. Параметры транзистора представлены в таблице 1.

 

 

 

 

Рисунок 3 - Схема усилителя радиочастоты

 

Таблица 1 - Электрические параметры транзистора  КТ 312В

Коэффициент передачи тока	50÷280
Граничная частота коэффициента передачи, МГц	150
Крутизна, мСм	35
Емкость коллекторного перехода, пФ	5
Постоянное  напряжение коллектор-база, В	20
Постоянное  напряжение коллектор-эмиттер, В	20
Постоянный  ток коллектора, мА	200
Импульсный  ток коллектора, мА	-
Температура окружающей среды, °С	от -55до+100
Тип перехода, материал	n-р-n кремний

 

Вычислим сопротивления цепи питания  транзистора, полагая что:

• требуемый коэффициент стабильности коллекторного тока γ = (1,5 ÷ 3);
• допустимое падение напряжения на сопротивлении фильтра коллекторной ∆U_RФ =1В;

- интервал температур в градусах Цельсия, в пределах которого должна   обеспечиваться температурная компенсация коллекторного тока  ∆Т=40°С.

Исходя  из выше сказанного, определяем величину резистора R_Э  по формуле:

                                                 _(2.10)

Е_К0

∆U_RФ

 

U_K

 

I_K

I_K0  
-   напряжение питания каскада усилителя радиочастоты, В;

• допустимое падение напряжения на сопротивлении фильтра коллекторной цепи, В;
• падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер в режиме А, В;
• ток покоя коллектора, А;
• ток утечки коллекторного перехода, А

 

Выбираем из ряда номинальных сопротивлений  величину резистора R_Э=1,4кОм. При этом принимаем величину R^’₁ в десятикратном размере больше чем R_Э, то есть R^’₁ =14 кОм.

Производим  расчет сопротивление резистора  R₃ по формуле:

                                              _(2.11)

Выбираем  из ряда номинальных сопротивлений  величину резистора R₃=5,6 кОм.

  Производим  расчет сопротивление резистора  R₂ по формуле:

                                            _(2.12)

Выбираем  из ряда номинальных сопротивлений  величину резистора R₂=3,6 кОм.

Шунтирующую ёмкость С_э, предотвращающую образование отрицательной обратной связи, вычисляем по формуле:

                                               _(2.13)

Из рядя номинальных емкостей округлив в большую сторону, С_э =4,3 пФ. Определяем сопротивление фильтра по формуле:

                                              _(2.14)

Выбираем из ряда номинальных сопротивлений  величину резистора R_Ф=160 Ом.

Емкость С_БЛ должна удовлетворять неравенству.

                                               _(2.15)

Принимаем С_бл =56 пФ.

Вычислим параметры эквивалентной  схемы каскада:

                                                   _(2.16)

                                                      _(2.17) 

Где   G₁   -  общая выходная проводимость цепи, мкСм;

         G₂    - общая входная проводимость цепи, мкСм;

         g_вых - выходная проводимость транзистора (КТЗ12В), мкСм;