Определение числа каскадов высокочастотного тракта

 

Выбор типа детектора

Из существующих схем диодных детекторов (параллельная и последовательная) наиболее приемлемой является последовательная, обладающая большим входным сопротивлением и большим коэффициентом передачи.

Диодный детектор может работать как в линейном, так и в квадратичном режимах. Линейный режим создаёт меньшую величину нелинейных искажений, но требует для работы большей амплитуды входного сигнала и входной мощности.

Такой режим находит применение в приёмниках высокого класса.

 

(В).

 

Амплитуда напряжения на выходе детектора определяется по формуле:

 

(В)

 

где  - коэффициент передачи диодного детектора,

m = 1 - коэффициент глубины модуляции.

 

Определение требуемого усиления до детектора

 

При приёме на наружную антенну требуемое усиление рассчитывается по формуле:

 

где -напряжение на входе детектора, выбранное из таблицы 3[2]. Для диодного полупроводникового детектора . Принял (В).

- заданная чувствительность, равная 10 мкВ, отсюда

 

Требуемое усиление необходимо увеличить с целью обеспечения запаса на: разброс параметров, неточность измерения чувствительности и т.п.

Требуемое усиление с запасом  принимаем:

 

 

Определение числа и типа усилительных каскадов до детектора.

. Для определения числа усилительных каскадов до детектора необходимо предварительно задаться реальным коэффициентом передачи входной цепи, . Принимаем .

Коэффициент усиления усилителей УВЧ и УПЧ

Считаем, что при определении необходимого числа каскадов УВЧ и УПЧ при полном электрическом расчёте обеспечивается получение усиления, близкое к максимально устойчивому.

Рассчитаем усиления тракта сигнальной частоты:

 

,

 

где -допустимое напряжение, поступающее на вход преобразователя. Возьмем его, равным 2 мВ.

-значение чувствительности на входе приемника с учетом динамического диапазона Д = 40 дБ

 

 

Т.к. коэффициент усиления в тракте промежуточной частоты практически не превышает 10…20, примем . Для преобразователей частоты, выполненных на основе полевых двухзатворных транзисторов, типа КП350А принимаем коэффициенты усиления: преобразователь частоты 1 , а преобразователь частоты 2 .

Принимаем предварительное число каскадов:

 

а. Каскад УВЧ: N=1

б. Каскад УПЧ1: N=1

в. Каскад УПЧ2: N=1

 

Определим общее усиление до детектора:

 

Так как общее усиление до детектора больше требуемого с запасом, то окончательно принимаем структурную схему в которой:

Количество каскадов УВЧ-1,

Количество каскадов УПЧ1-1,

Количество каскадов УПЧ2-1.

 

Выбор частот гетеродинов

 

В данном приемнике применено двойное преобразование частоты. В первом случае необходимо перенести спектр сигналов рабочего диапазона вниз, для получения первой промежуточной частоты 16,9 МГц. Используем преобразование , откуда частота гетеродина должна изменяться в пределах 134,6-140,6 (МГц).

Гетеродин первого преобразователя требует перестройки и его можно выполнить на основе синтезатора частот.

Для второго преобразования сигнал переносится с частоты 21,4 МГц на частоту 465 кГц. Также применим преобразование вида , таким образом

 

(МГц)

 

Гетеродин второго преобразователя не требует перестройки и его можно выполнить по схеме кварцевого автогенератора.

 

Выбор системы АРУ

Система АРУ предназначена для обеспечения заданного изменения выходного напряжения приемника в условиях значительного (до 120 дБ) изменения уровня принимаемых сигналов. Это позволяет предотвратить нелинейные искажения сигнала вследствие перегрузки каскадов приемника и поддерживать режим работы последнего близким к оптимальному.

 

Рис. 1

 

Обратная система АРУ (рис. 1) является наиболее простой и эффективной, поэтому она широко используется на практике. Система представляет замкнутую нелинейную цепь автоматического регулирования, содержащую усилительный тракт приемника с регулируемым коэффициентом усиления (передачи) и цепь регулирования. Цепь АРУ служит для получения регулирующего напряжения  и содержит детектор и усилитель АРУ, а также ФНЧ.

радиотелефонный супергетеродинный частота усилитель

Расчёт УПЧ-2

 

Каскад УПЧ-2 выполнен на транзисторе типа ГТ309Д, а избирательность по зеркальному каналу обеспечивается сосредоточенной селекции на ПАВ.

Схема каскада УПЧ -2 показана на рис. 7.

 

Рис. 2. Схема каскада УПЧ-2

 

Исходные данные:

Промежуточная частота - (кГц)

Входное сопротивление следующего каскада - 2кОм

Транзистор типа ГТ309Д с параметрами:

 

(В) (мА) (мА/В) (пФ)

(Ом) (Ом) (пФ) (пФ)

 

Входное сопротивление ПФ - (Ом)

Выходное сопротивление ПФ - (кОм)

Эквивалентная ёмкость контуров - 75.

Расчёт:

. Максимально устойчивый коэффициент усиления:

 

. Эквивалентное сопротивление нагрузки:

 

(Ом)

 

. Величина сопротивления в цепи коллектора:

 

(сим)

(Ом)

 

Принимаем номинальное значение сопротивление (Ом)

. Реальное эквивалентное сопротивление:

 

(сим)

(Ом)

 

. Коэффициент усиления каскада:

 

 

. Задаёмся величиной  и определяем значения:

а) величина сопротивления термокомпенсации:

 

(Ом)

 

Принимаем (Ом)

б) величина сопротивления :

 

 

где V- коэффициент нестабильности, равный 3, отсюда получаем:

 

(кОм)

 

Принимаем номинальное значение (кОм)

в) величина сопротивления  равно:

 

 (кОм)

 

Принимаем (кОм)

. Ёмкость в цепи эмиттера.

 

 (пФ)

 

Принимаем номинальное значение (пФ)

. Входное сопротивление каскада:

 

 (сим)

(Ом)

 

Величина разделительной ёмкости:

 

(пФ)

 

принимаем номинальное значение (пФ)

Расчёт избирательной системы.

. Коэффициент шунтирования:

 

 

Для контуров №1 и №2 принимаем:

Необходимое конструктивное и эквивалентное затухание контура.

 

 

. Характеристическое сопротивление контура №1

 

(Ом)

 

. Эквивалентная ёмкость контура

(мкФ)

 

Принимаем (мкФ)

. Коэффициент включения контура со стороны ПФ

 

 

. Величина индуктивности контура №1

 

 (мкГн)

 

. Полагая, что для контура №2 справедливо следующее:

 

 

Находим величину характеристического сопротивления:

 

(Ом)

 

. Коэффициент включения в контур со стороны следующего каскада

 

 

. Эквивалентная ёмкость контура №2

 (мкФ)

 

принимаем номинальное значение (мкФ)

. Величина индуктивности контура №2.

 

 (мкГн)

 

. Определим величину ёмкости

 

 (нФ)

Заключение

 

В курсовом проекте, в соответствии с заданием был спроектирован и рассчитан радиотелефонный приемник.

Определена и рассчитана структурная схема, выполнен расчет второго усилителя промежуточной частоты.

В процессе выбора структурной схемы радиоприемника был проведен анализ возможных схем радиоприемника, в результате чего была выбрана супергетеродинная схема с двойным преобразованием частоты.

На основе структурной схемы была разработана электрическая принципиальная всего радиоприемника. Приемник имеет небольшие массу и габариты, т.к. собран на транзисторах.

 

Список литературы

 

1. Марков В.А. Устройства приема и обработки информации. Разработка структурной схемы. Методические указания по дипломному и курсовому проектированию. Петропавловск-Камчатский, КамчатГТУ, 2000.

2. Марков В.А. Проектирование судовых радиоприемных устройств. Учебное пособие. Петропавловск-Камчатский, КГАРФ, 1997 г.

.   Горшелев В.Д., Красноцветикова З.Г., Федорцов В.Ф., Основы проектирования приемников. Л., Энергия, 1977 г.