Радиоэлектроника: Радиоприёмные устройства, Реферат

Исходные данные :

1. Диапазон волн                                                 -       СВ :    525 - 1607 кГц

2. Чувствительность                                           -        В

3. Селективность по соседнему каналу          -        дБ, что составляет 39,811 раза

4. Селективность по зеркальному каналу      -        дБ , что составляет 63,096 раза

5. Полоса пропускания приёмника                   -       Гц

6. Неравномерность ослабления в полосе

                                 пропускания приёмника     -     дБ, что составляет 1,884 раза

7. Коэффициенты действия АРУ                      -   a = 900    раз

                                                                                 -   b = 2        раза

1. Предварительный расчёт и составление структурной схемы.

   1.1. Определение необходимости использования УРЧ .

      Так как у нас  дБ , то примем  = 3 дБ , что составляет 1,413 раза

Так как у нас   >  , то нам не надо использовать УРЧ .

Тогда , примем  : 

Примем    =  = 6.688 раза

1.2. Разработка избирательной структуры тракта усиления ПЧ .

Так как нам необходимо исп - ть УРЧ , то примем :  =  = 5.5 дБ , что сост. 1,884 раза

Возьмём фактор связи  b =  

Тогда максимально допустимая добротность по полосе пропускания , допустимая для получения заданного  , может быть расчитана по формуле :

где    - число фильтров

где   = 10 кГц 

Примем    = 2 , тогда :

 Т.е. получили    >  , тогда выберем   как среднее ариф. между    и 

1.3. Предварительное распределение усиления по трактам .

где     - коэффициент усиления входной цепи

           - коэффициент усиления УРЧ

           - коэффициент усиления преобразователя частоты

           - коэффициент усиления УПЧ

Общий коэффициент усиления можно расчитать по формуле :

где   - коэффициент усиления одного каскада УПЧ 

Если число контуров     , то число фильтров с точки зрения  усиления :

В итоге наших вычислений получили , что    >  . Примем   =  = 2 , но нам теперь необходимо добавить апериодический каскад , который только усиливает , с коэффициентом усиления  = 5 .. 10 , и не влияет на селективность .

2. Электрический расчёт каскадов приёмника .

2.1 Входная цепь .

Определим тип переменного конденсатора .

Найдём коэффициент перекрытия по частоте :

где   Ф , а      Ф , т.е. 

Так как мы получили большую величину , чем нужно , то нам нужно укоротить  :

Откуда , выражая   , получаем :

В диапазоне СВ   ёмкость  состоит из  - подстроечный конденсатор и                                                              - паразитный конденсатор (  =   +  ) .

где       Ф  - ёмкость монтажа

            Ф - входная ёмкость

            Ф  - ёмкость катушек

Таким образом , получили    =  20,73 пФ

Определим индуктивность контура   :

Таким образом , получили    = 175,3  мкГн

Теперь найдём индуктивность связи   .

Для этого сначала необходимо определить  - максимальную резонансную частоту антенны  :

где     = 50 пФ - минимальная паразитная ёмкость антенны

           = 10 мкГн - минимальная паразитная индуктивность антенны

Так как     выражена через   , то вычислим коэффициент удлиннения  :

где   - неравномерность коэффициента передачи ВЦ

Тогда искомая величина    равна :

То есть получили    = 2,658 мГн

Первые два варианта схем по разному влияют на    . При перестройке от  к   при автотрансформаторной связи увеличивается затухание ( т.е.  уменьшается ) и уменьшается m  при увеличении частоты , а при внутриёмкостной связи уменьшается затухание (     увеличивается ) , причём довольно резко  ( в 27 раз ) . Необходимо скомпенсировать рост добротности с одновременным  уменьшение m , для этого будем использовать комбинированную связь . Будем  поддерживать   )   .

 Рассчитаем оптимальный вид связи между антенной и ВЦ   ( комбинированная связь )

Потребуем , чтобы коэффициент включения m менялся так , чтобы  =   . Это возможно только при комбинированной связи .

где   = 1 кОм - входное сопротивление транзистора УРЧ .

Используя полученные значения    и   , вычислим  :

Теперь найдём   

                                 1.)

                                 2,)

                                3,)

( Так как   ) 

Расчитаем коэффициент передачи входной цепи .

где    

2.2. Расчёт УРЧ

Элементы контура   ,  ,    такие же как и во ВЦ . Здесь таже комбинированная связь , что и во ВЦ.

Найдём   :

где    = 13 пФ  - суммарная паразитная ёмкость

Теперь расчитаем комбинированную связь контура с транзистором преобразователя :

По аналогии с расчётами выше имеет :

Оптимальное рассогласование

где   = 35 кОм

где  r - характеристическое сопротивление контура

        = 0,25 А/В - максимальная крутизна выходной ВАХ .

        - входная проводимость

        - выходная проводимость

где    - коэффициент устойчивости ,

         = 1,8 пФ - паразитная ёмкость коллекторного перехода

следовательно нам необходимо уменьшать   до тех пор , пока  не будет равняться  0,6* , т.е.   .

Таким образом примем      , тогда :

2.3. Преобразователь частоты

где    = 0,25  - максимальная крутизна преобразующего элемента

           = 0,04  - минимальная крутизна преобразующего элемента

Крутизна преобразования равна :

Определим коэффициенты включения , необходимые для того , чтобы с учётом   и       была обеспечена заданная величина    =  0.012

Получили , что   >    , следовательно нам необходимо в равной степени уменьшать коэффициенты включения   и   , так чтобы коэффициент усиления преобразователя стал меньше , чем  0,6* , т.е. чтобы выполнялось неравенство    .

Уменьшим коэффициенты включения  и    в 1,5 раза :

2.4.  Усилители промежуточной частоты

следовательно у нас будет один контур УПЧ , и он будет нерегулируемый . Значит его рабочую точку необходимо установить в положение

Где   - входное сопротивление детектора сигнала , оно равно половине                   сопротивления нагрузки  (  ) , а сопротивление нагрузки , в свою                   очередь равно  0,4  , а  , следовательно получили , что  

коэффициент усиления

        каскада УПЧ

Получили , что   >    , следовательно нам необходимо в равной степени уменьшать коэффициенты включения   и   , так чтобы коэффициент усиления преобразователя стал меньше , чем  0,6* , т.е. чтобы выполнялось неравенство    .

Уменьшим коэффициенты включения  и    в 2 раза :

2.5. Детектор сигнала .

Обычно в качестве диода включают D9 , D18 , D20 . Выберем один из них , например D18 .

Его характеристики :

                                        А/В - крутизна прямой ветви ВАХ

                                            А/В - крутизна обратной ветви ВАХ

                                         Ф - паразитная ёмкость

Общую величину сопротивления нагрузки по постоянному току                  определяют  из условия получения минимальных нелинейных искажений . Для этого сопротивление цепи по постоянному и переменному току должны быть примерно            одинаковыми .

Допустим , что отклонение между ними составляет 20 % , т.е.   .

Если считать , что     =2,5 МОм >>   , то

                                           =      { A } .

Для получения достаточного коэффициента передачи детектора  обычно берут :

                                         = 0,2  и     = 0,8      { B } .

Совместное решение  { A } и { B }  дают результат :       =   7500 Ом

                                                                                                  =  2000  Ом

                                                                                                    =  10000  Ом

Общую ёмкость нагрузки      определяют из условия получения минимальных искажений вследствии избыточной постоянной времени цепи нагрузки :

где    - верхняя частота модуляции    =  3.8 кГц

Ёмкость нагрузки для улучшения фильтрации колебаний ПЧ обычно поровну                                  делят м/у  и    , т.е.   =     = 0,5

Коэффициент передачи диодного детектора при линейно ломанной апроксимации ВАХ определяется углом отсечки Q тока через диод   (  )  :

радиан , что составляет

приблизительно 16 градусов