Выбор и обоснование структурной схемы приемника

б) Определяем расчетные коэффициенты сопряжения.

a = + + = 6.53+5.118378595+7.941621408 =19.59

= + + =

=6.53*5.118378595+5.118378595*7.941621408+6.53*7.941621408=125.930025

= = 6.53*5.118378595*= 265.4329094

 

d = a + 2fпч =19.59 + 2 * 0,465 = 20.52

 

= =

 

= ad + - + =19.59*20.52+ – 125.930025+ = 2769.695115

 

= =

=

 

= = = 6489.5156

 

в) Расчет элементов контура гетеродина.

 

Рис.3. Схема электрическая расчетная контура гетеродина.

 

 

Выбираем конденсатор ,

 

где - = 20 30 пФ, тогда примерно = 25 пФ

 

A = = 6489.5156083002.9561

= A=

 

= 3002.95613027.7513пФ

 

= =-22.17129325 пФ

 

= L * = *

 

=мкГн

 

Проверка расчетов

 

= =2493.173337

= = 2769.695115

= =2.1615727

г)Определяем частоты гетеродина.

=

 

где  - частота гетеродина, соответствующая частоте настройки преселектора f

Результаты расчета приведены в таблице.

 

f, Мгц	, МГц	∆, кГц
	5.36602	1.01888
	5.58338	0.00000
	6.99500	0.00000
	8.40662	0.00000
	8.62430	-0.70325

=  –f - , где = 465 кГц

 

1.4.2. Выбор избирательной сиситемы тракта ПЧ.

Поверяем возможность применения одноконтурной входной цепи и необходимость применения УРЧ.

Дано: =5000 кГц;    =8000 кГц;  Fв = 5кГц;  =45дБ;

= 465 кГц; = 0,5дБ;        = 22дБ;

 

пределить эквивалентную добротность , при котором выполняется заданные значения:, ,

Перевести (), , , ,

0,5 = 1,059

45 = 177.827941

22 = 12.58925412

 

а) Определить полосу пропускания преселектора ПЧ.

(),  

где - полоса пропускания преселекторана минимальная частоте

= 2 + 2+,

где  = +

=5000+465 = 5465 кГц

= 2 * 5+ 2 * 0,001*5465 = 20.93 кГц

б) Определить относительные расстройки.

 

(), (), ()

= =

 

 

= 10.659688

 

     где - частота зеркального канала определяется по формуле

 

=+ 2= 8000 + 2*465 = 8930 кГц

=

в) Определить обобщенные расстройки, при котором выполняются заданныеМпр, dпч, dзк

ξumin =

ξumin= ξumax = =0,348

ξпч =

ξзк = 12.5494748614

г) Определить добротность входной цепи .

Qпч = = = 16.682020

Qзк = = =56.941263

Принимаем за эквивалентную добротность контура Qэ=Qmax= 56.941263

ξиmin = 0,004186*56.941263=0,262192

Dиmin= = 1.033801

dиmin = 20=20*1,033801 = 0,288739дБ

Вывод:Частотные искажения ослабление по зеркальному каналу, по каналу на промежуточной частоте обеспечивается. В качестве избирательной системы тракта ПЧ выбираем одноконтурную входную цепь.УРЧ не требуется.

 

 

1.4.3 Выбор схемы входной цепи.

Применим одноконтурную входную цепь. Выбираем индуктивно-емкостная связь контура  входной цепи с  антенной, чтобы обеспечить требования избирательности, частотным искажениям и неравномерности коэффициента передачи в рабочем диапазоне частот.

Избирательность и частотные искажения определяются количеством контуров входной цепи и их эквивалентной добротностью, которые обеспечивают выполнение заданных требований.

Для нормальной работы радиоприемного устройства неравномерность коэффициента передачи входной цепи должна быть не более 1,5. При большей неравномерности на частотах с большим коэффициентом передачи увеличивается влияние нелинейных эффектов, возникающих в тракте под воздействием больших по уровню помех, на качество приема. Поэтому при проектировании принимаем 1,5.

Одноконтурная входная цепь.

При емкостной связи контура входной цепи с антенной неравномерность её коэффициента передачи в рабочем диапазоне частот равна , т.е. емкостную связь можно применить, если коэффициент перекрытия по частоте 1,4.

При индуктивной связи контура входной цепи с антенной неравномерность её коэффициента передачи в рабочем диапазоне частот определяется по формуле =;1.96=;1.96=3.03 .Если выполняется условие можно применить индуктивную связь контура входной цепи с антенной. А так как условие не выполняется то выбираем комбинированную связь входной цепи с антенной.

 

 

 

1.4.4 Выбор избирательной  системы тракта промежуточной  частоты.

Проверяем применение полосового фильтра

 

Дано: fпч=465 кГц;  Fв=5 кГц;  ==4 дБ

=25дБ 10 кГц

 

 

а) Определяем затухания, которые должен обеспечить каждый фильтр. Количество фильтровпринимаем n=3

 

= = = 1,3 дБ

 

== = 8,3дБ

 

Переводим децибелы  разы по формуле,

==1,1614864

 

= = 2,600159

 

б) Определить относительные расстройки.

= = = 0,02365

= = = 0,043010

Выбираем фактор связи А, который обеспечивает затухание на частоте настройки, то есть А выбираем равной 1,25.

 

По графику обобщенной резонансной кривой определяем ξипч=1.44,   Определив ξипч можно посчитать остальные параметры

 

в) Определяем эквивалентную добротность контура.

 

= = = 62.6086

 

 

г) Определяем обобщенную расстройку на частоте соседнего канала

 

ξск= * =0,043010752*62.6086=2,6928

 

по графику обобщенной резонансной кривой для выбранного факторасвязиА определяем затухание= 2.60 ,соответствующее обобщеннойрасстройкеξск= 2,673 

 

д) переводим в децибелы по формуле,

=20*2.60 =8,62

 

е) В результате расчетов получены следующие параметры тракта ПЧ:

-частотные искажения

==3*1,3=3,9

 

-затухание на частоте соседнего канала

=3*8,62 =25,86 дБ

 

Вывод

Полученные результаты соответствуют требованиям исходных данных. То в качестве избирательной системы тракта ПЧ примем три полосовых фильтра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.5 Определение коэффициента  усиления тракта приема и распределение  его по функциональным узлам.

В диапазоне КВ прием производим на внешнюю антенну.

=

где  – напряжение на входе детектора. Примем =0,5 В

 – чувствительность приемника  равная 90 мкВ

== 3535,533

Необходимый коэффициент усиления берем с запасом

=1,5* = 1,5*3535,533= 5303,2995

Коэффициент усиления входной цепи, т.е. преселектора принимаем

= 1,52

Коэффициент преобразователя принимаем

= 2

Коэффициент тракта промежуточной частоты рассчитываем по формуле

= = = 1767,7665

=0.9*657.423=591.68

=0.8*657.423=525.9384

=0.72*657.423 = 473.35

= 1.1157*1767.7665 = 657.4323614

 

Вывод: для необходимого коэффициента усиления возьмем три каскада усилителя промежуточной частоты, из них, первыйкаскад апериодические с коэффициентами усиления =525.9384,  второй и третий каскад полосовые с коэффициентом усиления =657.432 и =591.68.

 

 

 

 

 

1.5. Эскизный расчет тракта звуковой  частоты.

1.5.1. Выбор схемы детектора и  определение напряжения на выходе  детектора.

Выбираем схему последовательного диодного детектора с раздельной нагрузкой, так как она обладает лучшей фильтрацией напряжения промежуточной частоты и большим входным сопротивлением по сравнению с параллельной схемой.

Выбираем диод Д2А, у которого S=50 мА/В, R=4,7кОм

По графику при Rd*S=4,7*50=235, определяем коэффициент передачи детектора, Кд=0,93.

Kд

               0                              10                             100                          1000     Rd*S

 

Определяем напряжение на выходе детектора

          гдеm – коэффициент модуляции,m=0,8

Ud – напряжение подаваемое на вход детектора,принимаем

Ud=0,5 В

 

1.5.2. Эскизный расчет усилителя звуковой  частоты.

а) Выбор типа схемы и транзисторов для выходного каскада.

При заданной выходной мощности Рвых=1,2 Вт, выбираем двухтактный бестрансформаторный выходной каскад, работающий в режиме АВ.

 

Выходная мощность, приходящаяся на один транзистор:

Рассеиваемая на коллекторе мощность:

      где ξ – коэффициент использования коллекторного напряжения.                      Принимаем ξ= 0,9

 – Безтрансформаторная схема. Принимаем =1

Выбираем транзистор КТ817А. Его параметры:

Pк доп =1 Вт             Uк доп=40 В

Iк доп=3 А                 β=25

б) Для предварительных каскадов УЗЧ выбираем транзистор МП25, у которого  β=25

в) Расчет усилителя мощности.

      Амплитуда тока  коллектора обеспечивающая заданную  выходную мощность оконечного  каскада

 

 

где Uк – напряжение на коллекторе транзистора, В

                           Принимаем Uк=0,4*40=16 В

УсловиеIтк<Iк доп =3 А выполняется.

 

Амплитуда тока базы оконечного каскада

г) Определение требуемого предварительного усиления и числа предварительных каскадов.

     Ток базы первого  каскада

Требуемое усиление по току предварительного УЗЧ

    С учетом разброса  параметров

Необходимое число каскадов предварительного УЗЧ

Количество предварительных каскадов УЗЧ n=2.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Структурная схема разрабатываемого приемника.

 

 

 

 

2. Выбор и обоснование  схемы электрической принципиальной.

Входная цепь:

Применяем входную цепь (преселектор) с внешней антенной. Выбираем одноконтурную схему входной цепи синдуктивно-емкостной связью с антенной и автотрансформаторной связью с последующим каскадом.

Так как один контур преселектораможет обеспечить заданную избирательность по зеркальному каналу, то необходимости в применении усилителя радиочастоты нет.

Гетеродин - маломощный генератор электрических колебаний, применяемый для преобразования частот сигнала. Выполнен на элементах , , С5, С7, С8 и L2.

Тракт ПЧ – предназначен для основного усиления и основной фильтрации соседнего канала. Выполнен на элементах транзисторах VT1,VT3,VT8,VT11; конденсаторы С- 6,10,12,14,15,16,17,18,19,21,23,26,28,29; резисторы R-1,2,3,7,8,9,10,16,19,20,24.

Первый и третий каскады – широкополосные, второй каскад апериодический. В нагрузке третьего каскада УПЧ установлен широкополосный контур для лучшего согласования последнего каскада УПЧ с входом детектора.

Детектор – это устройство которое преобразует  модулированныйВЧ сигналв сигнал НЧ который изменяется в соответствии с законом модуляции высокочастотного сигнала. Выполнен на элементах: конденсаторы С-31,32,33,34,35,36,37; диод-VD2;резисторы R-31,32;катушки L-9,10.

Усилитель звуковой частоты (УЗЧ) применяются для усиления сигналов, несущих звуковую информацию. Выполнен на элементах: транзисторы VT4; VT5; VT7; VT8;VT9;VT10; резисторах R11-R18; R22-R28; конденсаторы С20-С30

В качестве нагрузки применяем громкоговоритель.

 

 

3.Электрический расчет последнего каскада тракта ПЧ с                                      

полосовым фильтром

3.Расчет  по постоянному току.

3.1Выбор рабочей  точки транзистора

3.1.1Выбор  рабочей точки транзистора производиться  по нагрузочной прямой, построенной  на ВАХ  Iст=f(Uси).Точка 1нагрузочной прямой выбирается из условия Uси=Eпит,Iст=0.

Точка 2 выбирается так, чтобы нагрузочная прямая при максимальном токе стока  и минимальном напряжении сток-исток не попадала в область насыщения транзистора .Uси мин = Uотс+(2-3) т.е Uси мин=5В.

3.1.2 =0.85кОм

3.1.3 I’cт=8мА,U’си о=8В,U’зи о=0.25В.

3.2 Расчет  резисторов

3.2.1 Определить  резисторы, которые обеспечат режим  транзистора, выбранный в п.3.1.3. Так  как рассчитываемые каскады в  качестве нагрузки имеют индуктивности, то Uк=Епит=15В. В этом случае R’и=(15-8)/8=0.87 кОм.

Определить напряжение на затворе транзистора U’з=U’и-Uзи о.

Ток затворного делителя равен Iд=Eпит/(R1’+R2’).В целях стабилизации режима транзистора по постоянному току при изменении температуры выбирают Iд=Iз. Ток затвора при температуре окр. Среды 125градусов Цельсия равен Iз=100мА.

Целесообразно все каскады тракта ПЧ выполнить  одинаковыми ,включая последний каскад, нагрузкой которого является входное сопротивление детектора  Rвх дет.Для этого входное сопротивление  Rвх ус всех каскадов усиления тракта ПЧ должно быть одинаково и равным входному сопротивлению детектора  Rвх дет=10кОм. Так как входное сопротивление полевого тр-ра  во много раз превышает сопротивление затворного делителя, то входное сопротивление усилителя , в том числе и по переменному току ,равно Rвх ус=R1*R2/(R1+R2).