Реферат: Расчёт супергетеродинного приёмника ДВ, СВ волн
1.1 Введение
Изобретение радиосвязивеликим русским ученым А.С. Поповым в 1895 г. – одно из величайших открытийнауки и техники.
В 1864 г. английский физикМаксвелл теоретически доказал существование электромагнитных волн,предсказанное еще Фарадеем, а в 1888 г. немецкий ученый Герц экспериментальнодоказал существование этих волн. Опыт Герца состоял в том, что с помощьюкатушки Румкорфа в пространстве создавались слабые электромагнитные волны,воспринимаемые тут же расположенным «резонатором». Слабая искра в резонаторесвидетельствовала о приеме высокочастотных электромагнитных колебаний.Казалось, что принцип связи без проводов уже найден, стоит лишь увеличитьмощность передающего устройства. Именно по этому пути и шли ученые, которыехотели использовать волны Герца для связи без проводов. Однако это не привело ксущественным результатам.
Другим путем пошел А. С.Попов, обратив основное внимание на отыскание возможностей приема очень слабыхсигналов, т.е. на повышение чувствительности приемника.
7 мая 1895 г. А.С. Попов назаседании Физического отделения Русского физико-химического общества вПетербурге демонстрировал прибор, принимающий электромагнитные колебания. Этотприбор был первым в мире радиоприемным устройством; к нему было добавленорегистрирующее устройство и создан грозоотметчик.
Радиоприемное устройствоПопова отличалось от приемных устройств предшествующих исследователей (Герца,Лоджа) двумя особенностями: наличием антенны и использованием усиленияпринятого сигнала.
В дальнейшем Поповзначительно повысил чувствительность своего приемника, введя в схему своегорадиоприемника колебательный контур, настраиваемый в резонанс с частотойэлектромагнитных колебаний.
В 1904 г. английский ученыйФлеминг изобрел двухэлектродную лампу (диод), а в 1906 г. Ли де Форест ввел внее третий электрод – управляющую сетку. Электронная лампа вызвала большиеизменения в технике радиосвязи. Дальнейшее развитие техники радиоприема былосвязано с усовершенствованием электронных ламп. С 1918 г. стали применять такназываемую регенеративную схему, которая позволила значительно повыситьчувствительность и избирательность радиоприемников.
В 1918 г. Армстронг получилпатент на схему супергетеродинного приемника. В начале 30-х годов были созданымногосеточные лампы, в связи, с чем супергетеродинные схемы становятсяосновными для большинства выпускаемых радиоприемников. В 60-е годы началосьосвоение инфракрасного и оптического диапазонов волн. Развитие радиолокационнойтехники привело к разработке новых методов усиления слабых электрическихколебаний. Были созданы малошумящие усилители СВЧ с использованием ламп бегущейволны, молекулярные и параметрические усилители, усилители на туннельныхдиодах. Развитие полупроводниковой электроники привело к новому направлению вразработке методов и устройств приема и обработки информации –микроэлектронике. Успехи в развитии современной микроэлектроники позволяютзначительно улучшить основные параметры радиоприемников. Замена целых функциональныхузлов и блоков радиоприемника интегральными микросхемами, замена конденсаторовпеременной емкости или варикапными матрицами позволяют использовать новыеметоды конструирования радиоприемников, как-то: синтез частот, бесшумнаянастройка, автоматическая регулировка полосы пропускания при изменении уровнявходных сигналов, программное управление приемником и т.д.
Современная технологияпроизводства радиоэлектронной аппаратуры, принципиально новые схемные решения,реализация которых стала возможной на ее основе, так как количество элементов исложность схем при использовании интегральных микросхем перестали бытьограничивающими факторами, позволили резко повысить качественные показателивсех видов радиоприемных устройств.
Современные радиоприемныеустройства обеспечивают надежную связь с космическими станциями, работают всистемах спутниковой связи, в многотысячекилометровых радиорелейных линиях.Судовождение, авиация немыслимы сегодня без совершенных радиолокационныхстанций.
Современная научно-техническаяреволюция находит свое яркое выражение в бурном развитии радиотехники, вчастности техники радиоприемных устройств.
1.2 Эскизный расчет приемника
Вариант№20
Параметры приемника:
1. Диапазон принимаемых частот fн÷fв, кГц …………… ДВ,СВ.
2. Чувствительность на магнитную антеннуЕа, мВ/м …………..………… 3
3. Селективность по соседнему каналуδск, дБ……………………………….40
4. Селективность по зеркальному каналуδзк, дБ ……………………………30
5. Выходная мощность Pвых, Вт .……………………………………………0,15
6. Спектр воспроизводимых частот Fн÷Fв, Гц………………………..300÷3500
7. Неравномерность частотнойхарактеристики М, дБ ……………………..12
8. Коэффициент нелинейных искажений Кг,%.………………………………8
9. Действие АРУ на входе………………………………………………….25дБ
навыходе………………………………………………….6дБ
10. Вид питания –батарея 6В
11. Рассчитатьпринципиальную схему каскадов АД и УННЧ
12. Рассчитатьчастотную характеристику УНЧ
1.2.1 Определение и выбор типарадиоприемного устройства
Для выбора типарадиоприемного устройства воспользуемся ГОСТ 5651-89. Аппараты поэлектрическим и электроакустическим параметрам подразделяют на три группысложности: высшую (0); первую (1) и вторую (2). Брем таблицу с трактом АМ – этотракт приема программ радиовещательных станций в диапазонах ДВ, СВ и КВ, адиапазон нашего приемника ДВ, СВ. Но мы не берем высшую группу сложности, таккак наш радиоприемник не совпадает с ней ни по одному параметру.
Тракт АМ
Табл. №1
Наименование параметра Норма для аппаратов группы сложности 1 21. Чувствительность, ограниченная шумами, при отношении сигнал/шум не менее 20дБ:
по напряжению со входа для внешней антенны, мкВ не хуже в диапазонах:
ДВ
СВ
по напряженности поля, мВ/м, не хуже, в диапазонах:
ДВ
СВ
2. Диапазон воспроизводимых частот звукового давления всего тракта при неравномерности частотной характеристики звукового давления 14 дБ в диапазоне СВ и 18 дБ в диапазоне ДВ, Гц, не уже для стационарных аппаратов . для переносных аппаратов
3. Общие гармонические искажения всего тракта по электрическому напряжению на частоте модуляции 1000 Гц, при М=0,8; Рвых = Рвых ном (Uвых = Uвых ном), %, не более
4. Отношение сигнал/фон с антенного входа для аппаратов с питанием от сети переменного тока, дБ, не менее
100
100
1,5!
0,7
50-6300
125-5600
4
46
По ТУ !
По ТУ!
По ТУ
По ТУ !
125-3550
315-3150!
5
40
Наименование параметра Норма для аппаратов группы сложности 1 25. Действие автоматической регулировки усиления:
изменение уровня сигнала на входе, дБ
изменение уровня сигнала на выходе, дБ, не более
6. Односигнальная избирательность по соседнему каналу при расстройке ±9 кГц, дБ, не менее
7. Односигнальная избирательность по зеркальному каналу, дБ, не менее, в диапазонах:
ДВ (на частотах 200 кГц)
СВ (на частотах 1000 кГц, по ТУ)
46
10
40
50(40)**
36
30!
10!
По ТУ!
40(26)**
34(20)**
* Для аппаратов объемов менее 0,001 м3диапазон устанавливают в ТУ.
** Для аппаратов объемом менее 0,001м3.
При сравнении параметровприведенных в таблице с параметрами нашего приемника, во втором классеприемника (2) было найдено 7 совпадений (отмеченных знаком !), тогда как впервом классе (1) – лишь 1 совпадения (отмеченных знаком !). В первом случаесовпали чувствительность магнитной антенны, действие автоматическойрегулировки усиления, односигнальная избирательность по соседнему каналу идиапазон воспроизводимых частот. Во втором случае совпала лишь чувствительностьмагнитной антенны.
На этом основании я выбираю2 класс сложности радиоприемного устройства.
1.2.2 Выбор поддиапазонов и их границ
Если при неизменнойиндуктивности контура не может быть обеспечено перекрытие всего диапазонаприемника переменным конденсатором, а также для удобства и большей точностиустановки частоты и настройки приемника на станции диапазона коротких иультракоротких волн, диапазон приемника делится на отдельные поддиапазоны.Предварительный выбор числа усилительных каскадов и избирательных контуровприемника необходимо производить на каждом поддиапазоне отдельно. Поэтомупредварительный расчет приемника необходимо начинать с выбора числа необходимыхподдиапазонов и определения их границ.
В радиовещательныхприемниках разбивка на поддиапазоны производится согласно ГОСТ 5651-89. Всоответствии с этим дополнительно на поддиапазоны разбивается только КВ.диапазон, а остальные проверяются на обеспечение выбранным блоком переменныхконденсаторов заданного перекрытия частот. Диапазон КВ. радиовещательногоприемника обычно делится на 2-3 поддиапазона или выделяется несколькорастянутых поддиапазонов.
/>/>/>/>Так как в технических требованиях наприемник границы поддиапазонов и их количество не заданы, мы рассчитываемкоэффициент перекрытия всего диапазона. Выбираем двух секционный блокконденсаторов переменной ёмкости Тесла Cmin=5пф и Cmax=385пф, габаритные размеры блока 25*25*25мм. Определяем коэфицентдиапазона Кд, задавшись ёмкостью схемы Ссх=30пф, по формуле:
/>/>/> />Кд = (Сk max+Ссх)/(Сk min+Cсх) = (385+30)/(5+30) = 3,44
По формуле: Кд.с.= f′c max/f′c min определяемтребуемый коэфицент диапазона по частоте Кд. с, предварительно рассчитав f′c max и f′c min по формулам:
f′c max = 1.02*fc max,
f′c min = fc min/1.02,
Так как мне не заданы частотыдиапазонов ДВ и СВ то по ГОСТ 5651-64 я принимаю для ДВ: 150÷408кГц;для СВ: 525÷1605кГц
Для (ДВ): f′c max= 1.02*408 =416,16кГц f′c min=150/1.02 = 147,05кГц ,
Кд.с=416,16/147,05=2,8
Для (СВ): f′c max= 1.02*1605=1637.1кГц f′c min= 525/1.02 =514.7кГц
Кд.с=1637,1/514,7=3,180
Проверяем выполнение условия чтобыКд≥Кд.с:
Для (ДВ): 3,44>2,8 для (СВ):3.44>3.180,
Так как условие выполняется то вприёмнике применяется один диапазон для (ДВ), и один диапазон для (СВ).
1.2.3Проверка перекрытия поддиапазонов
После выбора блокапеременных конденсаторов необходимо проверить, сможет ли он обеспечитьперекрытие всех поддиапазонов приемника.
Порядок расчета:
1. Определяетсяэквивалентная емкость схемы С’сх, при которой выбранный ранее блокпеременных конденсаторов обеспечит перекрытие данного поддиапазона k’пд.
Для (ДВ) и для (СВ):
С’сх = (Сmax – Кд2Сmin) / (Кд2 – 1)= (385 – 3,442∙5) / (3,442 – 1) =325,83/10,83=30,08пф
2. Так как на всехподдиапазонах С’сх > 0, то необходимо вычислить действительнуюемкость схемы:
Ссх =См + СL+ Свн = 15 + 15 = 30 пФ
где См –емкость монтажа (см. табл. №3)
СL<sub/>– собственная емкость катушки контура(см. табл. №3)
Свн –емкость, вносимая в контур электронным прибором на рабочей частоте. Емкость,вносимую в контур электронным прибором на рабочей частоте, мы не вычисляем ипринимаем равной 0.
Табл. №3
ДиапазонЕмкость монтажа См, пФ
Емкость катушки СL, пФ
Длинные волны (ДВ)
Средние волны (СВ)
Короткие волны (КВ)
Ультракороткие волны (УКВ)
5 ÷ 20
5 ÷ 15
8 ÷ 10
5 ÷ 6
15 ÷ 20
5 ÷ 15
4 ÷ 10
1 ÷ 4
3. Так как Ссх’≈ Ссх(на всех поддиапазонах), то дополнительную емкость можно не определять. И,следовательно, блок конденсаторов выбран, верно.
4. Эквивалентная емкостьвходной цепи:
Для (ДВ) и для (СВ.):
Сэ= (Ckmin + Ссх’) ÷ (Ckmax + Ссх’) = (5 + 30,08)÷(385 + 30,08)= 35,08÷415,08 пФ
1.2.4 Выборпромежуточной частоты
Величина промежуточной частотывыбирается из следующих соображений:
1. Промежуточная частота (fпр) не должна находиться в диапазонечастот приемника или близко от границ этого диапазона;
2. Промежуточная частота не должнасовпадать с частотой какого-либо мощного передатчика.
3. Для получения хорошей фильтрациипромежуточной частоты на выходе детектора должно быть выполнено следующееусловие:
fпр ≥ 10Fв ,
где Fв – верхняя частота модуляции.
4. С увеличениемпромежуточной частоты:
— увеличиваетсяизбирательность по зеркальному каналу;
— уменьшаетсяизбирательность по соседнему каналу;
— расширяется полосапропускания;
— уменьшаются входное ивыходное сопротивления электронных приборов, что приводит к увеличениюшунтирования контуров, а так же понижается крутизна характеристикитранзисторов;
— ухудшается устойчивостьУПЧ;
— уменьшается коэффициентусиления на каскад за счет уменьшения резонансного сопротивления контура иухудшения параметров электронных приборов;
— уменьшается вредноевлияние шумов гетеродина на чувствительность приемника;
— облегчается разделениетрактов промежуточной и низкой частоты, что позволяет упростить фильтр навыходе детектора;
— увеличиваетсянадежность работы устройства автоматической подстройки частоты;
— уменьшаются размерыконтуров и блокировочных конденсаторов.
5. С уменьшениемпромежуточной частоты:
— увеличивается избирательностьпо соседнему каналу;
— уменьшаетсяизбирательность по зеркальному каналу;
— сужается полосапропускания;
— увеличиваются входное ивыходное сопротивления электронных приборов, что приводит к уменьшениюшунтирования контуров, а так же увеличивается крутизна характеристикитранзисторов;
— улучшается устойчивостьУПЧ;
— увеличиваетсякоэффициент усиления на каскад;
— понижается коэффициентшума.
Табл. №4
Тип приемного устройства Промежуточная частота Радиовещательный АМ и ЧМ 465±2 кГц; 6,5±0,1 МГцВ соответствии с таблицей№4, я выбираю промежуточную частоту равную 465±2кГц.
1.2.5Определение ширины полосы пропускания
Ширина полосы пропусканиявысокочастотного тракта супергетеродинного приемника определяется необходимойшириной полосы частот излучения передатчика корреспондента, а такженестабильностью частоты передатчика корреспондента и гетеродина приемника.
Необходимая ширина полосычастот излучения передатчика 2∆fп зависит отвида передачи и модуляции, и определяется следующим образом:
1. При двух полоснойамплитудной модуляции (АЗ)
2∆fп = 2Fв = 2∙3500Гц = 7000Гц=7кГц
где Fв – верхняя (максимальная) частота модуляции.
2. При однополоснойамплитудной модуляции:
с подавлением однойбоковой полосы (АЗН и АЗА)
2∆fп = Fв = 3500Гц=3,5кГц
с подавлением однойбоковой полосы и несущего колебания (АЗJ)
2∆fп = Fв — Fн = 3500 –300 = 3200Гц=3,2кГц
где Fн – нижняя (минимальная) частота модуляции.
1.2.6 Распределение заданнойнеравномерности усиления в полосе пропускания.
Для обеспечения необходимого минимумачастотных искажений в области верхних звуковых частот каждому радио приёмномуустройству в технических условиях задаётся наименьшее ослабление на краяхполосы пропускания. Для радио вещательных приёмников это ослабление задано вГОСТ 5651-65.
При проектировании заданная величинаослабления распределяется по отдельным трактам приёмника. Практикойустановлено, что наиболее приемлемым является распределение ослабления на краяхполосы пропускания приёмника по отдельным трактам, приведенное в таблице№5:
Ослабление на краях полосы пропускания не более, дбТип приёмника Частота, кГц Всего тракта Тракта РЧ Тракта ПЧ1 Тракта ПЧ2 УННЧ УНЧ
Радио вещательные приёмники:
С АМ
С АМ
С ЧМ
Транзисторный АМ с магнитной антенной
<250
>250
>250
>250
18
14
14
14
4÷8
1÷3
3÷6
6÷8
6÷8
6
4÷8
-----
-----
-----
-----
1÷2
1÷2
2÷3
1.5÷2
1÷2.5
1÷2.5
3÷4
1.5÷2
/> /> /> /> /> /> /> /> />
В приёмниках с магнитнойантенной, где для увеличения эффективной действующей высоты магнитной антенны иизбирательности по зеркальному каналу эквивалентное качество контуров входнойцепи может быть сделано достаточно высоким (порядка 100÷200),увеличивают ослабление тракта радиочастоты до 3÷6дб, соответственноуменьшая ослабление в тракте УПЧ и УНЧ.
1.2.7 Определение эквивалентнойдобротности и число контуров тракта радиочастоты.
В зависимости от заданнойвеличины ослабления зеркального канала определяется необходимая минимальнаядобротность контура преселектора. Зададимся только входным контуром без УРЧ иопределим минимальную эквивалентную добротность контура Qэк.зк, обеспечивающую заданноеослабление зеркального канала: nc=1
/>/> nc
/>Qэк.зк = Se.зк / {(f²зк/f²c max)-1}, где Seзк- заданное ослабление зеркального канала в относительных единицах; fэк =fc max+2*fпр.Далее выбирают конструктивную добротность контуров преселектора Qкон, ориентировочное значение которойприведено в таблице №6:
Диапазон волн. Конструктивная добротность контура с ферритовым сердечником. Километровый (ДВ) 90÷140 Гектометровый (СВ.) 100÷160 Декаметровый (КВ.) 140÷190Потом проверяютвыполнение условия: Qэк.зк≤(0,5÷0,7)Qкон. Далее рассчитывают полосу частотвходного сигнала П и максимальную добротность контура входной цепи или входнойцепи и УРЧ Qэк.п. при которой частотные искаженияв заданной полосе не превышают допустимых, полученных при распределении ихмежду каскадами:
/>/>/>П=2*(Fm max + ∆fсопр + ∆fг),где ∆fсопр-допустимая неточность сопряжениянастроек контуров, которую для километрового и гектометрового диапазонавыбирают равной 3÷5кГц; ∆fг- возможное отклонение частоты гетеродина, равное (0,5÷1)*0,001*fcmax;
Fcmin M²-1
/>Qэк.п= ,
П.
Где М- частотныеискажения преселектора, при отсутствии в приёмнике УРЧ М=Мпрес/2, при наличииУРЧ М=Мпрес. Должно выполнятся условие:
Qэк.п.≥Qэк.зк
Fm max= Fc max-Fc min=3500-300=3200Гц=3,2кГц.
Для ДВ:
Qэк.зк = 31,6/{(1790244/166464)-1}=3.2
Выбираю конструктивнуюдобротность Qкон=90
Проверяю выполнениеусловия Qэк.зк≤(0,5÷0,7)Qкон: 3.2≤45÷63, условие выполняется,принимаем рассчитанное Qэк.зк.=3,2
∆fсопр – для ДВ и для СВвыберают(3÷5)кГц, выберу ∆fсопр= 5кГц; ∆fг= 1*0,001*fс max= 1*0.001*408кГц= 0,408кГц
/>/>П.= 2*(3,2+5+0,408)=17,216кГц
/>Qэк.п= (150кГц* (3/2)²-1)/17,216кГц=167,70/17,216=10,89
Проверяю выполнениеусловия Qэк.п≥Qэк.зк: 10,89≥3,2, условие выполняется,следовательно выбираем рассчитанное Qэк.п=10,89 и УРЧ применять не надо.
Для СВ.:
Qэк.зк= 31,6/{(2535/1605)²-1}≈22
Выбираю конструктивнуюдобротность Qкон=140.
Проверяю выполнениеусловия: Qэк.зк≤(0,5÷0,7)Qкон: 22≤70÷98, условие выполняется,принимаем рассчитанное Qэк.зк=22.
∆fсопр=5кГц; ∆fг(0,5÷1)*0,001*1605кГц=0,8÷1,6кГц,выбираю ∆fг=1кГц.
П.=2*(3,2+5+1)=18,4кГц.
Qэк.п= (525* (3/2)²-1)/18,4=31,9.
Проверяю выполнениеусловия:
Qэк.п≥Qэк.зк; 31,9≥22, условие выполняется следовательновыбираю рассчитанное Qэк.п=31,9и УРЧ применять не надо.
1.2.9 Определениетипов и числа контуров тракта промежуточной частоты.
Группа сложности приёмника АМ тракт Тип А3 Селективная система Преобра- зователь УПЧ-1УПЧ
Оконе- чное
высшаяПТ
БПТ
ФСС-3,4
ПКФ
К
К
К
Р
ДКСК
К
ДПФ
ФСС-3,4
ДПФ: К
К
ИС ПКФ РИС РИС: К
1
ПТ;
БПТ
ФСС-3,4
К
К
ФСС-3,4
К
К
ДКС К ФСС-3,4 К ИС ПКФ РИС РИС; К2
БТП
ФСС-3,4
К
К
ФСС-3,4
К
К
ДКС К ФСС-3,4 К ИСПКФ
ПКФ
К
РИС
РИС
РИС
Таблица№7:
Исходя из таблицы №7 дляприёмника 2-го класса сложности я выбираю ПЧ на биполярном транзисторе,нагруженным либо на ФСС-3,4; либо на одиночный колебательный контур.
Схему ПЧ выбирают либо ссовмещённым, либо с отдельным гетеродином, так как мой приёмник 2-го классасложности то я выбираю схему
ПЧ с отдельнымгетеродином нагрузкой которого является ФСИ, состоящий из LC контуров. Избирательность пососеднему каналу, которая обеспечивается входной цепью.
/>/>/>Se′=(N+1)*20lg 1+(2*∆f*Qэк./fc max)² дБ, где N- число каскадов УРЧ, ∆f- стандартная расстройка, равная 9кГцдля километрового, гектометрового и декаметрового диапазонов; fc max- максимальная частота сигнала; Qэк.-ранее выбранная добротностьконтуров входной цепи и УРЧ.
Значение Seфси рассчитывают по формуле:
Seфси =Se-(Se′+Seупчобщ), дБ. Таблица№8
параметр ПФ1П-1 Пф1П-2 ПФ1П-001 ПФ1П-013 Средняя частота полосы пропускания, кГц 465±2,5 465±2,5 465±2,5 465±2,5 Ширина полосы пропускания на уровне, дб, кГц 6,5-10,0 8,5-12,5 7,0-10,5 9,5-13,5 Неравномерность затухания в полосе пропускания, дб, не более 3 3 1 1 Затухание в полосе пропускания, дб, не более 12 12 4,5 4,5 Избирательность по соседнему каналу (ослабление при расстройке ±9кГц), дб, не менее 41 38 12 9Согласующие сопротивления, кОм со стороны:
Входа
Выхода
1,2
0,68
1,2
0,68
2
1
2
1
/>/>Для (ДВ):
/>Se′=(0+1)*20lg 1+(2*9*9.74/408 )² = 20*lg1,08=0,73дб
Seфси=30-(0,73+6)=23,27дб
/>/>Для (СВ):
/>Se′=(0+1)*20lg 1+(2*9*31.9/1605)² = 0.52дб
Seфси=30-(0,52+6)=23,48дб
Пфси =П./а, где,а=0,8÷0,9 – коэффициент расширения полосы. Выбираю, а=0,85
Пфси =7кГц/0,85=8,2кГц
Для определенияколичества звеньев рассчитывают необходимую эквивалентную добротность контуровФСИ:
Qэк.фси= 2*1,41*fпр/Пфси=2*1,41*465/8,2=160
Максимальнаяконструктивная добротность контуров ФСИ Qконфси=200. Должно выполнятся условие:
Qэк.фси≤(0,6÷0,8)*Qконфси
160≤120÷160 – условие выполняется.
Относительная расстройкаи обобщенное затухание:
αe=2*∆f/Пфси = 2*9/12,5=1,44
βe=2*fпр/Qэкфси*Пфси =2*465/160*12,5=0,465
подставляя эти значения вграфики, получаем Se1=6дб
определяем необходимоечисло звеньев по формуле:
Для ДВ:
Nфси= Seфси/Se1=23,27/6=3,87≈4
Для СВ:
Nфси= Seфси/Se1=23,48/6=3,91≈4
Исходя из полученногокоэффициента видно, что нагрузкой моего ПЧ будет являться 4-х звенный ФСИ состоящийиз LC контуров.
1.2.10 Выбортранзисторов приёмника для тракта радио частоты и промежуточной частоты.
В целях унификации в тракте РЧ и ПЧиспользуются одни и теже транзисторы. Выбор транзисторов осуществляется исходяиз следующих соображений:
1. Fmax≤0.1fгр
2. Uk≥Eи
Выбираю транзистор ГТ309Б
Fгр=80МГц и Eкmax=10В
Проверяю выполнение условий 1 и 2:
1. Fmax≤0,1fгр≤0,1*80=8МГц
2. Uk=10В≥Eи=6В
Условие выполняется, следовательно,транзистор выбран правильно, выписываю основные параметры в таблицу№9
Тип транзистораIk,
ma
Uk,
B
S,
ma/B
h21эC12,
пФ
g11э,
сим
Rвх,
кОм
h22э,
мксим
h11э,
Ом
ГТ309Б 10 5 26 120 5 0,001 1,25 5 38 Тип транзистораτк,
мксек
Ск,
пФ
rб, Омgi,
сим
g,
сим
ГТ309Б 0,0005 10 75 0,0000045 0,00021 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />Так как параметры транзисторарассчитаны определённой частоте, чаще всего 1000Гц, то необходимо пересчитатьего параметры на f0=465кГц
Вычисление высоко частотныхпараметров транзистора:
1. определяемпараметры транзисторов при токе Ik2=1ma:
A=Ik2/Ik1=1/10=0.1; S0’=A*S0=0.1*26=26ma/B;
g’=A*g=0.1*0,00021=0,000021сим;
g’i=A*gi=0.1 *0,0000045=0,00000045сим;
τ’=А*τ=0,1*0,5=0,05нсек=0,00005мксек;
2. определяемвспомогательные коэффициенты:
Н=S0’*rб/1000=2.6*75/1000=0.195;
Ф=S0’*rб*Ck/τ’*1000000000=2.6*75*10/0.0005*1000000000=0,0039сим
Б=τ’/rб*(1-g’*rб)*1000000=(0,00005/75)*(1-0,000021*75)*1000000==0,6656пФ
v=2*π*f0*τ’=2*3.14*0,465*0,00005≈0,00015
3.Определяем входноесопротивление транзистора:
gвх=g’+v²/rб=0,000021+0,00015²/75≈0,000021сим
Rвх=1/gвх=1/0,000021=47619Ом≈48кОм
4. Определяем выходноесопротивление транзистора:
gвых=gi’+v²*Ф=0,00000045+0,00015²*0,0039≈0,00000045сим
Rвых=1/gвых=1/0,00000045=2222222,22≈2,2Мом
5.Определяем входнуюёмкость:
Свх=Б=0,6656пФ
6.Определяем выходнуюёмкость:
Свых=Ск*(1+Н)=10*(1+0,195)=11,9 5пФ
7.крутизна характеристики:
S=S0’=26ma/B
Для удобства выписываю ВЧ параметрытранзистора на рабочей частоте f≤465кГц в таблицу№10:
Тип
транзистора
Ik,
ma
τ,
мксек
Ск,
пФ
S,
ma/B
Rвх,
кОм
Rвых,
МОм
Свх,
пФ
Свых,
пФ
ГТ309Б 1 0,00005 10 26 48 2.2 0.6656 11.951.2.11. Определение требуемогоусиления до детектора:
Определение требуемого усиления додетектора:
При приёме на магнитную антеннучувствительность задаётся напряжённостью электрического поля Е в точке приёма,обеспечивающей на выходе приёмника нормальную выходную мощность.
Амплитуда напряжения на выходепервого каскада приёмника.
Umвх=Е*hд*Qэ*m2, мВ, где
Е — заданная напряжённость поля вточке приёма, мВ/м
hд. – действующая высота магнитнойантенны, м; на ДВ и СВ можно принять hд=0,02÷0.04м
Qэ – эквивалентная добротность контуравходной цепи;
m2 – коэффициент включения входаэлектронного прибора в контур входной цепи.
/>/>/>m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax),где ρmax – характеристическое сопротивлениеконтура;
ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх)[пФ]),
Rвх – сорпотивление первого каскада приёмника, т.к. УРЧотсутствует, то
Rвх=1/(0,8*g11э)
dэп=1/Qэк
dкон=1/Qкон
Необходимый коэффициент усиленияберут с запасом из – за разброса параметров, неточной настройки контуров и т.д.
Кн’=(1.4÷2)*Кн
Для ДВ:
dэп=1/Qэк=1/10,89=0,091
dкон=1/Qкон=1/90=0,011
Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм
/>/>/>/>ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх)[пФ])=159/0,408*(11,9+30)=2,3 кОм
/>/>m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax)= (0,091 -0,011)*(1,25/2,3)=0,043
Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,03*10,89*0,043=47,6мкВ
Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0,6 /1,41*0,0000476=8939раз
Определяем коэффициент усиления сзапасом на 40%:
Кн’=1,4*8939≈12520раз
Для СВ:
dэп=1/Qэк=1/31,9=0,031
dкон=1/Qкон=1/140=0,007
Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм
/>/>/>/>ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх)[пФ])=159/1,605 *(10+30)=2,47 кОм
/>/>m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax)= (0,031-0,007)*(1,25/2,47)=0,012
Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,04*31,9*0,012=45,93мкВ≈46мкВ
Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0.6 /1.41*0,000045936=9263раз
Определяем коэффициент усиления сзапасом на 40%:
Кн.’=1.4*9263≈13000раз
Определение числа и типовусилительных каскадов до детектра:
Так как УРЧ отсутствует, торассчитываем коэффициент усиления Ку. Для начала выберем 2 каскадаУПЧ, nпр=3;
/>/>/>/>для УПЧ:
/>/>Ку=6,3* S/f*Ck =6.3* 34/0.465*2,8=32,1
/>/>/>/>дляПЧ:
/>/> Кпр=6,3* Sc/Fc*Ck=6.3* 26/1.605*2,8=15раз
Определяю общий коэффициент усиленияКобщ
Кобщ=Кпр*Купч^(nпр-1)=8*15,96^3-1=15*32,1²=15456
Так как Кобщ>Кн’ для ДВ и Для СВто хватет 2 каскадов УПЧ
Первый каскад УПЧ будетапериодический, а второй широкополосный.
Выбор схемы АРУ и числа регулируемыхкаскадов:
Выбираю схему АРУ с задержкой, работающую на принципе изменения эмиттерноготока за счёт подачи регулирующего напряжения в цепь базы транзистора.Рассчитываем необходимыепределы изменения коэффициента усиления регулируемых каскадов по формуле:
nн=Д-В, где:
Д-заданноеизменение сигнала на входе приёмника, дб
В-заданное изменение сигнала на выходе приёмника, дб
nн=25-6=19дб
Считаячто регулируемые каскады идентичны, определяют необходимое количестворегулируемых каскадов по формуле:
NАРУ=nн/20*lgn,где n-изменение коэффициента усиления одного регулируемогокаскада
Зададимсяn=10, тогда:
NАРУ=19/20*lg10=0.95»1
Всоответствии с рекомендациями по выбору схемы АРУ в качестве регулируемогокаскада используем первый каскад УПЧ по апериодической схеме.
1.2.12.Эскизный расчёт тракта низкойчастоты:
Выбор типа электродинамическогогромкоговорителя:
Исходными данными, необходимыми длявыбора динамического громкоговорителя, являются:
1. номинальнаявыходная мощность: Рвых=0,15Вт
2. полоса воспроизводимыхчастот: Fн=300Гц÷Fв=3500Гц
3. неравномерностьчастотной характеристики:
4. среднее звуковоедавление при заданной номинальной мощности:
Применяемые в транзисторныхпереносных приёмниках электродинамические громкоговорители должны иметь маленькиеразмеры. Исходя, из этих соображений я выбираю громкоговоритель типа: 0,2ГД-1,с параметрами:
Таблица№11:
типPном,
Вт
Диап. F(Гц)Среднее
Звуковое
Давление
Полное
Сопротивление
Звуковой катушки, Ом
Габариты
мм
Вес,
гр
Fн Fв н/м² бар 0,2ГД-1 0,200 300 10000 0,18 1,8 6±0,6 60*25 50Выбор типа схемы и транзисторов длявыходного каскада:
В качестве оконечных каскадовусилителей низкой частоты можно использовать как однотактные, так и двухтактныесхемы. Схема выходного каскада определяется назначением усилителя итребованиями, предъявляемыми, к нему. Так как у моего усилителя Рвых=0,150Вт,то я выбираю двухтактный каскад в режиме класса АВ на маломощных транзисторах.
Выбор транзисторов производится,исходя из следующих соображений:
1. предельно допустимаямощность рассеяния на один транзистор Ркмакс должна превышать рассеиваемую наколлекторе мощность Рк, которую можно вычислить по формуле:
Рк=0,4*Рн’/ ηунч *ξ²,где
Рн’=Рн/2-номинальная мощность,заданная по условию, приходящаяся на один транзистор.
Рк-мощность рассеиваемая наколлекторе транзистора.
ηунч-КПД выходного каскада =1
ξ-коэффициент использованияколлекторного напряжения=0,8÷0,95; выбираю 0,9
Рн’=0,150/2=0,075Вт=75мВт
Рк=0,4*0,075/1*0,9²=0,037Вт≈37мВт
Выбираю транзистор: КТ315А, у которогоРкмакс=150мВт; Екмакс=25В
2. Проверяювыполнение условия:
Ек≤(0,3÷0,4)Екмакс
6В≤(0,3÷0,4)*25=7,5÷10
Условие выполняется, следовательно,транзистор выбран правильно.
Выбор транзисторов для каскадов УННЧ:
В большинстве случаев каскады УННЧмогут быть выполнены на маломощных транзисторах. При этом, если усиливаемыечастоты не превышают единиц килогерц, выбор транзисторов производится понизкочастотным параметрам из следующих соображений:
1. минимальнойстоимости;
2. наибольшейвеличины коэффициента усиления (В) в схеме с общим эмиттером.
Выбираю транзистор КТ315Б т.к. ондешевый и имеет большёй коэффициент усиления.
Таблица№12:
Тип Тракт Ikmax,ma Pkmax, mBt Ukэ, В fгр h21э КТ315А УНЧ 100 150 25 100 20÷90 КТ315Б УННЧ 100 150 20 100 50÷3501.2.13.Обоснование структурной схемыприёмника по результатам эскизного расчёта.
На основании проведённого мнойэскизного расчёта приёмника я составляю его блок-схему с указанием числакаскадов и особенностей каждого тракта.
В этой схеме входная цепь приёмника смагнитной антенной содержит два поддиапазона: поддиапазон километровых волн(ДВ) и поддиапазон гектометровых волн (СВ). Связь контура входной цепи странзистором преобразователя частоты трансформаторная. Преобразователь частоты(ПЧ) собран по схеме с отдельным гетеродином. Нагрузкой в цепи коллектораслужит 4 звена ФСС ПФ1П-2, связь ФСС с выходом смесителя и входом УПЧиндуктивная. Первый каскад УПЧ собран по апериодической схеме, второйширокополосный, одноконтурный с частичным включением контура в цепь коллектора.Диодный детектор собран по последовательной схеме с разделённой нагрузкой. Дляавтоматической регулировки усиления используется схема АРУ с задержкойвключенная в цепь эмиттера УПЧ собранного по апериодической схеме. Каскад УННЧсобран по резистивной схеме с непосредственным включением нагрузки, каскад УНЧвыполнен по безтрансформаторной схеме на одиночной паре комплементарныхтранзисторов.
/>
1.3 Расчётная часть проекта:
1.3.1 Подробный расчёт каскада АД:
Требования, предъявляемые к АД,сводятся к обеспечению следующих качественных показателей:
· возможно большегокоэффициента передачи, который определяется отношением напряжения НЧ на выходедетектора к напряжению ВЧ на его входе;
· возможно меньшихчастотных и нелинейных искажений;
· возможно большеговходного напряжения;
· возможно меньшегоВЧ напряжения на его выходе.
Расчёт детектора сводится к выборусхемы и ее элементов так, чтобы перечисленные требования удовлетворялисьнаилучшим образом.
Выбираю последовательный полупроводниковый детектор с разделённой нагрузкой, так как он удовлетворяет всеммоим заданным требованиям, и обеспечивает регулировку уровня сигнала.
1. Диодырекомендуется выбирать исходя из условия:
Rобр>>Rн>>Rпр
Выбираю диод Д9Б, так как у него Rобр>>Rпр.
Определяю сопротивление нагрузкидетектора:
Rн=2*Кд*Rвх, где Кд — коэффициент передачи детектора, так как Uвх.д=0,6В, то Кд=0,2÷0,4 выбираю Кд=0,4.
Rвх- входное сопротивление детектора4,6кОм
Rн=2*Кд*Rвх=2*0,4*4,6=3,68кОм.
2. Так каксопротивление нагрузки детектора одного порядка с входным сопротивлением УНЧ,величины сопротивлений R1 и R2 определяю по номограмме 9.18 вучебнике В.Д. Екимова.
Получаю R2=1,6кОм.
Принимаю R2=1.5 кОм из ряда Е6, типа СП3-10М с выключателем.
Определяю R1=Rн-R2=3,68-1,5=2,18кОм.
Принимаю R1=2,2кОм из ряда Е6, типа МЛТ-0,25.
3. Определяю общеесопротивление нагрузки переменному току:
/>/>
4. Определяю общеесопротивление нагрузки постоянному току:
Rн==R1+R2=2,2+1,5=3,7кОм
Так как Rн»/Rн==3,12/3,7=0,84>0,8 тонелинейные искажения не будут превышать нормы.
5. Определяювеличину эквивалентной ёмкости, шунтирующей нагрузку детектора:
/>
6. Определяювеличину ёмкости С2, обеспечивающую фильтрацию на промежуточной частоте:
/>
Принимаю С2=6800пФ
7. Определяювеличину ёмкости С1:
С1£Сэ-С2=18532,81-6800=11,732,81пФПринимаю С1=6800пФ
8. Проверяетсявеличина эквивалентной ёмкости:
Сэ’=C1+C2=6800+6800=13600пФ
Так как Сэ’=13600<Сэ=18532,81пФ,то расчёт выполнен правильно.
1.3.2. Подробный расчёт каскада УННЧ:
Для предварительного усилениявыбираю резистивный каскадИсходныеданные для расчёта:
1. Полоса усиливаемых частот Fн-Fв=300-3500Гц 2. Коэффициент частотных искажений на нижней частоте за счёт Сс Мнс=1,5дб 3. Коэффициент частотных искажений на нижней частоте за счёт Сэ Мнэ=1,5дб 4. Коэффициент частотных искажений на верхней частоте Мв=1,5дб 5. Напряжение питания каскада Ек=6В 6. Температура окружающей средыT=00С¸+300C
7. Параметры транзистора следующего каскадаIвх м сл=2мА
Uвх м сл=1,5В
Rвх Тр сл=4кОм
Ксл=20
Fгр мин=300кГц
Ск макс=10пФ
Rвх об сл=50кОм
R1сл=50кОм
R2сл=10кОм
1. Определяю максимальный токколлектора:
Rкор=0,4*Eк/Iк0=0,4*Eк/1,5*Iвхмсл=0,4*6/1,5*0,002=800Ом
Iкм=Iвхсл+(Uвхмсл/R2сл)+(Uвхмсл/Rкор)=0,002А+0,8/10000+0,8/800= 0,002А+0,00008А+0,001А=0,00308А=3,08мА
2. Определяю Ik:
Ik0=(1,05¸1,2)*Ikm=3,234мА¸3,696мА, выбираю 3,5мА
3. Так как в пункте 1.2.12. явыбрал транзистор КТ315Б, то выписываю его параметры:
Iк макс bмакс bмин Uкэмакс fгрUкэ0
Rмм Ск 100мА 350 50 30В 100МГц 15В670 0С/Вт
7пФ4. Рассчитываю сопротивления Rэи Rк:
Rк=0,4*Ек/Iк0=0,4*6В/3,5мА=685,71Ом
Rэ=0,2*Ек/Iк0=0,2*6В/3,5мА=342,85Ом
Принимаю
Rк=1кОмпо ряду Е24 типа МЛТ- 0,125
Rэ=360Омпо ряду Е24 типа МЛТ- 0,125
5. Рассчитываю напряжение Uкэ0:
Uкэ0=Ек-Iк0*Rк- Iк0*Rэ=6В-3,5мА*1000Ом-3,5мА*360Ом=6В-3,5В-1,26В=1,24В
6. По статическимхарактеристикам транзистора для значений Uкэ0и Iк0нахожу методом треугольника:
Uкэ0
Ik0
Iб0
Uбэ0
Rвхоэ 1,24В 3,5мА 0,05мА 0,43В 40Ом7. Определяю максимальную иминимальную температуру перехода транзистора:
Тпмакс=Токрмакс+ Iк0*Uкэ0*Rмм=300С+3,5мА*1,24В*6700С/Вт= =300С+2,90С=32,9»330С
Тпмин=Токрмин + Iк0*Uкэ0*Rмм=00С+3,5мА*1,24В*6700С/Вт= 00С+2,90С=2,9»30С
8. Определяю минимальное имаксимальное напряжение Uбэ0, и максимальный ток Iкн:
Uбэ0макс=Uбэ0+0,0022*(20-Тпмин)=0,43В+0,0022*(20-3)=0,43+0,0374==0,4674В
Uбэ0мин=Uбэ0+0,0022*(Тпмакс-20)=0,43В+0,0022*(33-20)=0,43+0,0286==0,4586В.
Так как транзистор КТ315Б кремневыйто ток Iкн макс определяю по формуле:
Iкнмакс=Iкнс*3(Тпмакс-Тс)/10, где Iкнс= Iкнмакс *1,5, а Тс температура при которой указано Iкн макс.
Iкнс= Iкн макс 1,5=3,5мА*1,5=5,25мА
Тс=250С
Iкнмакс=Iкнс*3(Тпмакс-Тс)/10=5, 25*3(33-25)/10=12,64мА
9. Определяю R2:
R2=6*Rвхоэ=6*8600=51600Ом
Принимаю R2=51кОм по ряду Е24 типа МЛТ-0.125
10. Принимаю падение напряжения на Rф равным 1.5 В, тогда:
Ек’=Ек-Urф=6-1,5=4,5В
11. Определяю сопротивление R1:
R1=R2*[bmin/(bmin+1)*(Ek’-Uбэ0макс)-Rэ*Iк0мин] / [(Rэ+R2)*Iк0мин-
-bмин/(bмин+1)*(Iк0мин*R2-Uбэ0макс)] =51000*[50/(50+1)*(4.5-0.4674)-
-360*0.0035]/[(360+51000)*0.0035-50/(50+1)*(0.0035*51000-0.4674)]=
=51000*[0.2431-1.26]/[179.76-0.0055]=-288Ом=288Ом
Принимаю R1=270Ом по ряду Е24 типа МЛТ-0,125
Рассчитываю Iк0макс и Uкэ0мин, которые не должны превышать справочные значения:
Iк0макс=βмакс/(βмакс+1)*[(Ек’*R2-Uбэ0мин*(R1+R2)+Iкнмакс* *(Rэ*(R1+R2)+R1*R2)]/[Rэ*(R1+R2)+R1*R2/(βмакс+1)]=350/(350+1)*[(4.5*
*51000-0.4586*(270+51000)+0,01264*(360*(270+51000)+270*51000)]/[
360*(270+51000)+270*51000/(350+1)]=350/351*[229500-23512+
+407351,8]/[18457200+39230.7]=0,033А=33,06мА
Uкэ0мин=Ек-Iк0макс*Rк-[(βmax+1)*(Iк0макс-Iкнмакс)*Rэ]/βmax=
=6-0,033*1000-[(350+1)*(0,033-0,01264)*360]/350=6-20,2-[2572,6]/350=
=6-3,3-1,98=0,72В
Так как значения не превышаютсправочные, то транзистор выбран правильно.
12. Определяю сопротивление Rк»:
Rдел сл=R1сл*R2сл/(R1сл+R2сл)=50000*10000/(50000+10000)=8333,33Ом
Rк»=Rк*Rделсл*RвхТрсл/[Rк*Rделсл+Rк*RвхТрсл+Rделсл*RвхТрсл]=
=1000*8333,33*4000/[1000*8333.33+1000*4000+8333.33*4000]=
=729.92Ом
13. Определяю ток входа максимальный:
Iвхмакс =Iкм/βмин=33,06мА/50=0,6612мА
14. Определяю коэффициент усиления:
Uвхм =Uбэм =Iвхмакс*Rвхоэ=0,6612мА*40Ом=0,026В
К=Uвхмсл/Uбэм=0,8В/0,026В=30,76раз»31раз.
15. Определяю ёмкость конденсатора Сс:
Rвых+Rвхсл=Rк+[RвхТрсл*Rделсл/(RвхТрсл+Rделсл)]=1000+[4000*8333,33/(4000+8333,33)]=1000+2702=3702Ом
/>
Принимаю Сс=130пФ по ряду Е24
16. Определяю сопротивления Rдел и Rист:
Принимаю Rк’=3900Ом
Rдел =R1*R2/(R1+R2)=270*51000/(270+51000)=268Ом
Принимаю Rдел =270Ом по ряду Е24 типа МЛТ-0,125
Rист=R’к*Rдел/(R’к+Rдел)=3900*270/(3900+270)=252,5Ом
17. Определяю величину ёмкостиконденсатора Сэ шунтирующего Rэ:
Sэс = (1+βмакс)/(Rист. + Rвхоэ)=(1+350)/(252,5+40)=1,2
/>
Принимаю Сэ=0,56мкФ по ряду Е24
18. Определяю ёмкость Со и частотныеискажения Мв:
Со=Сэдсл<(0,16/fгрмин*Rвхобсл)+Сксл*(1+Ксл)=(0,16/300000*50000)+
+0,00000001*(1+20)»0,00000021Ф»210пФ
/>
/>
1.3.3 Распределениемежду трактами приёмника частотных и нелинейных искажений:
Частотныеискажения создаются всеми каскадами приёмника. В каскадах с резонанснымиконтурами (входная цепь, УПЧ) они могут возникать, когда резонанснаяхарактеристика контуров недостаточно широкая, за счёт чего крайние частотыспектра принимаемого сигнала будут пропускаться хуже, чем средние. Общуювеличину частотных искажений ВЧ части приёмника определяют из выражения:
Мобщ, дб=Мпрес+МУПЧ +МУННЧ+МУНЧ
Для ДВ:
Мобщ, дб=3дб+6дб+1,5дб+1,5дб=12дб
Для СВ:
Мобщ, дб=2дб+6дб+1,5дб+1,5дб=11дб
Проверяювыполнение условия Мобщ, дб£М:
ДляДВ:
12£12,
ДляСВ:
11£12
Условиевыполняется для ДВ и для СВ, следовательно, частотные искажения приёмника невыходят за границы заданных частотных искажений.
Причинойнелинейных искажений является нелинейность характеристик усилительных приборови диодов. Наибольшие нелинейные искажения создаются на детекторе и УНЧ. Общуювеличину нелинейных искажений определяют из выражения:
Кг.общ=Кг.d+Kг.УНЧ, ориентировочная величинаискажений, создаваемых детектором составляет 1-2%, а нелинейные искажения УНЧ3-5%.
Кг.общ=2%+5%=7%
Проверяювыполнение условия Кг.общ£Кг, где Кг — заданныенелинейные искажения по ТУ
7%£8%, условие выполняется,следовательно, нелинейные искажения приёмника не выходят за границы заданныхнелинейных искажений.
1.3.4. Расчёт частотнойхарактеристики УНЧ:
Расчёт АЧХ ведётся путём подставлениязначений частоты в формулу нормированного коэффициента усиления Y:
/>
, где
Rнч =R1*Rн / ( R1+<sup/>Rн) — сопротивление нагружающее каскад(R1 — приведённое сопротивление одного плеча, Rн — сопротивление динамика);
R1=250*Um2(В)/P(мВт), где Um-амплитуданапряжения на коллекторе.
Um=ξ*Ек
ω0=2*π*f-круговая (циклическая) частота.
Um=0,48*6В=2,88В
R1=250*2,882/150=13,8Ом
ω0=2*π*f=2*3,14*f=6,28*f
Rнч =13,8*6/(13,8+6)=82,8/19,8=4,18Ом
/>
составляю таблицу:
Частота f, Гц Нормированный коэффициент усиления Y 300 0,9687 500 0,9871 700 0,9930 900 0,9958 1100 0,9972 1300 0,9980 1500 0,9985 1700 0,9988 1900 0,9991 2100 0,9992 2300 0,9994 2500 0,9995 2700 0,9995 2900 0,9996 3100 0,9997 3300 0,9997 3500 0,9998По полученным данным строю частотнуюхарактеристику оконечного УНЧ
1.3.5 Переход приёмника на новую элементную базу.
В настоящеевремя, во всем мире для уменьшения массы и габаритов для уменьшениякропотливости монтажных работ в радиоприемниках используют интегральныемикросхемы (ИМС). Интегральная микросхема может содержать в себе большоеколичество элементов, имея в то же время довольно не большие габариты и массу.Современные микросхемы могут содержать в себе собранные каскады радиоприемногоустройства, что значительно облегчает проектирование и конструированиерадиоприемного устройства.
Заменим и в рассчитанном намирадиоприемнике транзисторные каскады на микросхемы.
Заменим микросхемой К174ХА36А следующие: смеситель, гетеродин, ПЧ, УПЧ, детектор, АРУ, оконечный усилитель ЗЧрассчитанного нами радиоприемного устройства исходя из следующих соображений.Данная микросхема предназначена для работы в приемном тракте портативных ипереносных АМ супергетеродинных преемников ДВ, СВ и КВ с низким напряжениемпитания и малым потребляемым током. Вместе с навесными элементами микросхемавыполняет полную обработку радиосигнала с усилением напряжения ЗЧ.
Цоколевка микросхемы: 1-вход сигналагетеродина, 2-общий вывод, 3 и 4-вход усилителя сигнала радио частоты (РЧ), 5-подключениеиндикатора настройки, 6 и 7- вход предварительного усилителя сигнала ЗЧ,8-выход предварительного усилителя сигнала ЗЧ, 9-общий вывод предварительногоусилителя сигнала ЗЧ, 10- плюсовой вход питания, 11-выход детектора, 12-подключение фильтрирующего конденсатора АРУ, 13- подключение преддетекторного LC контура, 14-вход усилителя сигналаПЧ, 15-подключение блокировочного конденсатора УПЧ, 16-вход смесителя.
ИМС К174ХА36А имеетследующие электрические параметры:
1. Напряжениепитания …………………………………..2¸9В
2. Потребляемый ток……………………………………..20мА
3. Выходноенапряжение детектора, не менее ….............100мВ
4. Максимальнаявыходная мощность…………………...0,7Вт
5. Рассеиваемаямощность, не более……………………..1Вт
6. Температураокружающей среды……………………...-25….+550С
7. ЭффективностьАРУ(изминение напряжения на выходе усилителя ЗЧ) не менее, ..………………………………………………6дб
8. Частота входногосигнала РЧ, не более………………50МГц
Исходя из вышеперечисленных параметров микросхемы видно, что она подходит по своимэлектрическим параметрам в рассчитанный радиоприемник.
1.3.6 Технико-экономическоеобоснование
Спроектированныйв процессе курсовой работы радиоприемник имеет следующие техническиепреимущества: данный радиоприемник собран на отечественных элементах, чтообеспечивает быструю находку элемента вышедшего из строя; радиоприемник собранна микросхемах, что увеличивает его срок службы; отечественные элементы меньшезападных аналоговых элементов «боятся» скачков напряжения, что удлиняет срокслужбы радиоприемнику.
Все элементы, которые, используются в РПУ, необходимы,так как без какого-либо элемента схема изменит, свои параметры и на выходеполучится искаженный сигнал.
С экономической точки зренияспроектированный радиоприемник имеет следующие преимущества: все элементы,используемые в приемнике отечественные, что значительно снижает стоимостькаждого элемента и приемника в целом; так как в приемнике используютсяотечественные радиодетали то в случае выхода из строя одного из них, поискнового радио элемента будут легче с точки зрения материальной и физическойсторон; в приемнике использованы только самые необходимые элементы, которыенужны для нормальной работы радиоприемника и в схеме не используется ни какоголишнего элемента, т.е. приемник выполнен в оптимальном варианте, что снижаетего себестоимость.