Реферат: Расчет супергетеродинного приемника

/>/>/>/>

Московскийтехнический колледж

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙРАСЧЕТРАДИОПРИЕМНИКА

Курсовойпроект

Пояснительнаязаписка

МТКЖ.464000.025ПЗ

Руководитель

Н.Г.Сосна

Студент

Е.В.Сиденко

1997

Содержание

Введение 3

1. Исходныеданные 7

2. Расчетнаячасть 8

2.1 Выбор числа поддиапазонов 8

2.2 Выбор и обоснование выбора величиныпромежуточной частоты 10

2.3 Выбор избирательнойсистемы тракта ВЧ 12

2.4 Распределение частотныхискажений по трактам РПУ 17

2.5 Выбор избирательнойсистемы тракта ПЧ 20

2.6 Определение числа каскадов тракта ПЧ ираспределение усиления по каскадам 21

2.7 Выбор и обоснованиевыбора структурной схемы УЗЧ 22

Литература 23

Приложение 1. Схемаэлектрическая принципиальная

Введение

Звукотехника является одной из областей массовой технологической деятельности, при которой средствами электроникиосуществляется обработка, накопление и распространение в электрической формесигналов звукового диапазона частот. Современная звукотехника направлена наудовлетворение потребностей человека в знаниях, культуре, образовании.Благодаря повсеместному распространению звукотехнических устройств в сочетаниисо средствами массовой аудиовизуальной информации и коммуникации формируется тасодержательная часть окружающей человека искусственной акустической среды, которая оказывает, как правило, позитивное рациональное и эмоциональноевоздействие на людей.

Широкое распространение стереофонии началось с50-х годов. Однако первая попытка пространственной звукопередачи былапредпринята почти 100 лет назад, сразу же после изобретения телефона. В 1881году на Всемирной выставке в Париже изобретатель Клемент Адер осуществил двухканальнуюпередачу звука из оперного театра. Передача велась по телефонным проводам,соединенным с двумя группами микрофонов, одна из которых размещалась справа, адругая слева от сцены. Посетители выставки, ведя прослушивание на несколько парголовных телефонов, могли определить расположение певцов на сцене, а такжеразмещение инструментов в оркестре. В 1912 году подобные опыты были проведены вБерлине. Передача из оперного театра велась по двум телефонным линиям ивоспроизводилась несколькими громкоговорителями. В 20-х годах были предпринятыпопытки стереофонической передачи по двум радиоканалам.

Как только кинематограф стал звуковым,представилось целесообразным заставить звук следовать за перемещениями актероввдоль экрана. В 1930 году французский кинорежиссер Абель Ганс осуществилпространственное воспроизведение звука в зале кинотеатра, для чего установилгромкоговорители не только за экраном, но и в самом зале. Советские инженеры Б.Н. Коноплев и М. З. Высоцкий в 1936-1937 годах провели работы по съемке идемонстрации в столичном кинотеатре «Москва» фрагментов обычного 35-мм кинофильма с двухканальным стереофоническим звуковым сопровождением. В эти жегоды во Всесоюзном научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ) подруководством П. Г. Тагера были

проведены опыты по двухканальной записи ивоспроизведению звука в кино с целью изучения стереофоническогоэффекта.

Опыты проводились и в области стереофоническойграмзаписи. В 1931 году английский изобретатель А. Блюмейн предложил способзаписи двух сигналов в одной канавке грампластинки путем независимой модуляциистенок канавки. Спустя два года фирма «Коламбия грэмофон компани» изготовиластереофонические грампластинки по этому способу.

По мере накопления опыта и теоретическогоосмысливания результатов, выяснились некоторые недостатки и ограничения,свойственные двухканальной стереофонии: эффект провала звука в центре междугромкоговорителями, узкая зона прослушивания, в которой ощущается стереоэффект,искажения локализации источников звука. Поэтому были предприняты экспериментыпо трехканальной стереофонической передаче симфонических концертов.

В 1933-1935 годах такие эксперименты в СШАпровел Г. Флетчер совместно с дирижером Л. Стоковским, а в СССР — И. Е.Горон.

В Москве передача осуществлялась из Колонного залаДома Союзов, где перед оркестром на сцене были установлены микрофоны, вОктябрьский зал. Качество воспроизводимого звучания было настолько высоким, чтосоздалось полное впечатление присутствия на сцене Октябрьского зала самогооркестра, а не системы громкоговорителей.

Эксперименты со стереофоническими записями накинопленке, а потом на магнитной ленте продолжались и в послевоенные годы.Однако только в 50-е годы эти разработки стали осваиваться промышленностью.

Первые успехи были достигнуты в кинематогорафе,когда было налажено производство широкоэкранных кинофильмов по системе«Синемаскоп» с четырехканальной магнитной фонограммой. Это была перваяпрактическая реализованная система квадрофонии. Три канала стереофоническойпередачи работали на заэкранные громкоговорители, а четвертый — так называемыйканал звуковых эффектов — на громкоговорители, расположенные на стенках попериметру зала. В СССР широкоэкранные кинофильмы со стереозвуком демонстрируютсяс 1954 года.

Были выпущены также панорамные кинофильмы с семьюв американской системе и девятью в советской системе каналами звуковогосопровождения. В отечественной системе пять каналов обслуживали заэкранныегромкоговорители, а остальные каналы четыре группы громкоговорителей,расположенные соответственно на правой, задней и левой стенках, а также напотолке зрительного зала кинотеатра. В широкоформатных фильмах на 70-ммкинопленке в настоящее время используется секстафония, т. е. шестиканальная стереофония:пять каналов работают на заэкранные громкоговорители и один канал — нагромкоговорители зрительного зала.

В 1958 году был разработан принятый затем вомногих странах способ записи стереофонических грампластинок путем модуляциидвух стенок канавки, в основе которых лежат идеи А. Блюмейна. В 60-х годахстереофонические грампластинки уже нашли широкое распространение в быту. Сталивыпускаться стереофонические бытовые проигрыватели и магнитофоны — катушечные,а затем и кассетные.

С конца 50-х годов в ряде стран стали проводитьсяинтенсивные работы по созданию стереофонического радиовещания. Перваястереофоническая радиопередача в нашей стране состоялась в 1960 году.Использовалась система с полярной модуляцией, разработанная во Всесоюзномнаучно-иcследовательском институтерадиовещательного приема и акустики (ВНИИРПА) имени А. С. Попова. В 1961 году вСША была разработана и внедрена система стереофонического радиовещания пилот-сигналом, предложенная фирмами «Дженерал электрик» и «Зенит». Вскоре этотспособ с небольшими изменениями был принят рядом радиостанций Канады, Японии, атакже некоторыми организациями Европы. Как система с пилот-сигналом, так исистема с полярной модуляцией рекомендована Международной консультативнойкомиссией по радиовещанию (МККР) для применения в международном радиовещании.

Двухканальная стереофония получила в 60-х годахдовольно широкое распространение. В то же время наиболее квалифицированныелюбители музыки начали отмечать ее недостатки: недостаточно полную передачу акустической«атмосферы» зала и глубины звуковой картины, ограниченность зоны стереоэффектапри прослушивании. Все чаще начали производиться опыты по трех- ичетырехканальному воспроизведению.

В 1969-1971 годах на мировом рынке первые образцычетырехканальной (квадрофонической) аппаратуры: магнитафоны, электрофоны,грампластинки. Начались опытные квадрофонические радиопередачи.

Вначале квадрофония была принята как новинка,которой вряд ли суждено получить широкое распространение: слишком уж дорогойценой — двухкратным увеличением числа каскадов — улучшается стереофоническийэффект. Дальнейший ход событий не подтвердил этого, квадрофония продолжаетпривлекать к себе все больше любителей высококачественногозвуковоспроизведения.

Современная звукотехника развивается в двухосновных направлениях. Во-первых, это все более расширяющееся применениеинтегральных схем и, во-вторых, использование цифровой техники не только дляуправления и регулирования, но и для передачи сигналов. Современные способыпередачи и записи звука, реализованные, например, в системе компакт-диск,потребовали аналоговых усилителей с весьма высокими показателями качества:динамическим диапазоном до 100 Дб и коэффициентом нелинейных искажений около0,002. Управляющие звенья, где все чаще используются средства цифровой техники,это такие электронные устройства, как, например, переключатели, регуляторыгромкости, тембра и т.д. Быстро прогрессирующие возможности интегральнойсхемотехники прежде всего используются в указанных областях.

При обработке сигналов в электронных звуковыхустройствах стремятся по возможности более полно сохранить содержащуюся всигналах информацию. При этом объективная оценка качества звукотехническихустройств осуществляется по следующим основным показателям:

— линейные искажения(неравномерность амплитудно- и фазочастотной характеристик),

— нелинейные искажения ипаразитная модуляция (появление новых составляющих в частотном спектресигнала, вариации уровня и частоты подаваемых сигналов — детонация),

— относительный уровеньпомех (отношение сигнал/помеха).

Совершенствующиеся методы анализа звукотехническихсхем позволяют вскрывать все новые причины, приводящие к искажениям привоспроизведении. Решающую роль при анализе электронных схем звуковогооборудования играют расчеты и моделирование на ЭВМ, а при конструировании — машинное проектирование. Значителен прогресс и в технике звукотехническихизмерений. Только благодаря новым методам и средствам измерений стало возможнымобъективное подтверждение самых различных эффектов, предсказуемых на основерасчетов.

1 Исходные данные

ЧувствительностьРПУ Е (mВ/м) = 0,15.

Выходнаямощность Pвых (Вт) = 1.

Коэффициентчастотных искажений М (дБ) = 1.

Диапазанпринимаемых частот fmin — fmax (кГц) = 150-400.

Избирательностьпо зеркальному каналу Sез (дБ) = 25.

Избирательностьпо соседнему каналу Sес (дБ) = 24.

Избирательностьпо промежуточной частоте Sепр (дБ) = 23.

Диапазонвоспроизводимых частот fн — fв (кГц) = 0,1-5.

2 Расчетная часть

2.1 Выбор числаподдиапазонов

Для того, чтобы приемник мог принимать сигналы отразличных станций, имеющих различные частоты, он должен иметь перестраиваемуюрезонансную систему для настройки на эти частоты.

Перестраиваемыерезонансные системы находятся во входной цепи, гетеродине и в усилителяхвысокой частоты (ВЧ), если они резонансные.

Конструктивно настройка этих каскадов — этоизменение реактивных элементов резонансной системы: индуктивности или емкости.Чаще всего реактивный элемент — емкость.

Конструктивно невозможно перестраивать емкость так,чтобы резонансная частота изменялась от fmin ДВ-диапазона до fmaxУКВ-диапазона. Поэтому диапазон частот, который должен принимать приемник,разбивают на поддиапазоны.

Переход с поддиапазона на поддианазон осуществляетсяпри помощи переключающихся индуктивностей.

Критерием, для того чтобы узнать, необходимо лиразбивать диапазон приемника на поддиапазоны, служит коэффициент диапазона Кg,рассчитываемый по формуле (2.1)

fmax

Кg = fmin , (2.1)

где fmax — максимальная частота диапазона, КГц;

fmin — минимальная частотадиапазона, КГц.

Исходяиз моих данных

400

Кg = 150 = 2,66.

Разбивкана поддиапазоны производится, если Кg > 3. Так как в данном случае Кg =2,66, то разбивка на поддиапазоны не нужна, то есть можно перекрыть диапазонодним переменным элементом. Следовательно в моем случае будет однодиапозонныйприемник. Исходя из этого входная цепь будет выглядеть согласно рисунку 2.1

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

WA 1

/> /> /> /> /> /> /> /> /> />

L св

/> /> /> /> /> /> <td/>

Рисунок 2.1

2.2 Выбор промежуточной частоты

Так как для реализации своих исходных данных явыбрал схему супергетеродинного приемника, то большое значение для обеспеченияпостоянства его качественных показателей на заданном уровне, приобретаетправильный выбор промежуточной частоты fпр.

При выборе промежуточной частоты необходимо руководствоваться следующимисоображениями. Промежуточная частота должна находиться вне диапазонапринимаемых частот и не должна совпадать с частотами мощных радиостанций, впротивном случае сигнал будет подавлен сигналами этих радиостанций.

Промежуточная частота должнаиметь стандартное значение, установленное ГОСТом, поскольку на таких частотахмощные радиостанции не работают.

Выбранная промежуточная частота должна иметь такое значение, при которомнаиболее эффективно можно будет обеспечить хорошую избирательность как по соседнему,так и по зеркальному каналу.

Для обеспечения более высокой избирательности по зеркальному каналу Seз,промежуточная частота должна быть по возможности выше (зеркальный канал отстаетот полезного на 2fпр), а для обеспечения избирательности по соседнему каналуSез — как можно ниже (соседний канал отстает от полезного на величину 10 кГц).Однако с увеличением fпр ухудшается добротность избирательной системы фильтрасосредоточенной селекции (ФСC), а следовательно не произойдет обеспечение высокойизбирательности по соседнему каналу, в следствии чего на нагрузкерадиоприемного устройства (РПУ) будет выделяться сигнал с частотой fпр 10 кГц.Поэтому, чтобы этого не случилось необходимо, чтобы ФСC обладал достаточновысокой избирательностью, а это возможно только при достаточно низкой fпр, таккак при уменьшении fпр увеличивается добротность.

При большой fпр добротность ФСC меньше, его АЧХ имеет более пологие скаты иболее широкую полосу пропускания, в

которуювходит сигнал с соседнего канала. В случае, если fпр меньше — добротность ФСCбольше, полоса пропускания меньше и сигнал с соседнего канала в эту полосу невходит.

Возникло противоречие: с одной стороны нужно увеличить fпр для обеспечениявысокой Sез, с другой стороны нужно уменьшить Sпр для обеспечения высокой Sез.Поэтому чтобы удовлетворить эти два условия нужно выбрать необходимую fпр.

Следуя ГОСТу видно, что промежуточная частота для ДВ, СВ и КВ диапазонов равна465 кГц, для УКВ диапазонов 10,7 МГц, а для радиолокационных РПУ fпр = 100МГц.

Исходя из выше написанного, сделаем вывод, что для данного приемникапромежуточная частота равна 465 кГц, так как данный приемник длинноволновый.

Так же необходимо обеспечить избирательность по промежуточной частоте. Если начастоте равной промежуточной будет работать передатчик, то смесительпреобразователя для этой частоты будет являться резонансным усилителем и из-занекоторых резонансных свойств тракта ВЧ в нагрузке РПУ мы будем слышать на рядус полезным сигналом сигнал-помеху на fпр. Ослабить этот побочный канал можновключением в цепь антенны фильтра «пробка».

Из вышесказанного следует, что избирательность по побочным каналам, а так жедругие показатели РПУ зависят от правильного выбора промежуточной частоты.

2.3 Выбор параметров избирательнойсистемы тракта ВЧ

Избирательные системы тракта высокой частоты (ТВЧ) представляют собойрезонансные системы. Они ставятся во входных цепях и каскадах усилителей ВЧ иобеспечивают избирательность по зеркальному каналу.

Количество резонансных систем берется исходя из требований к избирательности позеркальному каналу.

Так как моя избирательность Slзер= 25 дБ, а приfпр =

465кГц (для моего диапазона принимаемых частот

150-400кГц) избирательность одного резонансного контура Slзер = 25-40дБ, то в тракте ВЧ ориентировочно достаточно одного контура.

Исходными данными для определения параметров избирательной системы тракта ВЧявляется заданная избирательность Sезер и полоса пропускания тракта ВЧ (2DFтвч).

Добротность контуров тракта ВЧ (Qэ) необходимо рассчитать так, чтобыодновременно удовлетворить двум условиям: обеспечить избирательность позеркальному каналу и пропустить полосу частот не уже 2DFтвч.

Таким образом, исходя из условия обеспечения избирательности, рассчитываемдобротность Qэи по формуле (2.2)

6444448

Slзер_*_fmax

_?Ö_ fmax+2fпр________

Qэи = ìfmax+2fпр _ fmax__ü

î fmax fmax+2fпр þ , (2.2)

где n — количествоориентировочно выбранных контуров;

Slзер- заданноезначение избирательности по зеркальному каналу,дБ;

Smax — максимальная частота диапазона, кГц;

Sпр — промежуточная частота моего диапазона, кГц.

Из моих исходных данных Sезер = 25 дБ = 17,8, fmax = 400 кГц, fпр = 465кГц, n = 1.

17,8*0,4__

_ 0,4+(2*0,465)________ 5,35____

Qэи= ì0,4+(2*0,465) _ ____0,4______ü = 3,325-0,3 = 1,77.

î 0,4 0,4+(2*0,465)þ

Затем рассчитываем добротность Qэп, исходя из условий обеспечения заданнойполосы пропускания по формуле (2.3)

====¬¬

fmin Ö1-?Ö(Мк)?

Qэп = 2DFтсч * ?Ö(Мк) , (2.3)

где fmin — минимальнаячастота принимаемого диапазона, кГц;

2DFтcч — полоса пропусканияТСЧ;

Мк — коэффициент частотных искажений.

Вданном случае fmin = 150 кГц, n = 1, Мк выбирается в пределе 0,7 — 0,9, вданном случае Мк выбрано равным 0,8.

2DFтcч рассчитывается по формуле (2.4)

2DFтcч = 2*(DF+Dfсопр+Dfг), (2.4)

где DF — полоса воспроизводимых частот;

Dfсопр- допустимая неточность сопряжения настроек контуров, кГц;

Dfг — возможное отклонениечастоты гетеродина, кГц.

Для моего диапазона Dfсопр = 1-5 кГц, выбираем 1 кГц.

DF = Fв — Fн = 4,9 кГц.

-3

Dfг = 1 * 10 * fmin = 0,15 кГц.

Подставляем данные числовыезначения и получаем:

2DFтcч = 2*(4,9+1+0,15) = 12,1кГц.

———

Qэп = (150/12,1)*((v1-0.8?)0,8) = 12,4*0,75 = 9,3.

Искомаядобротность должна удовлетворять условию (2.5)

Qэп > Qэ > Qэи. (2.5)

Лишьв этом случае можно получить резонансную кривую контура, обеспечивающую даннуюизбирательность и полосу пропускания.

9,3 > Qэ > 1,77.

Вданном случае Qэ = 2. Эту добротность приравнивают к Qэmax — добротностьконтуров тракта ВЧ на максимальной частоте.

Qэдолжно быть практически осуществимо. Конструктивная добротность контура (Q),из-за шунтирования входным сопротивлением транзистора, уменьшается. Поэтомузначение Qэ не должно превышать 0,8*Q, а значение Q для моего приемника недолжно превышать 100. Зададимся Q = 2,5.

Рассчитываем Qэmin — добротность на минимальнойчастоте по формуле (2.6)

Qэmin = 1/dэmin, (2.6)

dэmin = d+(dэmax-d)*(fmin/fmax), (2.7)

dэmax = 1/Qэmax, (2.8)

где Q — конструктивная добротность контуров,

Qэmax — добротность контура на максимальной частотедиапазона.

Исходя из формул и моих данных вычислим Qэmin :

dэmax = 1/2 = 0,5.

dэmin = 1/2,5 + (0,5 — (1/2,5))*(0,15/0,4)=0,44.

Qэmin = 2,3.

Полученные добротности должны выполняться в условияхнеравенств: Qэп > Qэmin; Qэmax > Qэи. Условие неравенств выполняются,следовательно расчет добротностей произведен верно.

Теперь необходимо проверить, возможно ли обеспечитьзаданную избирательность при полученных значениях Qэmin и Qэmax.

Избирательность по зеркальному каналу на минимальнойчастоте рассчитывается по формуле (2.9)

ìfmin+2fпр _ fmin__ ü

Slзер(min) = Qэmin * î fmin fmin+2fпр þ *

ì fmin+2fпр ü

* î fmin þ, (2.9)

где Qэmin — добротность контуровтракта ВЧ на минимальной частоте.

Из моих исходных данных fmin = 150 кГц, fпр = 465кГц и из главы 2.3 Qэmin= 2,3, n = 1можно вывести следующее:

ì0,15 + (2 * 0,465) _ _ 0,15_ _____ü

Slзер(min) = 2,3 * î 0,15 0,15 + (2 * 0,465)þ*

ì0,15+ (2 * 0,465)ü

* î 0,15 þ = 2,3 * (7,2 — 0,14) * 7,2=

= 116,9 = 40 дБ.

Избирательность по зеркальному каналу намаксимальной частоте рассчитывается по формуле (2.10)

ìfmax+2fпр _ fmax__ ü

Slзер(max) = Qэmax * î fmax fmax+2fпр þ *

ì fmin+2fпр ü

* î fmin þ , (2.10)

Из моих исходных данных fmax = 400 кГц, fпр = 465кГц и из главы 2.3 Qэmax= 2, n = 1можно вывести следующее:

ì0,4 + (2 * 0,465) _ 0,4 ______ü

Slзер(max) = 2 * î 0,4 0,4 + (2 * 0,465)þ *

ì0,4 + (2 * 0,465)ü

* î 0,4 þ = 2 * (3,325 — 0,3) * 3,325= 26 дБ

Далее рассчитываем избирательность тракта ВЧ пососеднему каналу по формуле (2.11)

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

Slтсч = [Ö1+ ((2Df/fmax) * Qэmax)?]? , (2.11)

где Df — стандартная расстройка, кГц.

Из моих исходных данных fmax = 400 кГц, из главы 2.3

Qэmax= 2, n = 1, Df = 9 кГц можно найти Slтсч:

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ ¾¾¾¾¾¾

Slтсч = Ö1+ ((2*9/400) * 2)? = Ö1 + 0,0081 = 1 = 0 дБ.

Далее находим вносимые частотные искажения Мтсч на заданной полосепропускания приемника 2Df:

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

Мтсч = 1 / (Ö1 + ((Qэmin * (2Df/fmin))?) , (2.12)

Из моих исходных данных fmin = 150 кГц, fпр = 465кГц и из главы 2.3 Qэmin= 2,3, n = 1, Df = 9 кГц можно вывести следующее:

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

Мтсч = [1/ (Ö1 + (2,3 * (2*9/150))?) =1/1,037 = 1 = 0 дБ.

Рассчитаем избирательность приемника попромежуточной частоте по формуле (2.13)

Slпр= (Qэmin(fпр/fо- fо/fпр))? * fпр/fо, (2.13)

где fо — крайняя частотаподдиапазона, наиболее близка к промежуточной fпр;

Qэ — добротность контуров по частоте fо;

n — число однотипных контуров ТСЧ.

Полученное значение Slпр оказалось больше заданного, фильтр-пробка не нужен.

2.4 Распределение частотныхискажений по трактам РПУ

Частотные искажения вносят все трактыприемника. Необходимо рассчитать конкретные значения частотных искаженийкаждого тракта, так как значение допустимых частотных искажений, заданное висходных данных коэффициентом М, должно быть распределено по всему тракту приемника.

Коэффициент частотных искажений трактаРЧ — Мтрч рассчитывается по формуле (2.14)

Мвч = М — Мнч, (2.14)

где М — заданныйкоэффициент частотных искажений приемника, дБ;

Мнч — коэффициент частотных искаженийтракта ЗЧ, дБ.

Из моих исходных данных М = 5 дБ, Мнчзадается в пределах 3-6 дБ. Я выбираю Мнч = 3 Дб.

Мвч = 5 — 3 = 2 дБ.

Полученное значение Мвч состоит изчастотных искажений трактов сигнальной и промежуточной частот.

Используя коэффициент частотныхискажений ТСЧ Мтсч получаем частотные искажения ТПЧ

Мтпч = Мвч — Мтсч, (2.15)

где Мвч - коэффициент частотных искажений высокочастотной части (ВЧ), дБ;

Мтсч — коэффициент частотных искажений тракта сигнальной частоты(ТСЧ), дБ.

Исходя из моих данных

Мтпч = 2 — 0 = 2 дБ.

2.5 Выборизбирательной системы тракта ПЧ

Избирательная система трактапромежуточной частоты (ТПЧ) обеспечивает избирательность приемника по соседнемуканалу и вместе с трактом сигнальной частоты формирует резонанснуюхарактеристику приемника.

Значение избирательности Slр, по которому рассчитываютизбирательную систему, определяют исходя из запаса на 15-20% (в относительныхвеличинах), что позволяет обеспечить заданные требования при ухудшенииизбирательности, вызванном неточностью сопряжения настроек контуров.

Следует учесть такжезначение избирательности по соседнему каналу в ТСЧ, который существенно влияетна избирательность на длинных волнах. Таким образом, расчетная избирательность

(1,5-1,2)Sl

Slр = Slтсч , (2.16)

где Sl — заданная избирательностьпо соседнему каналу, дБ;

Slтсч — избирательность по соседнему каналу тракта ВЧ,дБ.

Из исходных данных Sl = 24 дБ = 15,9; из формулы(2.11)

Slтсч = 1,004 можно вывести следующее:

1,2*15,9

Slр = 1,004 = 19 = 25,5 дБ.

Избирательной системой ТПЧслужит система фильтров сосредоточенной избирательности. Количество звеньев ФСCв радиовещательных радиоприемных устройствах редко превышает 5, а в некоторыхпрофессиональных приемниках оно достигает 9-13.

Число звеньев ФСС выбираетсяв соответствии с Slтпчиз расчета10-12 дБ на одно звено. В данном случае число звеньев ФСC равно трем. Но таккак первое звено ФСС тракта промежуточной частоты (ПЧ) шунтируется выходнымсопротивлением транзистора-усилителя ПЧ, то следовательно добротность первого ипоследнего звена падает, поэтому я буду делать ФСС из четырех звеньев, чтобыобеспечить заданную избирательность.

2.6 Определение числа каскадов тракта РЧи распределение усиления по каскадам

Для того, чтобы определить число каскадов трактарадиочастоты необходимо задать величину напряжения на выходе детекторногокаскада (Ud) из расчета обеспечения режима линейного детектирования. Для детекторногокаскада, выполненного на полупроводниковом диоде, это напряжение должно быть0,5 — 1 В.

Необходимыйкоэффициент усиления тракта радиочастоты с 1,5 — 2 кратным запасом,учитывающим разброс параметров усилительных элементов, равен:

(1,5-2)Ud

К’вч = Ö2 Ea , (2.17)

где Ud — напряжение на выходедетекторного каскада, В;

Ea — чувствительность потехническим данным, мкВ.

Из моих исходных данных Еа=0,15 mВ/м. Величину Ud, выбираемую в пределах (0,5- 1)В, в моем случае равна 1 В.

__ -3

К’вч = 2*1/(Ö2 *0,15*10 ) = 9524.

При использовании схемы тракта промежуточнойчастоты, настроенной по принципу сосредоточенной избирательности, при внешнейантенне коэффициент усиления тракта радиочастоты рассчитывается по формуле(2.18)

n-1

Квч = Квх ц * Кувч * Кпр * Капч * Кшпч1 * Кшпч2, (2.18)

где n — количество контуров втракте ВЧ;

Квх ц- коэффициент усиления входной цепи с внешней антенной;

Кувч- коэффициент усиления каскада высокой частоты;

Кпр- коэффициент усиления преобразователя частоты;

Капч- коэффициент усиления апериодического каскада промежуточной частоты;

Кшпч1- коэффициент усиления одноконтурного широкополосного усилителя промежуточнойчастоты;

Кшпч2- коэффициент усиления одноконтурного широкополосного усилителя на входедетектора.

Коэффициент усиления входной цепи (Квх ц) выбирают в пределах 0,1-0,4,в данном случае 0,1. Коэффициент усиления апериодического каскада промежуточнойчастоты (Капч) выбирают в пределах 10-40,в данном случае 10. Коэффициент усиления одноконтурного широкополосногоусилителя промежуточной частоты (Кшпч1)выбирают впределах 20-30, в данном случае 20. Коэффициент усиления одноконтурногоширокополосного усилителя на входе детектора (Кшпч2) выбирают в пределах 30-150, в данном случае 50.

Квч = 0,1*12*20*50*10 = 12000.

После расчетов должно выполняться условие Квч > К’вч. По полученным результатам расчета составляем структурную схемутракта радиочастоты, изображенную на рисунке (2.4)

/> /> /> /> /> /> <td/> /> /> />

A2 A3 A4 Z6 U2

Рисунок2.4

2.7 Выбор и обоснованиевыбора структурной схемы УЗЧ

В качестве схемы выходного каскада тракта звуковойчастоты выбирают двухтактную схему в режиме В или АВ на мощных транзисторах,так как Pвых > 0,2 Вт.

Транзисторы выходного каскада выбирают исходя изусловия допустимой мощности рассеивания на коллекторе (Pк max > Pк).

Pк рассчитывают по формуле (2.19)

0,6*Р’вых

Рк = hтр * x? ’ (2.19)

где hтр — коэффициент полезного действиявыходного трансформатора;

x — коэффициент использования коллекторногонапряжения;

P’вых = Рвых/2 — выходная мощность,приходящаяся на один транзистор при двухтактной схеме.

Исходя из моих исходных данных рассчитываем P’вых.

P’вых = 1/2 = 0,5 Вт

Выбираем hтр исходя из предела 0,7-0,8, в данном случае hтр = 0,7. Выбираем x из предела 0,8-0,95, в данном случае x = 0,8.

0,6*0,5

Рк = 0,7*(0,8)? = 0,67 Вт

Исходя из полученных данных в формуле (2.19),выбираем транзистор П 201.

Следующим этапом является определение коэффициентаусиления по мощности тракта звуковой частоты, который рассчитывается по формуле(2.20)

P’вых

Кр нч = Рвх ’ (2.20)

где Рвх — мощность сигнала звуковойчастоты на входе первого каскада тракта звуковой частоты, Вт.

Из рассчитанных в данной главе данных, можемопределить Крнч.

-6

Кр нч = 0,5/10 = 500000

Учитывая, что коэффициент усиления по мощности выходногокаскада (Кр вых) находится в пределах30-100, рассчитывают коэффициент усиления по мощности предварительных каскадов(Кр пред) рассчитывают по формуле(2.21)

Кр нч

Кр пред = Кр вых (2.21)

Из формулы (2.20) Кр нч = 5*10, а Кр вых выбирают из предела 30-100, я выбираю Кр вых = 50.

5*10

Кр пред = 50 = 10000

Полученное значение Кр пред позволяет ориентировочно определить число каскадовпредварительного усиления, пологая, что один каскад, выполненный по схеме собщим эмиттером, обеспечивает коэффициент усиления мощности не менее 30-100.

Исходя из формулы (2.21), выбираем три каскадаусиления с коэффициентом усиления каждого каскада 50, следовательно общийкоэффициент усиления будет равен 125000. Так как общий коэффициент усиления помощности больше чем рассчитанный, то при ведении отрицательной обратной связи,коэффициент усиления уменьшается, но не станет меньше рассчитанного и поэтомудобавочные каскады не требуются.

Исходя из полученных в главах 2.3, 2.4, 2.5, 2.6,2.7, данных составляем структурную схему радиоприемника, которая изображена нарисунке 2.5.

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/>

/> /> /> />

Рисунок2.4

Литература

В.Ф. Барклан, В.К. Жданов

«Радиоприемные устройства», М, «Сов. Радио», 1978 г.

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Расчет усилителя низкой частоты

1 Сентября 2013