6. Неравномерность усиления в полосе частот : 12dB.
7. Нелинейные искажения : 7%
8. Эффективность АРУ : на входе 30dB;на выходе 11dB.
9. Выходная мощность : 200 мВт.
10. Напряжение питания : 9 В.
3.Выбор числа поддаипазонов и элементов настройки
При невозможности обеспечения с помощью элемента плавной настройки перестройки частот в пределах всего диапазона рабочих частот необходимо диапазон приемника разделить на отдельные поддиапазоны. Эта разбивка применяется также в том случае, если требуется получить более высокие и постоянные по диапазону чувствительность и избирательность, более плавную настройку и большую точность частоты настройки приемника.
Однако при увеличении числа поддиапазонов усложняется схема и конструкция приемника, возрастает его объем и масса, удорожается производство. Поэтому при делении диапазона рабочих частот на поддиапазоны принимают компромиссное решение, учитывающее все требования, предъявляемые к приемнику.
Необходимость разбивки рабочего диапазона частот на отдельные поддиапазоны оценивается с помощью коэффициента перекрытия диапазона частот:
(3.1)
где f0 max и f0 min -максимальная и минимальная частота принимаемого сигнала.
Получаем что значение Кд больше чем Кдмах=2,0…2,5 указанного в табл.1 значит разделение на поддиапазоны обязательно.
3.2Разделение диапазона рабочих частот на поддиапазоны способом равных коэффициентов перекрытия.
Так как Кд > Кдмах определяем необходимое кол-во поддиапазонов :
(3.2.)
где N кол-во поддиапазонов.
Определяем коэффициент перекрытия каждого диапазона
(3.3.)
где Кпд -коэффициент перекрытия поддиапазона.
Для обеспечения перекрытия поддиапазонов определяется интервал частот каждого поддиапазона с учетом запаса, принимаемого равным 1 ... 3%, а также окончательный коэффициент перекрытия каждого поддиапазона Кпд N с учетом принятого запаса :
I поддиапазон:
;кГц
;
;
II поддиапазон:
;
;
;.
Определяем разность крайних частот одного поддиапазона ?fпд :
;(3.4)
где : fomax - максимальная частота диапазона
fomin - минимальная частота диапазона
N - количество поддиапазонов.
4.Выбор элемента настройки РПУ
В качестве элемента настройки принимаем переменный конденсатор,его параметры определяем(по табл.2) fmin 525 т.е. в пределах 300 - 1500кГц.Отсюда выбираем конденсатор с емкостью Сmin=10пФ,Сmax=250пФ.
По выбранному конденсатору выбираем настроечный варикап (по табл.3) ВА163 Сmin=10пФ,Сmax=260пФ,управляющее напряжение варикапа Eупр=1,5…10В.
Определяется фактический коэффициент перекрытия поддиапазонов, обеспечиваемый изменением емкости выбранного варикапа или варикапной матрицы:
Свн - емкость, вносимая активным элементом 1-го каскада УСЧ на рабочей частоте.
Ориентировочное значение величины См и СLприведено в таблице 6.Т.к. диапазон рабочих частот это СВ,выбираем См - 20пФ, СL - 15пФ.Включая емкость Свн при применении во входном каскаде биполярных транзисторов порядка 8…30пФ.
Ccx= 20+15+30=65пФ
.
5. Распределение нелинейных искажений (НИ) между трактами РПУ
В основном НИ сигнала в РПУ создаются детекторами и каскадами УНЧ, т.е.:
Кн общ = Кн дет + Кн УНЧ (5.1.)
где : Кн общ - общий коэффициент нелинейных искажений РПУ
6. Выбор элементной базы радио-тракта (линейного тракта) РПУ
Выбор активного элемента определяется, прежде всего, диапазоном рабочих частот. Основой для выбора активного элемента в этом случае, является его коэффициент частотного использования:
Допустимое отклонение частоты гетеродина : ?fr=(0,5 … 1) 10-3f0 max
где: fo max - максимальная частота принимаемого сигнала.
8.Проектирование тракта сигнальной частоты ТСЧ
Задачей проектирования ТСЧ является определение типа и числа избирательных систем тракта для получения требуемой полосы пропускания РПУ и его избирательности по зеркальному каналу и помехе с частотой, равной промежуточной частоте.При расчете избирательной системы ТСЧ сначала задаются структурой ТСЧ, состоящей из одиночных колебательных контуров. Количество контуров определяется требуемыми полосой пропускания и избирательностью. На втором этапе определяется окончательно тип избирательной системы.
9.Определение требуемого количества одиночных контуров ТСЧ и их эквивалентного затухания
Рассчитывая ТСЧ, следует учитывать, что в РПУ с плавной перестройкой частоты, количество каскадов УСЧ редко превышает два, в противном случае создаются конструктивные дополнительные сложности при выборе схемы настройки. Достаточно часто ТСЧ не содержит УСЧ.
Сначала определяется эквивалентное затухание контуров:
Ориентировочные значения q и d0 приведены в таблице 9.
Определяем необходимое число одиночных контуров исходя из заданной величины избирательности, ориентируясь на типовую величину затухания сигнала зеркальной частоты, обеспечиваемого одиночным контуром Sк и примерно равного 20 ... 25 дб.
(9.2.)
nсч=1 - количество одиночніх контуров.
Фактическое ослабление сигнала в ТСЧ на границе полосы пропускания РПУ:
(9.3.)
10.Определение типа и числа избирательных систем ТСЧ
По ориентировочному числу одиночных контуров nсчвычисляется максимально допустимое значение добротности контуров, обеспечивающее заданное ослабление на краях пропускания для ТСЧ.
;(10.1.)
Определяется необходимая добротность контуров Qn, обеспечивающая заданную избирательность по зеркальному каналу Sез.к для одиночных контуров в ВЦ и УСЧ с индуктивной связью:
(10.2.)
где: fз.к.max - зеркальная частота:
fпр - промежуточная частота РПУ (или первая промежуточная частота fпр1 РПУ с двойным преобразованием частоты).
Определяется эквивалентная добротность контуров ТСН Qэкв по конструктивной добротности контура:
(10.3.)
где ? - коэффициент шунтирования контура активным элементом;
Qк - конструктивная добротность контура.
Ориентировочные значения величин ? и Qк приведены соответственнов таблицах 10 и 11.
?=0,8 ;Qк=100;
Одновременное обеспечение заданной избирательности Sез.к. и ослабления на краях полосы пропускания Мсч возможно т.к.
Qп<Q<Qп1 ,38<80<121
Избирательность по промежуточной частоте Sепр. определяется на минимальной частоте принимаемого сигнала или на частотах близких к :
(10.4.)
11. Проектирование тракта промежуточной частоты
Количество требуемых систем с запасом определяется по формуле:
(11.1.)
где: Sес.к - заданное значение избирательности по соседнему каналу;
Sск1 - значение избирательности выбранной избирательной системы.
Расчет каскадов с одиночными контурами, настроенными на промежуточную частоту.
Определяется допустимая добротность контуров, обеспечивающая заданное ослабление тракта Мпч на краях полосы пропускания:
(11.2.)
где: fпр - промежуточная частота;
П - ширина полосы пропускания;
nпр - число одиночных контуров.
Определяется добротность контуров, обеспечивающая заданную избирательность по соседнему каналу:
(11.3.)
где:?fск - расстройка, при которой задана избирательность по соседнему каналу (для АМ-приемников ?fск=±10 кГц).
12. Расчет коэффициента усиления и числа каскадов линейноготракта РПУ
Коэффициент усиления линейного тракта РПУ (до детектора) при приеме на наружную антенну:
(12.1.)
Таким образом:
(12.2.)
ae - коэффициент запаса(для СВ диапазона =1,4).
По табл.12 определяем Uвх=0,2мв
;
Выбираем число каскадов линейного тракта РПУ по табл.13 :
Квц=0,1Кусч=12Кпц=20Купч=60
13. Выбор схем детектора и расчет его выходного напряжения
Выбор схемы детектора АМ - сигнала.
В современных приемниках в качестве детекторов АМ - сигналов, как правило, используются полупроводниковые диодные детекторы, работающие чаще всего в линейном режиме. В предварительном расчете РПУ можно принимать коэффициент передачи такого детектора Кад =0,5.
Полупроводниковые диоды для детектирования необходимо выбрать с наибольшим соотношением обратного и прямого сопротивления диода Rобр./Rnp, а также по граничной частоте детектирования. Германиевые диоды удовлетворяют этим критериям в ограниченном температурном режиме.
Лучшим в этом отношении следует считать кремниевые диоды, сочетающие достоинства германиевых (высокая крутизна в/а характеристики) и вакуумных (высокое обратное сопротивление). Недостаток - температурозависимое смещение начала в/а характеристики в положительном направлении.
Действительное напряжение на входе АМ - детектора может быть вычислено, для чего в зависимости от выбранной схемы необходимо задаться величиной коэффициента Кад, тогда:
Элементная база используемая в схеме детектора : Д9Ж.
Выбор схемы детектора
В радиовещательных РПУ АМ-сигналов обычно используют диодный детектор последовательного типа с разделенной нагрузкой.В качестве детектора АРУ используют детектор основного канала.
Коэффициент усиления линейного тракта РПУ при приеме на наружную антенну: Fн/Fв=525/1605кГц
Выбираем диод из условия возможно большего обратного сопротивления и рабочего диапазона частот.Выбираем диод типа Д9Ж,ВАХ которого изображена на графике.
Этот диод имеет прямой ток Iпр=10мА при Uпр=1В, обратный ток Iобр=40мкА при Uобр=20В.
Определяем прямое Ri и обратное Rобр сопротивление диода по ВАХ.
;(14.1.)
;
;(14.2.)
;
Произведем расчет сопротивления нагрузки детектора.
Если к выходу детектора подключить усилитель с выходным сопротивлением Rвых=370кОм, топри работе детектора возникнут значительные искажения.Поэтому на выходе детектора целесообразно включить делитель состоящий из R' и Rвых.Сопротивление R' выбираем так, чтобы .Принимая R'=2,2кОм находим :
;
При этом амплитуда выходного напряжения детектора :
;(14.3.)
.
Сопротивление потенциометра. R<0.2;Rн=0,2*2,57=0,514кОм.
Емкость фильтрующего конденсатора.
;(14.4.)
где : R и ?=; R и ?=;
.
Вспомогательный коэффициент.
;(14.5.)
.
По табл.4 значение коэффициента передачи напряжения .
При этом для получения амплитуды выходного напряжения детектора Uвых.д=0,35 необходимо подать на его вход напряжение с амплитудой :