f00=6,5 МГц – наиболее опасная частота настройки приемника, лежащая ближе всего к fДК

= -495 раз.

= 495 раз.

Ослабление для одного контура будет равно . Для трех контуров общее ослабление , значит, подавление выполняется на необходимом уровне.

9)                Расчет избирательности приемника по соседнему каналу в тракте промежуточной частоты (ТПЧ). Выбор вида и количества контуров (фильтров), схемы каскадов и их количества.

.

а) Проверка УПЧ-Р по таблице не дала результатов т.к. все Кп0,001>1,54.

Таб.1

б) Проведем проверку на осуществимость УПЧ с ФСС:

.

Следовательно, УПЧ с ФСС не реализуем, т.к. Qэ очень большое, è дорогостоящий приемник. Реальное же значение Qэ130.

в) Остается выбрать Электромеханический фильтр, который поставим после смесителя.

Электромеханические фильтры (ЭМФ) позволяют производить частотную се­лекцию колебаний в диапазоне частот 0,1 кГц...1 МГц при относительной полосе пропускания 0,1... 12 %.

В ЭМФ в качестве колебательных систем используются механические резона­торы (трубчатые сердечники, стержни, пластины, диски), изготовленные из специаль­ных сплавов. Это позволяет получать колебательные системы с высокой добротно­стью (Q=104...105), высоким коэффициентом полезного действия и малыми массой и габаритами.

Функциональная схема полосового электромеханического фильтра в общем, виде показана на рис. 3. Символами П1, МР и П2 обозначены соответственно преоб­разователь электрических колебаний в механические, механический резонатор и преобразователь механических колебаний в электрические.

                               Рис. 3.

Для преобразования энергии электрических колебаний в энергию механических колебаний и наоборот применяются устройства, работа которых основана на использовании электростатических, электромагнитных, магнитоэлектрических, пьезоэлектрических и магнитострикционных эффектов.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили магнитострикционные и пьезоэлектрические преобразователи. Как известно, эффект магнитострикции заключается в том, что при намагничивании металлического тела происходит изменение его геометрической формы и размеров. Этот эффект обусловлен деформацией решетки монокристалла, которая происходит вследствие изменения магнитных или электрических обменных сил. В процессе намагничивания ферромагнетиков вплоть до режима насыщения магнитострикция обусловлена в основном магнитными силами решетки.

Выберем тип фильтра: ФЭМ – 031. Его основные параметры:

-                     fномин-ая=500 кГц;

-                     =0,5…3,1кГц;

-                     подавление не менее 60 дБ;

-                     затухание в фильтре не более 0,3 дБ.

10)            Определение общего коэффициента усиления линейной части приемника при  выбранном типа детектора и напряжения на его входе. 

Для детектирования непрерывных АМ сигналов с ОБП целесообразно использовать полупроводниковые диоды, которые дают наименьшие искажения. Для обеспечения устойчивого и линейного режима работы на вход гетеродинного детектора подаем         Uвх =60 mВ, что характерно для однополосной модуляции. Коэффициент общего усиления – считается от антенны до входа детектора, линейного усиления тракта.

Кз=1,5…3 – коэффициент запаса; Берем Кз=2.

Еа=1мкВ – реальная чувствительность приемника;

.

11)            Распределение общего усиления приемника между трактами радио- и промежуточной частоты (ТРЧ и ТПЧ). Составление примерной структурной схемы приемника и уточнения числа каскадов и вида контуров в них.

Соотношение между коэффициентами усиления ТПЧ и ТРЧ должно лежать в пределах: 100…10000, исходя из этого условия, задаём коэффициенты усиления ТРЧ и ТПЧ равными:

Ктрч = 8,5;

Ктпч = 10000.

12) Распределение усиления в ТРЧ и ТПЧ, уточнение числа каскадов по усилению и по избирательности в них.

Нарисуем схему (Рис.5) супергетеродинного приемника.

Распределим все коэффициенты прохождения сигнала по блокам схемы:

КВЦ = 0,1-0,5;

КУРЧ = 5-10;

КСМ = 3-5;

КФ = 0,1-0,2;

КУПЧ = 20-50;

                                                   Рис.4

Выберем , , ;отсюда реальный коэффициент передачи ТРЧ равен:

Тогда коэффициент передачи ТПЧ должен составлять:

Коэффициент передачи фильтра ФЭМ4-031 составляет . Тогда необходимый общий коэффициент усиления каскадов УПЧ равен  . , следовательно, для обеспечения необходимого, минимального напряжения на входе детектора надо включить последовательно три каскада УПЧ, усилением в 12 раз каждый.

Выбрав такие параметры для ТПЧ, необходимо обеспечить усиление в 10000 раз, это возможно при использовании трёх УПЧ, с коэффициентом усиления равным 35. Так как было сказано выше, что необходимо использовать два ЭМФ, то следовательно необходимо учитывать коэффициент прохождения через каждый фильтр, равный 0,2.

13). Составление примерной структурной схемы приёмника и уточнение числа каскадов и вида контуров в них. Определение входных напряжений в каскадах и трактах приема. Выбор типов транзисторов.

Для построения каскадов УПЧ подходят транзисторы типа КТ315Б, у которого все параметры удовлетворяют необходимым требованиям. В частности:

- fгр, не менее 250 МГц, fгр>10.7МГц, значит, по частотным параметрам транзистор подходит;

- Uгр не менее 20 В, значит можно использовать источник питания из стандартного ряда Eпит=12 В.

Примерная структурная схема приемника имеет вид (рис.5).

                                                                     Рис.5

Видно, что на входе детектора обеспечен запас по напряжению 0.17В>0.06В.

14). Замена транзисторов в каскадах на микросхемы.

Ориентируемся на ИМС серии К174. Это серия представляет собой комплект ИМС, преднозначенных  для высококачественной радиовещательной аппаратуры , в том числе звуковоспризводящей. Микросхемы выполнены на биполярных транзисторах с изоляей p-n перехода.

Схема включения микросхемы с предварительным усилением на полевом транзисторе приведена на рисунке ниже. Селекцию входного сигнала осуществляет контур L2C1C2.1. Частота колебаний гетеродина определяется контуром L3C2.2C6C7. Сигнал разностной частоты выделяется контуром L5C9 и последующим полосовым фильтром Z1. С усилителя ПЧ через контур L7C15 сигнал приходит в детектор на диоде VD1. RC фильтр  R10C16 выделяет напряжение АРУ и оно подается на вывод 9.

Назначение выводов ИМС К174ХА2:

1 – Вход УРЧ;

2 – Вход УВЧ;

3 – Вход УПТ;

4 – Вывод;

5 – Вывод;

6 – Вывод;

7 – Выход УПЧ;

8 – Общий;

9 – Вход УПТ;

10 – Индикаторный вывод;

11 – Вход УПТ;  

12 – Вход УПТ;  

13 – Вывод;

14  -  +Uист.пит. ;

15 – Выход смесителя;

16 – Выход смесителя;

Оба УРЧ (рис.8) выполним на микросхеме К174ПС1, которая представляет собой двойной балансный смеситель для частот до 200 МГц и предназначена для преобразования частот УКВ-диапазона в радиоприемной и связной аппаратуре.

Коэффициент шума микросхемы не более 8 дБ, что удовлетворяет требованиям, но на пределе.

УНЧ строится на микросхеме К174УН5 (рис.10), это операционный усилитель, нагруженный на низкоомную нагрузку.

15) Сравнение полученных результатов с заданными и окончательный вариант структурной схемы приемника.

Замена транзисторов на микросхемы значительно упростила конструкцию, и структурную схему приемника. В каждом контуре входной цепи и в контурах УРЧ в качестве элемента управления перестройкой ставиться варикапная матрица. Управляющее напряжения на варикапные матрицы подается от блока управления (БУ) через резисторы сопротивлением в 100 кОм. Блок управления также обеспечивает работу синтезатора частот (СЧ). В целом полученные результаты соответствуют ранее заданным и следовательно, можно приступить к окончательному варианту структурной схемы приемника.

17) Нарисовать полученную структурную схему, написать типы транзисторов (ИМС) в каскадах (трактах), частоты, величины входных сигналов каскадов и коэффициент усиления в них.

Окончательный вариант структурной схемы приемника представлен на рис.11.

                                                                         Рис.11

4. Расчет входной цепи.

Выберем трансформаторную связь приемника с настроенной антенной. Схема имеет вид:

                   Рис.12

 1).Из табл. 4.4 [1] выбираем полную емкость схемы .

 2).Из табл. 4.5 [1] выбираем собственное затухание контура .

- коэффициент включения фидера

.

.

- коэффициент входу УРЧ

.

.

Рассчитываем емкость контура :

где - паразитная емкость катушки контура

.

Находим индуктивность контура   

Рассчитываем коэффициент передачи напряжения входной цепи

.

- коэффициент передачи входной цепи при рассогласовании

.

.

- коэффициент передачи фидера. Он определяется из зависимости  от

 значит .

.

Перестройку входной цепи будем осуществлять с помощью варикапных матриц.

5. Выбор источника питания

Источник питания должен выдавать постоянные стабилизированные напряжения для трактов ТРЧ и ТПЧ (+9 и +12 В), а также на УНЧ. В качестве первичного источника питания (ПИП) может использоваться сеть 220 В, батарея из гальванических элементов или аккумуляторная батарея. Если в качестве  ПИП выбран аккумулятор, то  должна быть предусмотрена возможность его заряда.

6. Заключение

Разработанный приемник радиостанции РЭБ удовлетворяет всем требованиям технического задания. Достоинством схемы является достаточно малое число элементов, что произошло благодаря использованию интегральных микросхем. Приемник построен на современных микросхемах серии К174, что обеспечивает их легкое сопряжение и не сложную настройку собранного приемника. Разработка также обладает неплохими показателями по чувствительности и избирательности, а использование синтезатора частоты позволяет перестраиваться по диапазону с малым шагом и большой точностью.

7. Библиографический список

1.Проектирование радиоприемных устройств.Под ред. А.П. Сиверса Учебное пособие для вузов. - М.,”Сов.радио”,1976.

2. Аналоговые интегральные микросхемы. Д.И.Атаев, Б.А.болотников. – М.:МЭИ  1999.

3.Изделия электронной техники.: Справочник/Ладик А.И. Сташкевич А.И.-

   М.:Радио иСвязь,1993.

4.Радиоприемные устройства. Чистяков Н.И. Сидоров В.М. Учебное пособие для вузов. - М.,”Связь”,1974.

Размещено на /

Страницы: 1, 2