Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно. Из справочника для транзистора КТ357А выписываем основные параметры:
Iк =10мА, Uк=6В, h21э=120, С12=4пФ, S =│Y21э│ = 26 мА/В.
Определяем входное сопротивление транзистора в режиме преобразования
Rвх = 1/0,8g11э (17)
Rвх=1/0,53×10-3= 1,8 кОм
Определяем характеристическое сопротивление контура на частоте f 'cmax
ρmax = 159/fcmax [МГц]× (Cкmin + Cсх) [пФ], (18)
ρmax = 159/0,285×(12 + 25) = 15,14 кОм
Определим эквивалентное и конструктивное затухание контура:
dэп = 1/Qэп; (19)
dкон = 1/Qкон; (20)
dэп = 1/11,3=0,088;
dкон = 1/100=0,01.
Определяем коэффициент включения контура m1 по формуле
, (21)
где Rвх – входное сопротивление транзистора 1 каскада радиоприемника;
rmax – характеристическое сопротивление контура;
dэп и dкон – затухание контура.
________________________
m1=Ö(0,088–0,01)×1,8 /15,14=0,096
Напряжение сигнала на входе первого каскада радиоприёмника можно определяется по формуле:
Uвх = EhдQэк.пm1, В, (22)
где E – напряжённость электрического поля в точке приёма В/м, равная 100мкВ;
hд – действующая высота магнитной антенны, равная 0,02 – 0,04 м;
Qэк.п – максимальная добротность контура входной цепи, дБ;_
Принимаем действующую высоту антенны hд = 0,03 м
Uвх = 120∙10-6××0,03×0,096×42,4 =0,14 мВ.
Необходимый коэффициент усиления при приёме сигнала на магнитную антенну определяется по формуле
Кн = (Uвхd/ Uвх)×106, (23)
Кн = (0,3/0,14∙10-6)×106=2142
Необходимый коэффициент усиления Кн' берут с запасом из-за разброса параметров транзистора, неточной настройки контуров и т.д.:
Кн' = (1,4 – 2) Кн., (24)
где Кн – необходимый коэффициент усиления;
Кн' – необходимый коэффициент усиления с запасом.
Кн' = 2×2142=4284
Определение числа каскадов УПЧ. Для определения числа каскадов УПЧ необходимо знать коэффициенты передачи входной цепи и преобразователя частоты.
Принимаем коэффициент передачи входной цепи приёмника – 2
Коэффициент усиления ПЧ, нагруженного на фильтр сосредоточенной избирательности, рассчитывают оп формуле:
Кпч = m1m2KфY21пчR, (25)
где m1 – коэффициент включения нагрузки в коллекторную цепь смесителя m1= (0,6 – 0,8); принимаем m1=0,7
m2 – коэффициент включения нагрузки в цепь базы первого УПЧ
m2= (0,1 – 0,2); принимаем m2=0,15
Y21пч – крутизна характеристики транзистора в режиме преобразования, мА/В;
Y21пч = 0,5×Y21э, (26)
где R = (10 – 15)×103 Ом – характеристическое сопротивление контуров фильтра сосредоточенной селекции; принимаем R=12кОм
Kф = 0,2 – 0,25 – коэффициент передачи ФСИ; принимаем Kф = 0,25
Y21пч = 0,5×26 = 13 мА/В;
Приняв следующие значения m1 = 0,7; m2 = 0,15; Kф = 0,25; R = 12кОм определяем коэффициент усиления ПЧ
Кпч = 0,7×0,15×0,25×0,013×12×103 = 4,095
Для определения коэффициента усиления каскада УПЧ рассчитывают устойчивый коэффициент усиления по формуле
, (27)
где Ск – проходная ёмкость транзистора, принимаем 4 пФ;
fпр – промежуточная частота, равная 465кГц;
Y21Э – крутизна характеристики транзистора, мА/В
В каскаде УПЧ применяем транзистор КТ 357А
Рассчитываем устойчивый коэффициент усиления УПЧ
Купчуст=6,3Ö26×10-3/465×103×4×10-12=23,54
Необходимое количество каскадов УПЧ определяется по формуле
Nупч =(lg Кн' – lg Кпч)/lg Купчуст, (28)
Nупч =(lg 4284 – (lg 4,095+lg 3+lg2) /lg 23,54 =1,63
Таким образом, для обеспечения заданной чувствительности приёмника должно быть 2 каскада УПЧ.
Избирательность по соседнему каналу Se, создаваемую входной цепью приёмника определяем по формуле:
, дБ, (29)
где N – число каскадов УРЧ;
∆f – стандартная расстройка, равная 9 кГц для километрового; гектометрового и декаметрового диапазонов;
fcmax – максимальная частота сигнала, МГц;
Qэк. – ранее выбранная добротность контуров входной цепи и УРЧ
____________________________
Se¢=(0+1) 20lgÖ1+2×9×103×1,17/0,285×106=1,7 дБ
Избирательность по соседнему каналу Seфси, которую должен обеспечить ФСИ определяется по формуле
Seфси = Se – (Se' + Seупчобщ), [дБ] (30)
где Se – заданная избирательность по соседнему каналу, [дБ]
Seфси = 45 – (0,17 + 6) = 38,83 дБ
Выбираем тип пьезокерамического фильтра, у которого избирательность по соседнему каналу не менее полученного выше значения и полоса пропускания
Пфси = П/α, (31)
где α = 0,8 – 0,9 – коэффициент расширения полосы.
Пфси = 15,4/0,8 = 19,25кГц
В качестве нагрузки преобразователя частоты используется ФСИ, состоящий из пьезокерамических-звеньев, то необходимо определить количество звеньев (nфси), при котором будут обеспечиваться частотная избирательность Seфси и полоса пропускания Пфси. Для определения количества звеньев фильтра рассчитывают необходимую эквивалентную добротность контуров ФСИ:
Qэк.фси = (2×√2)×465/ Пфси, (32)
Qэк.фси = (2×√2)×465/12,5 =68,32
Должно выполняться условие
Qэк.фси < (0,6 – 0,8) Qконфси. (33)
где Qконфси = 200 – максимальная добротность контуров ФСИ
68,32< 0,8×200
68,32 < 160
Относительную расстройку αе и обобщённое затухание βе находим по формулам:
αе = 2∆f/Пфси; (34)
βе = 2fпр/(Qэк.фси×Пфси). (35)
αе = 2×9/19,25 = 0,93;
βе = 2×465/(68,32×19,25) = 0,7
По семейству обобщённых резонансных характеристик для полученных значений αе и βе определим избирательность по соседнему каналу на одно звено фильтра: Se1 = 6,5 дБ.
Определяем количество звеньев ФСИ по формуле:
nфси = Seфси/ Se1, (36)
nфси = 38,83/6,5 =4,18
Применяем 5 звеньев ФСИ
В результате предварительного расчета ВЧ – трака приемника получилось:
5 звеньев фильтра сосредоточенной избирательности, каскад усилителя радиочастоты по расчету отсутствует, в качестве регулируемых каскадов используем первый и последний каскады УПЧ, т.е. один апериодический, другой резонансный.
nн = Д – В, (37)
где Д – заданное изменение сигнала на входе приёмника, [дБ];
В-заданное изменение сигнала на выходе приёмника, [дБ].
Согласно ГОСТ 5651–76, для стационарных радиовещательных приёмников 2‑го класса Д = 30 дБ, В = 10 дБ.
Рассчитываем необходимые пределы изменения коэффициента усиления регулируемых каскадов
nн = 30 – 10 = 20 дБ.
Считая, что регулируемые каскады идентичны, определяют необходимое количество регулируемых каскадов:
Nару = nн/20lgn. (38)
Задаёмся изменением коэффициента усиления одного регулируемого каскада n = 10 и определяем количество регулируемых каскадов
Nару = 20/20lg10 = 1.
В результате предварительного расчета приемника получилось:
5 звеньев фильтра сосредоточенной избирательности, каскад усилителя радиочастоты по расчету отсутствует, в качестве регулируемого каскада используем УПЧ, каскад будет резонансный.
Выбор и обоснование структурной схемы усилителя низкой частоты.
Схему выходного каскада выбираю из следующих данных:
Так как выходная мощность 0,25 Вт, берем схему класса А-В на мощном транзисторе. Выбираем транзистор из справочника КТ 818Б.
Определим максимальную мощность рассеивания на коллекторе транзистора одного плеча усиления.
Рк = 0,6×Рвых/hтрx (39)
Рк = 0,6×0,25/0,7×0,8 = 0,26 Вт
где hтр - коэффициент трансформации равное (0,7-0,8);
x - коэффициент использования напряжения источника питания равное (0,8-0,9).
Выбираем hтр = 0,7; x = 0,8
Рвых. = Рвых./2 (40)
Рвых. = 0,25/2 =0,125 Вт
Определяем коэффициент усиления мощности УНЧ.
Крунч = Рвых / Рвх (41)
Крунч = 0,125/10×10-6= 12500
где Рвх = мощность сигнала низкой частоты потребляемой входной цепью УНЧ.
Для промышленных приемников не превышает 10-20 мВ. При входном сопротивлении транзисторного каскада порядка 500 Ом.
Выбираем Рвх = 1мкВт.
Рассчитать коэффициент усиления мощности и число каскадов предварительного усиления.
Крпред = Крунч / Крвых (42)
Крпред = 125×103/100 = 125
Определяем число каскадов
n = Крпред / Кр (43)
n = 150/100 = 1,25
Таким образом, выбираем два каскада усилителя низкой частоты.
Не всегда осознают, что низкочастотный ток, проходящий через резистор нагрузки, протекает также и через нелинейный элемент – диод! Это может явиться причиной искажений продетектированного сигнала.
Как и для любой схемы, где есть элемент с односторонней проводимостью, нежелательное закрывание диода на пиках огибающей будет возникать, если нарушается известное условие: I > i, где I – постоянная составляющая тока через диод, а i – амплитуда низкочастотного тока.
В детекторе на диоде оба эти тока создаются только входным высокочастотным сигналом. Посмотрите на схему наверху. Пусть на нагрузке детектора R1 имеется постоянная составляющая продетектированного напряжения UH и переменная mUH, тогда очевидно:
Если регулятор громкости R1 выведен до предела (движок – в крайнем нижнем по схеме положении), то:
Условие отсутствия искажений I > i выполняется автоматически: ведь всегда m < 1.
Если теперь движок потенциометра перемещен в положение, соответствующее максимуму громкости, то нагрузка детектора для напряжения низкой частоты будет состоять уже из параллельно соединенных R1 и R2, и:
Получается, что при m > R2/(R1 + R2) (в рассматриваемой схеме – при m > 0,5) нарушается условие неискаженного детектирования.
Чтобы уравнять в этом случае нагрузки для постоянного и переменного напряжений, можно увеличить R2: так при R2 = 1 МОм искажения будут отсутствовать даже при 80-процентной модуляции.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
