Размещено на http://www.allbest.ru/

39

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа.

Проектирование радиовещательного приемника второй группы сложности

Введение

Необходимо спроектировать радиовещательный приемник второй группы сложности. Он должен отвечать ГОСТ 5651-89, согласно этому ГОСТу приемник должен содержать два КВ диапазона и диапазоны СВ и ДВ.

По техническому заданию (ТЗ), необходимо рассчитать ВЧ тракт для диапазона СВ1 (0,526 1,1 МГц), остальные три диапазона не рассчитываются, но указываются элементы на принципиальной схеме, необходимые для построения этих диапазонов.

При проектировании необходимо использовать широко распространенные элементы для повышения технологичности схемы и уменьшения стоимости конструкции в целом. По возможности в схеме приемника будут использоваться интегральные микросхемы (ИМС), так как на них упрощается построение и расчет каскадов, а также уменьшаются габариты конструкции.

Конструкция приемника предусматривает использование в качестве источников питания батарею напряжением 9В, либо сетевой источник питания.

приемник радиочастота устройство

Эскизный расчет структурной схемы проектируемого приемника

Структурная схема приемника приведена на рис.1, на ней обозначены коэффициенты передачи отдельных узлов и уровни напряжений на входе каждого из них при напряженности поля равной чувствительности приемника. В качестве детектора сигнала используется амплитудный детектор (АД).

Рис.1

Поясним некоторые сокращения на рис.1:

ВхУ - входное устройство;

УРЧ - усилитель радиочастоты;

ПрЧ - преобразователь частоты;

ФСИ - фильтр сосредоточенной избирательности;

УПЧ - усилитель промежуточной частоты.

В качестве промежуточной частоты f_пч возьмем стандартное значение для приемников АМ сигналов: f_пч = 465 кГц.

Определим значение полосы пропускания приемника (Fпр):

Fпр = Fc + 2 (f_пер + f_пр) = 2 F_B + 2 (f_пер + f_пр)

Нестабильность частоты передатчика f_пер 10 Гц, а приемника, ввиду отсутствия элементов температурной стабилизации контура гетеродина,

f_пр = f₀ 10^-3 = 1,1 10⁶ 10^-3 = 1100 Гц, т.о.

Fпр 2 F_B + 2,2 (кГц) = 2 3,4 + 2,2 = 9 кГц

Согласно требованиям ТЗ ослабление соседнего канала (_ск) составляет 36 дБ, поэтому в качестве ФСИ возьмем ФП1П-61.08, который обеспечивает с некоторым запасом требуемое ослабление соседнего канала и имеет необходимую полосу пропускания (40дБ и 9кГц соответственно).

Зададимся значением конструктивной добротности контура Q_k = 70.

Добротность эквивалентного контура Q_{k э} = 0,7 Q_k = 49, а его полоса пропускания

Рассчитаем крутизну характеристики избирательности преселектора, при которой обеспечивается выполнение требований ТЗ по ослаблению зеркального канала:

Число колебательных контуров:

Мы получили, что преселектор может не содержать УРЧ, но в этом случае не будут выполнены требования по ослаблению помех с частотой равной ПЧ на частоте диапазона, ближайшей к f_пч, а также возможно невыполнение требований ТЗ по чувствительности. По этим причинам преселектор содержит одно контурное входное устройство и УРЧ, то есть m_прес = 2.

Проверим выполнение требований ТЗ по ослаблению сигнала с

частотой равной промежуточной:

Требование ТЗ по ослаблению сигнала с частотой равной промежуточной выполняется.

В качестве элемента настройки возьмем конденсатор переменной емкости (КПЕ) со следующими значениями: C_н = 20 270 пФ.

Он обеспечивает коэффициент перекрытия (при C_н = 15 пФ) равный:

Рассчитанный K_д max больше коэффициента перекрытия по частоте

то есть выбранный КПЕ можно использовать для построения ВЧ тракта приемника.

В качестве детектора используем диод ГД402А, при этом необходимо, чтобы выполнялось следующее условие: U_вн д 0,4 В.

Перейдем к выбору распределения усиления по каскадам приемника. Исходной величиной для расчета требуемого коэффициента усиления ВЧ тракта является заданное ТЗ значение чувствительности по полю E_ао и выбранное напряжение на входе детектора U_вн д. Пересчитаем значение чувствительности по полю E_ао в значение чувствительности по напряжению: U_ао = E_ао h_да = 1000 0,01 = 10 (мкВ).

h_да - действующая высота антенны (в нашем случае h_да 10 мм [1]).

Каскады ВЧ тракта (ВхУ, УРЧ, ПрЧ, ФСИ, УПЧ) должны в совокупности обеспечить: K_0вх K_0урч K_0пр K_0ф K_0упч K_0треб.

Коэффициент передачи ВхУ в диапазоне СВ ориентировочно равен: K_0вх = 4.

Коэффициент усиления УРЧ, во избежание перегрузки ПрЧ примем равным K_0урч = 4.

Выберем в качестве активного прибора ПрЧ ИМС К174ПС1, она способна обеспечить K_0пр = 20.

Коэффициент передачи ФСИ возьмем из справочных данных [1]: K_0ф = -6 дБ = 0,5. Оценим требуемое усиление тракта УПЧ:

В виду большого значения K_{0 упч треб}, тракт УПЧ построим на ИМС К174УПЭ, эта микросхема способна обеспечить K_{0 упч} = (3…8)10³, что позволяет обеспечить требуемый коэффициент усиления.

В качестве первого активного прибора (АП1) возьмем транзистор КТ315. Определим коэффициент шума АП1:



Напряжение шума приемника, приведенное ко входу АП1:

Отношение сигнал/шум на выходе приемника при уровне сигнала равном чувствительности:

Отношение сигнал/шум на выходе приемника (m_н = 0,3):

Полученное значение вых удовлетворяет требованиям ТЗ. Рассчитаем _{Uш пр доп}, необходимое для дельнейших расчетов:

В качестве ИМС УЗЧ используем К174УН14, а в качестве динамической головки 1ГДШ-6-8. Блок питания построим на специализированной ИМС К142ЕН8В и диодной сборке КЦ405А.

Расчет преселектора

В качестве АП1 используем транзистор КТ315, имеющий следующие параметры:

I_k = 1 мА; U_кэ = 5 В; С₁₂ = 5 пФ; C₁₁ = 40 пФ; C₂₂ = 10 пФ; r_Б = 75 Ом; g_{ч опт} = 2,5 мСм;

K_ш = 4 дБ = 2,51; g₁₁ = 0,9 (мСм); g₂₂ = 8,2 (мкСм); = 0,97; g₂₁₀ = 30 (мСм).

При r_э = 0: R = r_Б (1-) = 75 (1-0,97) = 2,25 (Ом); g₂₁₀R = 0,068; F = 1 + g₂₁₀R = 1,068;

g₂₁ = g₂₁₀ / F = 28,09 (мСм).

Расчет параметров входного устройства производился при помощи программы In C Ma.Exe. Результаты расчета приведены ниже.

Диапазон СВ:

fmin, кГц = 510,220

fmax, кГц = 1133,000

C1, пФ = 43,595

Сп_ср, пФ = 15,500 (6 25 пФ)

Сд1, пФ = 18,595 (18 пФ)

Ск_min, пФ = 63,595

Ск_max, пФ = 313,595

Lk, мкГн = 309,329

A1_ш = 2,778

A1_D = 2,257

A1_-F = 2,333

A1_-f = -0,684

Q = 87,196

p1 = 0,046

Lкт, мкГн = 7,164

Контурные катушки:

1к, мм = 30,0000

а_опт, мм = 51,625

Lсв, мкГн = 312,453

dk, мм = 9,040

M_h = 105,201

M_L = 24,476

Lо, мкГн = 10,034

W = 73,010 (73)

dпи, мм = 0,329

Катушки связи:

Lk_кт, мм = 4,565

а_кт, мм = 34,342

dк_кт, мм = 8,900

M_h.кт = 134,263

M_L.кт = 14,472

L0кт, мкГн = 0,495

Wкт = 7,318 (7)

Параметры в диапазоне СВ:

На 510,220 кГц:

Qk = 87,20

pо, Ом = 991,65

r_k, Ом = 11,373

Gk, мСм = 0,0116

-Fk, кГц = 5,85

x_св_1, Ом = 45,27; r_вн_1, Ом = 1,845; r_кэ, Ом = 13,217

D = 1,162

Qвх = 75,03

-Fвх, кГц = 6,80

Gкэ, мСм = 0,0134

hд, мм = 5,252

hд_кт, мм = 0,651

hд_а, мм = 4,626

Ко_вх = 3,425

Gг, мСм = 5,549

Кш_ап = 3,016

Бзк, дБ = 31,75; Бпч, дБ = 19,48

На 821,610 кГц:

Qk = 87,20

pо, Ом = 1596,86

r_k, Ом = 18,313

Gk, мСм = 0,0072

-Fk, кГц = 9,42

x_св_1, Ом = 72,90; r_вн_1, Ом = 4,783; r_кэ, Ом = 23,097

D = 1,261

Qвх = 69,14

-Fвх, кГц = 11,88

Gкэ, мСм = 0,0091

hд, мм = 8,458

hд_кт, мм = 1,049

hд_а, мм = 7,450

Ко_вх = 3,156

Gг, мСм = 3,446

Кш_ап = 2,588

Бзк, дБ = 31,68; Бпч, дБ = 25,78

На 1133,000 кГц:

Qk = 87,20

pо, Ом = 2202,07

r_k, Ом = 25,254

Gk, мСм = 0,0052

-Fk, кГц = 12,99

x_св_1, Ом = 100,53; r_вн_1, Ом = 9,096; r_кэ, Ом = 34,350

D = 1,360

Qвх = 64,11

-Fвх, кГц = 17,67

Gкэ, мСм = 0,0071

hд, мм = 11,663

hд_кт, мм = 1,446

hд_а, мм = 10,273

Ко_вх = 2,927

Gг, мСм = 2,499

Кш_ап = 2,510

Бзк, дБ = 31,78; Бпч, дБ = 25,81

Рис. Схема входного устройства

По полученным данным рассчитываем напряжение шума АП1 на крайних расчетных частотах диапазона, при условии r_э = 0.



В результате расчетов мы получили, что ни на одной из крайних частот диапазона напряжение шумов U_{ш вх1} не превышает 0,9U_{ш пр доп} = 1,08 (мкВ), поэтому можем переходить к дальнейшим расчетам.

Расчет УРЧ и общих характеристик преселектора

Исходные данные: g₂₁ = 28,09 (мСм); C₁₂ = 5 пФ; g_вх = 0,9 (мСм); g_вых = 8,2 (мкСм);

C_вх = 40 пФ; C_вых = 10 пФ; C_вх = 12 пФ; C_вых = 3 пФ; I₀ = 1 мА; g_{вх сл} = 0,45 мСм;

C_{вх сл} = 20 пФ; C_{вх сл} = 6 пФ; K_{ш пр} = 7 дБ = 5,0.

Расчет резонансного коэффициента усиления УРЧ и чувствительности приемника

Резонансный усилитель, работающий в диапазоне частот имеет наибольший коэффициент усиления K_{0 УРЧ} на верхней частоте диапазона. Влияние внешних цепей на параметры колебательного контура будет наибольшим также на верхней частоте, поэтому коэффициенты включения p₂ и p_1сл рассчитывают, исходя из допустимого влияния внешних цепей на параметры колебательного контура на максимальной расчетной частоте.

Рассчитываем значение p₂:

из условия допустимого расширения полосы пропускания:

из условия допустимого влияния внутренней ОС на устойчивость работы УРЧ:

из условия расстройки контура не более, чем на половину полосы пропускания за счет подключения к нему Cвых:

Из полученных значений выбираем меньшее: p₂ = 0,071

Рассчитываем значение p_{1 сл}:

из условия допустимого расширения полосы пропускания:

из условия допустимой расстройки контура:

Выбираем меньшее значение: p_{1 сл} = 0,058

При данных значениях p₂ и p_1сл коэффициент усиления УРЧ - K_{0 УРЧ} получается очень большим: K_{0 УРЧ} = 18. Для получения значения K_{0 УРЧ} близкого к описанному в ходе эскизного расчета, необходимо уменьшить p₂ и

p_1сл. Оптимальное значение p₂ = 0,03 и p_1сл = 0,025.

Значения индуктивностей катушек связи (k = 0,25):

Значение индуктивностей не превышает 0,3L_к = 92,7 (мкГн), поэтому для связи с АП1 и следующим каскадом используем трансформаторную связь.

Расчитываем параметры УРЧ на расчетных частотах. Расчет производится по следующим формулам:

резонансная проводимость колебательного контура:

резонансная проводимость эквивалентного контура:

эквивалентная добротность контура:

полоса пропускания каскада:

резонансный коэффициент усиления:

Результаты расчета сведены в таблицу 1.

Таблица 1.

f01к, Гц	gк, мкСм	gкэ, мкСм	Qкэ	FУРЧ, кГц	K0 УРЧ
510,22	11,56	11,85	85,10	6,00	1,78
821,61	7,18	7,47	83,83	9,80	2,82
1133,00	5,21	5,50	82,57	13,72	3,83

Рассчитываем квадрат напряжения шума, создаваемого преобразователем частоты на его входе:

Суммарное напряжение шума на входе АП1:

Рассчитываем наихудшее в диапазоне (номинальное) значение чувствительности приемника:

Полученное значение E_ао относится к f_max = 1133 кГц, на минимальной частоте получаем U_ао = 3,51 мкВ, E_ао = 0,76 мВ/м. В обоих случаях значение чувствительности удовлетворяет ТЗ: E_{ао ТЗ} = 1 мВ/м.

Расчет элементов цепей питания

Принципиальная схема каскада УРЧ приведена на рис.2. Значение постоянной составляющей тока принято равной:

I_к = I_э = I₀ = 1 мА.

Напряжение между коллектором и эмиттером U_кэ = 5 В. Напряжение между базой и эмиттером U_бэ = 0,6 В. Сопротивление резистора R_э = 2,4 кОм.

Uэ = I₀ R_Э = 2,4 В; Uк = Uэ +Uкэ = 5 + 2,4 = 7,4 В.

Uк < Uп, следовательно в цепь питания правее C_бл включаем дополнительный резистор с сопротивлением

Задаемся значением тока делителя R_Б1, R_Б2: I_g 0,1 I₀ = 0,1 мА.

Напряжение между базой и корпусом:

U_Б = U_БЭ + U_Э = 0,6 + U_Э = 0,6 + 2,4 = 3 В.

Значение сопротивлений делителя:

Здесь и далее в скобках приведено значение величины рассчитанного параметра, соответствующее ГОСТу.

Определим вещественную составляющую входной проводимости каскада УРЧ с учетом сопротивлений делителя:

Рис.2.

Во избежание излишней ООС по переменному току выбираем значение емкости C_Э, параллельной R_Э:

Емкость разделительного конденсатора:

Емкость блокировочного конденсатора в цепи питания:

Расчет характеристик избирательности преселектора

На крайних частотах диапазона f_min и f_max рассчитываем и строим характеристики избирательности преселектора:

где _вх и _урч, соответственно, характеристики избирательности входного устройства и УРЧ, рассчитываемые следующим образом:

Результаты расчета для f_min и f_max приведены в таблицах 2 и3, соответственно, а графики - рис.3 и рис.4.

Таблица 2.1.

	вх,дБ	урч,дБ	прес,дБ
1109	9,31	11,30	20,61
1113	7,93	9,85	17,78
1117	6,36	8,14	14,50
1121	4,57	6,12	10,69
1125	2,61	3,75	6,36
1129	0,81	1,27	2,08
1133	0	0	0
1137	0,81	1,27	2,08
1141	2,59	3,71	6,30
1145	4,51	6,05	10,56
1149	6,27	8,04	14,31
1153	7,81	9,71	17,52
1157	9,15	11,13	20,28

Таблица 2.2.

f, кГц	вх,дБ	урч,дБ	прес,дБ
500	10,09	11,09	21,18
502	8,41	9,37	17,78
504	6,42	7,29	13,71
506	4,07	4,77	8,84
508	1,55	1,91	3,46
510	0,02	0,02	0,04
512	1,05	1,31	2,36
514	3,48	4,11	7,69
516	5,86	6,70	12,56
518	7,89	8,83	16,72
520	9,60	10,59	20,19

Рис.4



Рис.5.

Из графиков видно, что полоса пропускания преселектора на уровне 3дБ

Fпрес 9 кГц (на f_max)

Рассчитываем ослабление в УРЧ на крайних частотах диапазона помехи с частотой зеркального канала, с промежуточной частотой и с частотой соседнего канала.

Результаты расчета сведены в таблицу 3.

при определении _{зк УРЧ}: f_n = f_зк = f₀ + 2 f_пч = f₀ + 930 (кГц)

при определении пч _УРЧ: f_n = f_пч = 465 (кГц)

при определении ск _УРЧ: f_n = f_ск = f₀ f_ск = f₀ 9 кГц

Таблица 3.

f0, кГц	fзк = f0 + 930 (кГц)	fпч = 465 (кГц)	fск = f0 9 кГц
	зк вх, дБ	зк урч, дБ	зк пр, дБ	пч вх, дБ	пч урч, дБ	пч пр, дБ	ск вх, дБ	ск урч, дБ	ск пр, дБ
1133	31,78	40,42	72,20	25,81	44,47	70,38	3,07	4,33	7,40
510,22	31,75	46,45	78,20	19,48	24,00	43,48	8,97	9,94	18,91

Полученные значения зк и пч удовлетворяют требованиям ТЗ.

На расчетных частотах диапазона вычисляем коэффициент передачи преселектора для сигнала и на напряжение сигнала на входе преобразователя частоты (Uао =3,5 мкВ, минимальное значение).

f = 510,22 кГц

K_0прес = K_0вх K_0урч = 3,425 1,78 = 6,10; Uc _{вх пр} = 3,5 10^-6 6,1 = 21,35 мкВ

f = 821,61 кГц

K_0прес = K_0вх K_0урч = 3,156 2,82 = 8,90; Uc _{вх пр} = 3,5 10^-6 8,9 = 31,15 мкВ

f = 1133 кГц

K_0прес = K_0вх K_0урч = 2,927 3,83 = 11,21; Uc _{вх пр} = 3,5 10^-6 11,21 = 39,24 мкВ

Расчет преобразователя частоты

Рис.6.

Используем построение ПрЧ на ИМС К174ПС1. Нагрузка подключается по несимметричной схеме, а входы ПрЧ по симметричной схеме. Гетеродин выполнен совмещенным, то есть на транзисторах ИМС. Схема преобразователя приведена на рис.6.

Исходные данные для расчета:

Полоса пропускания согласующего контура: Fкэ = 3 Fф = 25,5 кГц

Требуемое значение добротности эквивалентного контура:

Задаемся значением емкости конденсатора контура С₁ = 560 пФ.

Рассчитываем емкость Ск контура с учетом емкости монтажа См = 4 пФ и выходной емкости ИМС

Ск = С₁ + См + Свых = 560 + 6 + 4 = 570 пФ, индуктивности контура:

Конструктивную добротность контура Qk положим равной 110. Вычисляем проводимости ненагруженного и нагруженного контура:

Сопротивление шунтирующего резистора:

Определяем коэффициент включения согласующего контура во входную цепь ФСИ, при котором обеспечивается согласование ФСИ на его входе:

Индуктивность катушки связи k=0,8: Lф = Lk p_ф² / k² = 206 0,37² / 0,8² = 44(мкГн)

Коэффициент усиления ПрЧ: Kопр = g_чпр p_ф / g_кэ = 510^-3 0,37 / 91,0910^-6=20,31

На расчетных частотах диапазона рассчитываем напряжение сигнала на входе УПЧ:

Рассчитываем суммарное ослабление соседнего канала в преселекторе и ФСИ:

f_min: _ск = _{ск прес} + _{ск фси} = 18,91 + 40 =58,9 (дБ)

f_max: _ск = _{ск прес} + _{ск фси} = 7,4 + 40 = 47,4 (дБ)

Ослабление соседнего канала _ск отвечает требованиям ТЗ.

Расчет гетеродина

Контур гетеродина перестраивается в диапазоне частот от

Контур гетеродина имеет коэффициент перекрытия по частоте отличающийся от коэффициента перекрытия по частоте контура преселектора:

что вызывает погрешность сопряжения при одноручечной настройке. Kg > 1,7, поэтому необходимы три точки точного сопряжения на следующих частотах:

Из графика приведенного в [1] определяем максимальную относительную погрешность сопряжения

Расчет параметров контура гетеродина.

Используется сочетание простого контура преселектора и сложного контура гетеродина, показанное на рис.7.



Рис.7.

Рассчитываем вспомогательные величины:

Зададимся значением емкости C_1r, она состоит из C_g1 и емкости монтажа C_м = 15пФ, то есть C_1r = 33 пФ.

Вычисляем вспомогательные величины:

Емкости контура гетеродина:



Рассчитываем максимальную и минимальную емкости контура, соответствующие максимальной и минимальной частотам настройки гетеродина:

Проверим правильность расчета, для этого определим коэффициент перекрытия по частоте контура гетеродина через отношение рассчитанных емкостей:

и сравним его с требуемым значением Kgr.

Расхождение в числах стоящих после запятой, на должно превышать несколько процентов:

Рассчитываем индуктивность контура гетеродина:

Расчет автогенератора на транзисторах ИМС К174ПИ

При построении ПрЧ с совмещенным гетеродином контур гетеродина подключается к транзисторам ИМС в соответствии со схемой на рис.8.

Значение эмиттерного тока транзисторов ИМС при отсутствии генерации Iэ=0,5мА. Амплитуда первой гармоники эмиттерного тока транзисторов гетеродина I_м1э=1,8 Iэ = 0,9 мА.

Амплитуда напряжения на контуре гетеродина U_mкг = 1,9В. Зададимся значением конструктивной добротности Qкг контура гетеродина Qкг = 60 и рассчитаем резонансное сопротивление контура гетеродина на минимальной частоте:

Определим коэффициент включения контура гетеродина в цепь эмиттеров транзисторов ИМС:

Рассчитываем коэффициент включения контура между базами транзисторов:

Определяем индуктивности катушек связи (k = 0,3):

Рис.8.

Расчет диодного детектора АМ сигнала

Принципиальная схема детектора приведена на рис.9. Исходные данные для расчета:

f_пч = 465 кГц; Fн = 200 Гц; F_B = 3400 Гц; Mн = M_B = 1,1; R_вхУЗЧ = 10 кОм; C_вхУЗЧ = 27 пФ;

m_н = 0,3; m_max = 0,9; r_пр = 30 Oм; r_обр = 200 кОм (для диода ГД402А); R_пт = 11 кОм;



P_ном = 0,5 Вт; R_gr = 8 Ом.

Рис.9.

Рассчитываем значения резисторов R₂ и R₁:

Сопротивление нагрузки детектора для переменного тока с частотой модуляции:

Входное сопротивление детектора:

Выбираем емкость нагрузки детектора из двух условий:

допустимых линейных искажений на максимальной частоте модуляции:

малых нелинейных искажений обусловленных избыточной постоянной времени нагрузки детектора:

Выбираем меньшее значение Cн и подбираем стандартные конденсаторы с емкостями:

Определяем емкость разделительного конденсатора:

Определим коэффициент фильтрации напряжения ПЧ элементами схемы детектора:

фильтром образованным Rвхд и C₁:

фильтром образованным R₁ и C₂:

общий коэффициент фильтрации:

Рассчитываем угол отсечки тока диода:

Коэффициент передачи детектора:

Оцениваем напряжение на входе УЗЧ на средних частотах модуляции:

Рассчитываем требуемый коэффициент усиления УЗЧ:

Выбранная ИМС К174УН14 способна обеспечить требуемый Кузч.

Расчет тракта промежуточной частоты

Тракт ПЧ построен на ИМС К174УПэ, его схема приведена на рис.10. Все блокировочные конденсаторы Cбл имеют емкость 47 нФ. Разделительный конденсатор Ср имеет емкость

Исходные данные для расчета:

f_пч = 465 (кГц); g_вх = 0,35 (мСм); g_вых = 10 (мкСм); g₂₁ = 0,7; C_вых = 3 пФ; Fф = 8,5кГц;

g_{вых фси} = 0,5 (мСм)

Полоса пропускания согласующего контура Fкэ = 3 Fф = 3 8,5 = 25,5 (кГц)

Значение добротности эквивалентного контура:

Возьмем стандартное значение емкости конденсатора контура С₁ = 560 пФ.

Рассчитываем емкость Ск контура с учетом емкости монтажа См = 3 пФ и выходной емкости ИМС Ск = С₁ + См + Свых = 560 + 3 + 3 = 566 пФ.

Индуктивность контура:

Полагаем конструктивную добротность Qk = 120 и вычисляем проводимость ненагруженного и нагруженного контура:

Определяем значение коэффициента включения входа следующего каскада в колебательный контур, при котором происходит требуемое снижение добротности:

При рассчитанном значении коэффициента включения получаем K0УПЧ существенно больше необходимого, поэтому уменьшим его значение: p1сл = 0,3.

Для обеспечения требуемой полосы пропускания в колебательный контур включаем шунтирующий резистор с сопротивлением:

Индуктивность катушки связи (k = 0,8):

Уточним значение эквивалентной проводимости контура:

Коэффициент усиления каскада:

Каскад построен на ИМС К174УПэ, поэтому влиянием проходной емкости можно пренебречь и ограничения на выбор проводимости генератора отсутствуют.

Рис.10.

Для обеспечения согласования входной проводимости тракта УПЧ g_вхУПЧ с выходной проводимостью ФСИ, параллельно выходу ФСИ включают резистор с сопротивлением:



Выбираем элементы фильтра АРУ исходя из значения постоянной времени фильтра _{ф АРУ} = 0,15 с.:

Определим напряжение на входе детектора:

Полученное значение незначительно отличается от принятого при эскизном расчете.

Описание принципиальной схемы приемника

Принципиальная схема приемника состоит из следующих узлов: входное устройство, селектор диапазонов, усилитель радиочастоты, преобразователь частоты с гетеродином, фильтр сосредоточенной избирательности, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель мощности звуковой частоты и сетевой блок питания.

Рассмотрим все эти узлы по порядку.

Высокочастотный сигнал со входа внешней или магнитной антенны поступает на селектор диапазонов (5В15В4). В зависимости от выбранного диапазона сигнал поступает в диапазоне КВ1 на контур С1L1C3C5C9; KB2 - C2L2C4C6C10; CB - L3C8C11; ДВ - L3L4C13C16. К этим контурам дополнительно подключается КПЕ С7 (одна из секций). Выделенный контуром сигнал, минуя селектор диапазонов и разделительный конденсатор С13, поступает на УРЧ выполненный на транзисторе VT. Подстрочные конденсаторы С3С4С8С13 необходимы для точной подстройки границ диапазонов.

Усиленный УРЧ сигнал, через один из согласующих контуров L7;L8;L9;L10 поступает на вход преобразователя частоты, выполненного на ИМС К174ПС1 по схеме с совмещенным гетеродином. Диапазону КВ1 соответствует контур гетеродина С19С21С3L12. КВ2 - С20C22C24L13; СВ - C31C45C33L14; ДВ - C32C46C34L15. Дополнительно к контурам подключается секция конденсатора С7. Контур гетеродина в диапазоне СВ выполнен сложным из-за большого коэффициента перекрытия по частоте и, соответственно, необходимости сопрягать контур в трех точках диапазона. Преобразованный и усиленный ПрЧ сигнал выделяется на контуре С17R5L11 и через катушку связи поступает на ФСИ. К выходу ФСИ параллельно подключен резистор R6, для согласования выходного сопротивления ФСИ и входного сопротивления УПЧ.

УПЧ усиливает сигнал до уровня необходимого для работы детектора в режиме сильных сигналов. Нагрузка детектора разделена на две части: C35R9 и C36R10 для улучшения фильтрации и снижения искажений. С выхода детектора снимается напряжение АРУ, которое через фильтр АРУ R8C30 поступает на вход АРУ DA2. Регулятор громкости R10 совмещен с выключателем SA1. Сигнал с движка R10, через разделительный конденсатор C37 поступает на вход DA3. Коэффициент усиления УМЗЧ регулируется подбором соотношения сопротивлений R11 и R12. Цепочка C42R13 формирует характеристику УМЗЧ на верхних частотах. Усиленный сигнал выделяется в динамической головке ВА или наушниках, подключенных к разъему XP4.

Конденсаторы C14;C18;C25;C38;C39 являются блокировочными, для предотвращения попадания в каскады приемника ВЧ-помех по цепям питания.

Блок питания выполнен по типовой схеме включения специализированной ИМС К142ЕН8В. Диодный мост VD2VD5 выполнен в виде диодной сборки КУ 405А.

Таблица соответствия результирующих характеристик приемника.

	Характеристика	Задано	Рассчитано
1	Чувствительность при отношении сигнал/шум 20дБ с внутренней магнитной антенной, не хуже, мкВ/м	1000	760
2	Ослабление сигнала соседнего канала при настройке на 9кГц, не менее, дБ	36	47,4
3	Ослабление сигнала зеркального канала, не менее, дБ	26	72,2
4	Ослабление сигнала частот равных ПЧ, не менее, дБ	26	43,5

Приемник соответствует ГОСТ 5651-89 на радиовещательные приемники второй группы сложности. Полоса воспроизводимых частот от 200 Гц до 3,4 кГц, выходная мощность 0,5 Вт. Приемник может работать от батареи напряжением 9В или от сети переменного тока 220В. Действие автоматической регулировки усиления гарантируется заводом изготовителем.

Заключение

Спроектированный приемник соответствует требованиям технического задания. Расчетные параметры спроектированного приемника с запасом удовлетворяют заданию. При проектировании была учтена возможность применения ИМС в тракте ВЧ приемника. Расчет велся при помощи прикладной программы, облегчившей расчет входного устройства. Надо отметить необходимость тщательной трассировки цепей селектора каналов, дабы уменьшить их взаимное влияние.

В целом приемник имеет компактную, технологичную конструкцию и не очень сложную настройку ВЧ тракта, благодаря применению ИМС.

Литература

М.А. Кузнецов; Р.С. Сенина «Пособие по проектированию. Радио приемники АМ, ОМ, ЧМ сигналов» Второе издание. СПб, 1999 год.

Ю.А. Быстров, Я.М. Великсон и другие «Электроника. Справочная книга». СПб, Энергоатомиздат, 1996 год.

Размещено на Allbest.ru