Другие предметы \ Устройства приема и обработки сигналов

Проектирование радиоприемного устройства сигналов с однополосной модуляцией, страница 9

          Большое распространение получила индуктивная связь с антенной в режиме удлинения  . При такой связи коэффициент передачи с частотой падает, однако коэффициент усиления УРЧ с частотой растёт. Поэтому в режиме удлинения ВЦ, коэффициент усиления преселектора по диапазону изменяется незначительно. Недостатком такого вида связи является пониженная избирательность на частотах близких к резонансной частоте антенны.

          Комбинированная связь сложнее рассмотренных выше, но обеспечивает малую неравномерность коэффициента передачи при высоких его величинах и высокой избирательностью. Такая связь применяется в высококачественных приёмниках.

          В ВЦ применяется внутриемкостная, автотрансформаторная связь контура ВЦ со входом первого активного элемента приёмника.

          При индуктивной связи контура с антенной в режиме удлинения, или при комбинированной с антенной, выгоднее использовать индуктивную связь с ВЦ с активным элементом, т. к. коэффициент передачи индуктивной связи не зависит от частоты.

          На основании вышеуказанных соображений выбираем комбинированную связь контура ВЦ с антенной и индуктивную связь со входом первого активного элемента.

          Произведём расчет ВЦ согласно [1].

Определяем индуктивность контура по формуле:

,                      (4.1.1)

где L измеряется в мкГн, f0 в кГц, С в пФ.

КУД=12, т. к. равномерность К0вц обеспечивается комбинированной связью.

,

,                                 (4.1.2)

где    

,

,

.

          Выберем коэффициент связи контура с антенной и коэффициент его включения к входу УРЧ из условия:

,

 ,                                                     (4.1.3)

где Кк – конструктивно выполненный коэффициент связи, равный 0,4 – 0,5 для катушек с однослойной намоткой.

          Из условий  ;

           выбираем .

          .

Рассчитаем емкость подстроечного конденсатора:

где                                                                                                 (4.1.4)

,

  (пФ).

Рассчитаем коэффициент передачи по напряжению ВЦ:

,          (4.1.5)

Коэффициент передачи по мощности ВЦ рассчитаем по формуле:

,                                       (4.1.6)

где      –  проводимость, вносимая в контур со стороны нагрузки;

      –  проводимость, вносимая в контур со стороны антенны;

         ,

                     .

Таблица 4.1.

Частотная зависимость коэффициентов передачи.

1,59

1,46

1,59

2,52

2,14

2,53

5,98*108

6,34*10-5

6,7*10-5

1,47*10-4

1,27*10-4

1,12*10-4

0,94

0,72

0,78

1,08

1,39

1,28

Принципиальная схема ВЦ приведена на рис. 4.1.

Индуктивность связи выбираем такой, чтобы она вместе с емкостью  образовывала контур, настроенный на частоту выше  при верхней настройке гетеродина.

                               (4.1.7)

    (мкГн).

Рис. 4.1 –  Принципиальная схема ВЦ

 


4.2 Разработка усилителя радиочастоты.

          Принципиальная схема каскада УРЧ представлена на рис 4.2.

В схеме используются транзисторы: VT1 – КП307Г, VT2 – КТ340А.

          Рассчитаем параметры транзисторов [1]

Y – параметры полевого транзистора:

,

,

,

,

                    .

Y – параметры биполярного транзистора включенного по схеме с ОБ:

,

,

,

.

          Полученные значения Y – параметров транзистора включенного по схеме с ОЭ:

;                         ,

;                             ,

          Тогда

;                                       ,

;                   ,

;                          ,

;             .

Значение Y – параметров полевого транзистора:

,

,

,

,

,

,

,

.

Y – параметры каскодной схемы:

,

,

,

.

          Значения Y – параметров каскадной схемы:

,

,

,

.

          Определим коэффициент устойчивого усиления, который способен обеспечить данный каскад:

,                                              (4.2.1)

.

Рис 4.2 – Усилитель радиочастоты

4.3. Разработка смесителя

          Принципиальная схема преобразователя частоты представлена на рис.4.3.1. Роль смесителя выполняет микросхема К174ПС1. Использование индуктивностей на входах:  гетеродином и сигналом, позволяет уменьшить возникающие нелинейные искажения за счет подавления в выходном сигнале четных гармоник.

Рис. 4.3.1 –  Преобразователь частоты.

          Рассчитаем элементы схемы.

          Зададимся величиной эквивалентного затухания контура dЭР=0.01. Рассчитаем индуктивность катушки, учитывая, что выходное сопротивление смесителя составляет 70 кОм

,

где fп=5 МГц – промежуточная частота

Асв= показатель связи фильтра со смесителем

  (мГн).

          Коэффициенты связи К1 и К2 выбираются из диапазона 0.7…0.9. Причем К1=0.7 и К2=0.8. Учтя, что индуктивность катушек согласующего трансформатора можно рассчитать зная входное и выходное сопротивление РСС (1.5кОм).

;                   ,

где  - входная проводимость УПЧ, =10-3

 (мкГн),

 (мкГн);

          Коэффициент включения определяется по формуле:

,

.

          Индуктивность катушки связи фильтра с контуром:

,

 (мГн).

          Емкость контура

,

 (пФ).

          Резонансный коэффициент каскада по напряжению

,

где LФ – затухание, вносимое фильтром на резонансной частоте LФ=5 дБ

.

4.4 Разработка УПЧ.

          Усилитель промежуточной частоты состоит из трех микросхем К175УВ4 каскадно включенных. Каждая микросхема обеспечивает крутизну вольт – амперной характеристики не менее 10мА/В. Первых два каскада подвергаются регулированию коэффициента усиления по цепи АРУ, реализуемых по схеме с “отсасывающим транзистором”, что позволяет реализовать высокую глубину регулирования.

4.5 Расчет детектора и системы АРУ.

          Принципиальная схема синхронного детектора представлена на рис. 4.5.1. Функции синхронного детектирования выполняет микросхема К174ПС1, а ОУ необходим для объединения двух идентичных выходных сигналов с микросхемы К174ПС1.

Рис.4.5.1 - Синхронного детектор.

Скачать файл