Устройства приёма и обработки сигналов: Методические указания к курсовой работе, страница 6

Выбор селективных цепей, обеспечивающих подавление помех по дополнительным и соседним каналам, интегральных микросхем, реализующих чувствительность, варикапов, перестраивающих контуры преселектора и гетеродина, позволяет составить структурную схему (рис. 3.6). Функциональная схема, содержащая параметры технического задания, распределенные между каскадами, представлена на рис. 3.7. Если все параметры технического задания обеспечиваются, то можно приступать к расчету принципиальной схемы приемника.

Восстановленный_архив\_recover\структурная.JPG

Рис. 3.6. Структурная схема приемника

Смеситель на-грузка
ФСС
n = 5 =
= Sеc к =
= 40 дБ
f пч = 
= 465 кГц
УНЧ
Рн = 1 Вт
Rн = 4 Ом
Ко = 10
К174УН4
К0 = 150
К157ХА1Б

Детектор АМ 
сигнала
УПЧ
регулировка коэффициента усиления
С = 
= 40 дБ
УРЧ
нагрузка
2 связ.
контура
Sез к = 
37 дБ
Sеп п=
= 100 дБ
варикап
КВ-116
К157АХ2   К0 = 900Гетеродин 
f г min
fг max =
= 44…
...6,8 МГц
ВЦ
одиноч.
контур
Seз к =
= 21 дБ
Sеп п =
= 50 дБ
Kо = 0,5
варикап
КВ-116
Drawing41__функциональная___.wmf

Рис. 3.7. Функциональная схема приемника

4.  РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

Результаты, полученные в разделе «выбор и обоснование структурной схемы», служат основными параметрами для расчета электрических схем отдельных каскадов приемника. Из справочника выбираются типовые схемы включения микросхем со всеми элементами, подключенными к их выводам, за исключением селективных систем. присоединяются те селективные цепи, что были определены при расчете структурной схемы. Это одиночные и пара связанных контуров с критической связью, используемых в преселекторе приемника. Если в приемнике имеется стандартный фильтр, то его нужно согласовать с сопротивлениями микросхем, между которыми он включается. Существует три вида простейших согласующих цепей (СЦ): Г-, П-, Т-образные цепи, расчет которых выполняется на средней частоте. Согласованию подлежат активные части сопротивлений генератора и нагрузки, а вид СЦ зависит от характера реактивных частей согласуемых сопротивлений. Так, при отсутствии реактивных составляющих сопротивлений согласование выполняется Г-образной цепью, поскольку в этом случае полоса согласования наиболее широкая. Если параллельно активным сопротивлениям включены емкости, то применяется П-образная СЦ, а емкости входят в состав емкостей СЦ. Известно, что чем больше отношение согласуемых сопротивлений, тем уже полоса, в пределах которой выполняется согласование.

4.1.  Расчет одноконтурной входной цепи

Принципиальная схема одноконтурной входной цепи приведена на рис. 4.1. Связь с антенной будет трансформаторной, а со входом микросхемы – автотрансформаторной. Расчету подлежат элементы схемы и коэффициент передачи.

Исходные данные для расчета:

– диапазон рабочих частот: fc min...fc max;

– собственное и эквивалентное затухания контуров: d и dэ;

– максимальная емкость варикапа Cв max;

– коэффициент перекрытия варикапа Кв;

– сопротивления антенны и первого каскада: RА и Rвх.

Требуемый коэффициент перекрытия контура входной цепи Кд определяется отношением максимальной рабочей частоты fc max к fc min

.

Минимальная емкость варикапа Св min вычисляется по известным максимальной емкости варикапа Св max и коэффициенту перекрытия Кв

.

Чтобы обеспечить коэффициент перекрытия контура Кд, необходимо параллельно варикапу включить дополнительный конденсатор Сдоп величиной

.

С учетом дополнительного конденсатора максимальная емкость контура составит

.

Если емкость  окажется больше рекомендуемой Cк max (см. табл. 1), то в контур необходимо включить два конденсатора: один параллельно варикапу С2, а второй – С1 последовательно с ним:

;

где .

Поскольку емкость С2 включает паразитную емкость схемы С0, значение которой приведены в табл. 1, то добавочная емкость Сдоб, образующая емкость С2, равна:

.

Эта емкость реализуется двумя конденсаторами: один из них – подстроечный и с его помощью выставляется требуемая частота контура, а второй – конденсатор постоянной емкости.

Далее вычисляются следующие параметры:

индуктивность контура входной цепи

,

коэффициенты включения контура с антенной и со входом первого каскада:

;

.

Если связь с антенной выполняется трансформаторной, то индуктивность связи находится по формуле

.

Для определения коэффициента передачи одноконтурной входной цепи находят сначала собственную проводимость ненагруженного контура g по его добротности Q0, а затем – эквивалентную проводимость контура gэ

,           .

Тогда коэффициент передачи входной цепи равен

.

В диапазоне частот значение коэффициента передачи зависит от изменения модуля сопротивления антенны |ZА| и эквивалентной проводимости контура gэ. Изменения модуля сопротивления антенны обусловлены характером реактивной части сопротивления антенны. С ростом частоты емкость контура уменьшается, что приводит к снижению g0, а затем и gэ (g0  = Cr/L).

_recover\одноко.JPG

Рис. 4.1 Одноконтурная входная цепь       Рис. 4.2 Двухконтурная цепь

4.2.  Расчет двухконтурной входной цепи

Двухконтурная входная цепь обладает повышенными селективными свойствами (рис. 4.2). Полоса пропускания двух связанных контуров (ДСК) с критической связью β = 1 больше полосы пропускания одиночного контура (ОК) в  раз при одинаковых добротностях. Зависимости селективностей Sei от обобщенной расстройки ξ приведены на рис. 4.3. На границах полосы пропускания при ξ = 1 затухание составляет 3 дБ у ОК, 1 дБ – у ДСК. Следовательно, связанные контуры имеют меньшие частотные искажения в полосе пропускания ОК. При обобщенной расстройке ξ > 2 селективность по зеркальному каналу ДСК выше, чем ОК.

В зависимости от видов связи между контурами используют несколько вариантов построения схем двухконтурной входной цепи. В диапазонных приемниках для сохранения полосы пропускания при перестройке применяются внешне емкостная и внутриемкостная связи (см. рис. 4.2). Если ДСК используются без перестройки, например в тракте промежуточной частоты, то можно оставить один вид связи между контурами.

ДСК рассчитывают в следующем порядке. Коэффициенты включения m, n находят из соотношений:

;

.

Здесь  – фактор связи между контурами; Ксв – коэффициент связи.

Se,
дБ
xSe, дБ

Рис. 4.3. Зависимость селективностей одиночного (1) и двух

связанных (2) контуров от обобщенной расстройки ξ

Коэффициент передачи ДСК К2 оценивают по коэффициенту передачи ОК К1

.

Параметр связи ДСК β изменяется в пределах 1…2,4. При β = 1 связь критическая, АЧХ не имеет провала на центральной частоте полосы пропускания. При β > 1 в АЧХ появляется провал, растущий по мере увеличения связи. При β = 2,4 полоса пропускания связанных контуров по уровню 3 дБ больше полосы пропускания ОК в 3 раза.

После выбора параметра связи β вычисляются коэффициент связи Ксв.