Проектирование бортового ЧМ-приемника с диапазоном рабочих частот 220-260 МГц, страница 2

            Из приложения 2 [1] выбираем фильтр ПФ2П-325. Для данного ФСС:

Df_Ф = 15 кГц; Df_Ф ≥ 8,16 кГц

Df_ЗАГР = Df_Ф × K_LЗАГР = 15×4 = 60 (кГц); 2Df_СК = 2×30 = 60 (кГц); Df_ЗАГР = 2Df_СК;

L_Ф = 80 дБ; L_Ф ≥ 60 дБ.

            Данный фильтр удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ФСС.

РАСЧЕТ ДОПУСТИМОГО КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА РПУ

            Существенным фактором при расчете радиочастотной части приемника является максимально допустимый коэффициент шума:

где P_ВХМИН – чувствительность приемника, k – постоянная Больцмана, T₀ ≈ 300 °К.

 (Вт);

.

.

При N_ПР > 20 – 30 особых мер по снижению коэффициента шума принимать не следует. Проектирование может вестись без анализа и учета шумовых свойств отдельных каскадов.

ПРЕСЕЛЕКТОР

            В состав преселектора входят входная цепь и УРЧ с выходной цепью частотной селекции. Выбранная структура частотно-селективных цепей преселектора (две связанные двойки) была разбита на две части: пара связанных контуров была отнесена ко входной цепи приемника, другая пара – в выходную цепь УРЧ.

            Входная цепь обеспечивает предварительную частотную селекцию и согласование антенны со входом УРЧ, а сам УРЧ – основную частотную селекцию и додетекторное усиление сигнала.

            Сопротивление антенны R_A = 50 Ом.

            Из приложения 2 [1] выбираем микросхему М45121 для использования в качестве УРЧ. Данная микросхема может работать в режиме усиления и в режиме преобразования частоты. Диапазон ее рабочих частот: 0 – 1000 МГц. Коэффициент передачи по мощности в режиме усиления K_PУРЧ = 10 дБ, коэффициент шума N_УРЧ = 10 дБ, входное сопротивление R_BX = 50 Ом, выходное сопротивление R_ВЫХ = 50 Ом.

СМЕСИТЕЛЬ, ГЕТЕРОДИН

            Тип смесителя при высоком допустимом коэффициенте шума не критичен. Смеситель должен обеспечивать работу в диапазоне частот входного сигнала. В качестве смесителя применим микросхему М45121. Коэффициент передачи по мощности для данной ИМС в режиме преобразования K_PСМЕС = 4 дБ. Коэффициент шума N_СМЕС = 6 дБ.

            В качестве гетеродина будем использовать синтезатор частот (СЧ). Диапазон его перестройки: f_ГMIN = 209,3 МГц, f_ГMAX = 249,3 МГц. Согласно заданию, на один канал отводится Df_CK = 30 кГц. Отсюда, число каналов в диапазоне перестройки СЧ:

.

            Относительная нестабильность частоты гетеродина δf_Г = 10^-6.

            Переключение каналов может осуществляться вручную или автоматически. При переключении синтезатор частот меняет выходную частоту, а входная цепь и контур УРЧ перестраиваются соответственно на новую рабочую частоту. Перестройку контуров можно осуществлять изменением емкости варикапов, подключенных параллельно контурам за счет изменения приложенного к ним обратного напряжения, подаваемого с блока управления.

ТРАКТ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ

            Этот тракт должен решать задачи основной частотной селекции полезного сигнала, а также его усиления до уровня, необходимого для нормальной работы детектора. Рабочая частота тракта постоянна, поэтому его элементы не перестраиваются и настроены на промежуточную частоту.

            Основную частотную селекцию в трактах ПЧ следует выполнять с помощью фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), включаемого между смесителем и входом УПЧ. Тип фильтра был установлен выше.

            В качестве УПЧ выбираем из приложения 3 [1] многофункциональную интегральную микросхему К174УР3. Данная ИМС содержит УПЧ с ограничителем, ЧМ-детектор и предварительный УНЧ.

            В системе АРУ в данном случае нет необходимости, т.к. микросхема К174УР3 имеет встроенный амплитудный ограничитель (фактически происходит МАРУ). На вход УПЧ необходимо подавать сигнал уровня 300 мВ ≥ U_ВХУПЧ ≥ 100 мкВ.

УСИЛИТЕЛЬ НИЗКИХ ЧАСТОТ

            УНЧ должен обеспечивать мощность P_ВЫХ = 0,25 Вт при нагрузке R_H = 8 Ом. Выходное напряжение составляет U_ВЫХ = 1,414 В. Тогда, выходной ток равен:

 (А).

            В качестве УНЧ применим ИМС К174УН4А. Данная микросхема при напряжении питания U_П = 6 В и нагрузке R_H = 8 Ом обеспечивает требуемую P_ВЫХ = 0,25 Вт.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛЕНИЯ МЕЖДУ ОТДЕЛЬНЫМИ КАСКАДАМИ

            Распределять усиление между узлами РПУ следует, исходя из уровней входного и выходного напряжений детектора приемника. Выходное напряжение определяется коэффициентом усиления УНЧ, входное – общим коэффициентом усиления преселектора, смесителя и тракта ПЧ.