Проектирование бортового ЧМ-приемника с диапазоном рабочих частот 220-260 МГц, страница 3

            Микросхема К174УР3 обеспечивает выходное напряжение (при напряжении питания 6 В) UВХУНЧ = 140 мВ. При этом уровень входного сигнала, необходимого для нормальной работы микросхемы, не должен быть менее 100 мкВ.

            Оценим уровень сигнала, поступающего на вход УПЧ, для данного приемного устройства:

            Коэффициент передачи входной цепи примем равным 0,5. Тогда, напряжение на входе УРЧ равно:

 (В).

            Зададимся коэффициентом передачи УРЧ KУРЧ = 10. Получим, что выходное напряжение УРЧ:

 (В).

            Примем коэффициент передачи смесителя равным KСМЕС = 5. Найдем напряжение на выходе смесителя:

 (В).

            После смесителя сигнал подается на ФСС, который согласно приложению 2 [1] вносит затухание LЗФСС = 6 дБ = 106/20 = 1,995. Тогда, коэффициент передачи фильтра

сосредоточенной селекции:

.

            Входное напряжение микросхемы К174УР3:

 (В).

            Найдем напряжение на входе УПЧ при изменении сигнала на 54 дБ:

;

 (В).

            Таким образом, диапазон входного напряжения УПЧ удовлетворяет диапазону, необходимому для нормальной работы микросхемы К174УР3. Напряжение на выходе предварительного УНЧ микросхемы будет практически постоянным и равным UВХУНЧ = 140 мВ.

            Полученное распределение усиления обеспечивает нормальную работу приемника в требуемом диапазоне входных напряжений.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА РПУ

 


УРЧ

М45121

RBX = 50 Ом

RВЫХ = 50 Ом

KУРЧ = 10

Нагрузка – пара связанных контуров:

SeЗК = 39, 52 дБ

SeПП = 125,5 дБ

QЭ = 80

 

Входная цепь

RA = 50 Ом

fmin = 220 МГц

fmax = 260 МГц

Пара связанных контуров:

SeЗК = 39, 52 дБ

SeПП = 125,5 дБ

QЭ = 80

П = 8,685 кГц

KВЦ = 0,5

 

Смеситель

М45121

RBX = 50 Ом

RВЫХ = 50 Ом

KСМЕС = 5

fПР = 10,7 МГц

 
           

           

 


Рис. 2. Предварительная структурная схема РПУ.


3.  Расчет принципиальной электрической схемы РПУ.

С учетом результатов, полученных при синтезе структурной схемы, разработка принципиальной схемы сводится к разработке схем каскадов, т.е. расчету цепей, обеспечивающих режим работы активных элементов, а также частотно-селективных цепей и элементов межкаскадного согласования.

РАСЧЕТ ВХОДНОЙ ЦЕПИ

Входная цепь представляет собой пару связанных контуров. Рассматриваемая цепь обладает повышенными частотно-селективными свойствами и широко применяется в преселекторах РПУ.

Возможны несколько вариантов построения данного вида цепей, зависящих от межконтурной связи. Применим внутриемкостную связь. При этом с определенным приближением можно считать, что первый контур шунтируется сопротивлением RA, а второй – входным сопротивлением RBX (в данном случае, RBX = RBXУРЧ). Будем использовать встречное включение варикапов, позволяющее получить более равномерное изменение частоты настройки контура от управляющего напряжения.

Пара контуров2.bmp

Рис. 3. Входная цепь.

Выбор варикапов будем осуществлять, исходя из коэффициента перекрытия по частоте:

.

Определим коэффициент перекрытия по емкости:

.

Выбираем варикап типа КВ147А со следующими параметрами: номинальная емкость – 90 пФ, коэффициент перекрытия по емкости – 3, напряжение управления – 2…10 В, добротность – 120.

Значения коэффициентов включения m, n находятся из соотношений:

,

.

Параметр связи между контурами β принимаем равным 1. Максимальную емкость

контура CCXMAX, исходя из частотного диапазона, примем равной 10 пФ. Тогда:

,

.

Определим индуктивность контура:

(Гн).

Собственная проводимость контура:

(См).

Эквивалентная проводимость контура:

(См).

Коэффициент передачи:

.

Вычислим коэффициент связи:

.

Емкость конденсатора внутриемкостной связи:

 (Ф).

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНОГО УРЧ

В качестве УРЧ используется микросхема М45121. Рекомендуемая схема включения в режиме усиления для этой ИМС:

Рис. 4. Резонансный УРЧ.

R1-R6, R13 – 200 Ом; R7 – 50 Ом; R8, R9, R10, R15 – 300  Ом; R12 – 2,1 кОм; R11 – 700 Ом; R14 – 500 Ом; С1-С4 – 0,015 мкФ; Т1, D1 – КТ342А или аналог. Напряжение на выводах относительно земли: U1, U14 – 3-4 В; U7, U8 – 5-7 В; U10, U12 – 8,5 В. Напряжение между выводами 10, 12 и 4 +6В.