Проектирование и расчет радиовещательного приёмника (диапазон рабочих частот УКВ 5950....7300 кГц, напряжение источника питания – 10 В), страница 7

Опорный генератор. В качестве опорного генератора, применим хорошо себя, зарекомендовавший кварцевый генератор. Кварцевые генераторы широко применяют в современной радиоэлектронике. В качестве активного элемента в кварцевом генераторе, построенном по трехточечной схеме, может использоваться транзистор, который мы и применим в проектируемом приемнике. Важным параметром транзистора является крутизна характеристики, уровень шумов, значение и стабильность проводимостей, габариты и экономичность. Схема опорного генератора изображена на рисунке 14.

Рисунок 14. Опорный генератор

3. Выбор активных элементов каскадов усиления

К этому пункту курсового проекта относится выбор активных элементов, в частности транзисторов, который осуществляется по двум критериям:

- по граничной частоте f_гр;

- по предельно-допустимым параметрам (мощности рассеивания Р_рас, максимально допустимых напряжений и токов U_{кэ доп}, I_{к доп}).

Граничная частота должна быть значительно больше рабочей частоты          f_гр »  f_раб.

Предельно-допустимые параметры должны превышать  значение рабочих параметров.

Итак, подбираем транзисторы, двигаясь с начало в конец.

1. Усилитель радиочастоты

Опираясь на обоснование параметра проектируемого радиоприемника  - усиление, которым мы задались 5 и учитывая следующие значения f_гр = 50 МГц, подбираем полевой транзистор КП307, имеющий следующие параметры:

- f_гр = 50 МГц;

- К_ус = 10;

- U_кэ = 8…12 В;

- I_к = 5…10 мА.

2. Преобразователь частоты

В тракте ПЧ для смесителя с f_гр = 5 МГц и усилителем в 10 раз подбираем биполярный транзистор  КТ315, имеющий параметры:

- f_гр = 25 МГц;

- К_ус = 20;

- U_кэ = 12 В;

- I_к = 25 мА.

После выбора транзистора для смесителя выбираем транзистор для гетеродина. Рабочая частота гетеродина определяется из формулы:

f_г = f_с - f_пр = 6,235 – 0,465 = 5,77 МГц,

то есть можно задаться тем же транзистором что и для смесителя.

3. Усилитель низких частот

Подбираем транзистор исходя из f_гр = 50 кГц и усиления в 15 раз типа КТ308Б, имеющий параметры

- f_гр = 2 МГц;

- К_ус = 12;

- U_кэ = 10…15 В;

- I_к = 15 мА.

4. Усилитель промежуточной частоты

Итак, в итоге подбираем основной усиливающий активный элемент в тракте ПЧ, который должен обладать усилением в 50 раз и обладающий малыми собственными шумами. Подбираем транзистор КТ805,  который при необходимом нам питании, имеет нужные параметры:

- f_гр = 10 МГц;

- К_ус = 30;

- U_{к max} = 100 В;

- I_к = 0,2 А.

4. Электрический расчет

В проектируемом радиоприемнике необходимо подробно рассчитать такт преобразования частоты, состоящий из преобразователя частоты и усилителя промежуточной частоты (cм. Рис. 7, 8. стр. 19, 20). 

1. Расчет преобразователя частоты

Исходные данные:

- f_пр = 465 кГц  промежуточная частота;

- 2×∆ f_пр = 10 кГц полоса пропускания на f_пр;

- f_гр = 25 МГц граничная частота транзистора;

- S = 3 коэффициент нестабильности.

Расчет:

1) Добротность контура на частоте f_пр:

Q = f_пр / 2×∆ f_пр = 465 кГц / 10 кГц = 46,5

2) Максимальное усиление по мощности на f_пр:

K_p = 20lg (P_вых / Р_вх) = 20 дБ.

3) Коэффициент преобразования K_{p пр} = K_p – K_п, где K_п – коэффициент передачи, характеризующий потери преобразования, несогласование K_п = (4…10) дБ.

K_{p пр} = K_p – K_п = 20 – 4 = 16 дБ.

4) Эквивалентное сопротивление нагруженного контура f_пр:

1 / R_эк = 1 / R_ое + h_22э + 1 / R'_н,

где R_ое – резонансное сопротивление контура;

h_22э – выходная проводимость транзистора 0,001;

R'_н = R_н / р², р – коэффициент включения (0,1…0,3) = 0,3;

R_ое = ρ × Q, где Q – конструктивная добротность (50…100) = 75;

ρ = √ L / C – характеристическое сопротивление;

R _н=1 кОм

Зададимся L = 100 мкГн из таблицы №5 [1],

ω_рез = 1 / (√ LC); ω_рез = 2π f_рез = 2 × 3,14 × 0,465 × 10⁶ = 2,92 МГц.

С = (1 / ω_рез) / L = 0,1 мкФ;

Отсюда следует:

ρ = √ L / C = 32 Ом;

Так как по стандарту нет резисторов номиналом 15 Ом, соединяем параллельно 2 резистора типа МЛТ.

R_ое = ρ × Q = 32 × 75 = 2400 = 2,4 кОм;

R_н = 1 кОм;  R'_н = R_н / р² = 1000 / 0,3² = 11,1 кОм;

1 / R_эк = 1 / R_ое + h_22э + 1 / R'_н = 0,00042 + 0,001 + 0,00009 = 0,00151;

R_эк = 662 Ом.

5) Емкость конденсатора колебательного контура.

Общая емкость контура:

С_общ = Q / (2π × f_пр × R_эк);

По госту возьмём резистор МЛТ-0,125. Так как максимальная мощность рассеивания равна 0,1 Вт ( Р_рас=U*I; I=U/R=10/662=0,1)