Другие предметы \ Устройства приема и обработки сигналов

Проектирование радиоприемного устройства сигналов с однополосной модуляцией, страница 7

,                                 (3.6.2)

 (мкВ).

          Таким образом чувствительность приемника ухудшается незначительно.

3.7. Распределение коэффициента усиления.

Распределяя коэффициент усиления (КУ), следует учесть два противоречивых требования. С одной стороны увеличение КУ позволит не считаться с шумами вносимыми преобразователем, с другой стороны чрезмерное усиление сигнала может привести к незначительным искажениям при преобразовании.

Коэффициент передачи УПЧ:

          Поэтому исходя из практических соображений зададим уровень входного напряжения на СД 20мВ. Соответственно коэффициент усиления линейного тракта определим следующим образом:

,                                                (3.7.1)

.

Коэффициент усиления преселектора () обычно выбирается в пределах от 10 до 30. Зададимся =20 тогда напряжение на входе смесителя составит:

,                                         (3.7.2)

  (мВ).

Учитывая динамический диапазон входного сигнала Dвх=75 (дБ)

 (мВ).

Определив таким образом коэффициент усиления всего линейного тракта и преселектора, найдем совместный КУ УПЧ и ПЧ:

,                                              (3.7.2)

где Кз = 2…3 – коэффициент запаса.

.

          Коэффициент усиления, отведенный на преобразователь частоты  и УПЧ, будет определяться произведением КПЧ и КУПЧ. Реализуя преобразователь на микросхеме К174ПЕ  с крутизной преобразования SПР=4.5 мА/В и используя пьезоэлектрический фильтр с затуханием в полосе пропускания 5дБ и входным сопротивлением RВХ=1,5 кОм, определим КПЧ:

,                                                 (3.8.1)

.

          Отсюда коэффициент усиления УПЧ:

,                                                   (3.8.1)

.                         

          Для получения такого коэффициента усиления требуется три каскада усиления, реализованных на микросхемах К175УВ2,4 и обладающих крутизной ВАХ    S=10 мА/В.

3.8. Расчет числа регулируемых каскадов и фильтров системы АРУ.

          Обычно регулируемыми каскадами являются каскады УРЧ и УПЧ. Усиление каскадов, регулируют для уменьшения нелинейных искажений, обусловленных нелинейностью характеристик активных элементов. Как правило не регулируют усиление последнего каскада УПЧ и преобразователя частоты. Изменение режима работы преобразователя частоты к возрастанию уровня нежелательных составляющих преобразователя, вследствии отсечки гетеродинного напряжения, зависящего от управляющего напряжения.

          Число регулируемых каскадов зависит от необходимого изменения коэффициента усиления:

,                                                    (3.8.1)

где  и  - изменение входного и выходного напряжения приемника соответственно.

          Для обеспечения регулировки должно выполняться условие:

,                                                   (3.8.2)

где  –  изменение коэффициента усиления на один каскад.

n -  число регулируемых каскадов.

          Из условия (3.9.2) определим требуемое число регулируемых каскадов.

,

          Каждый каскад УПЧ, реализованный на микросхемах К175УВ2,4 способен обеспечить глубину регулирования 22,5 дБ. Таким образом:

,                   ,

,                        ,

.

            Таким образом число регулируемых каскадов УПЧ  n=3.

          Особенностью АРУ, применяемой в приемнике сигналов с ОБП, является постоянная времени, величина которой порядка 5…10с для необходимо точного закона модуляции и обеспечения малого времени установления переходного процесса. Эта величина в основном определяется постоянной времени фильтра АРУ, т.е. цепью разряда емкости: , поэтому определение значений элементов фильтра АРУ основывается на том, что:

1.  Величина емкости фильтра должна быть конструктивно реализуемой, и для того чтобы в случае применения в качестве детектора АРУ обычного последовательного детектора, его коэффициент передачи стремится к единице, необходимо более высокая величина .

2.  В то же время, если детектор АРУ выполнен на основе коллекторного детектора, то при больших  на нем будет падать значительное напряжение, а это недопустимо.

Исходя из этих соображений и реализуя детектор АРУ на микросхеме К175ДА1 (коллекторный детектор) при =5с и =20мкФ, величину  принимают порядка 250 кОм.

3.9. Определение требований к такту усиления низкой частоты.

          Каскад УНЧ должен обеспечивать требуемую номинальную мощность (Рвых) или напряжение сигнала () на заданном сопротивлении нагрузки, а также минимальную величину нелинейных и частотных искажений. В приемниках, предназначенных для приема на слух, оконечным оборудованием являются головные телефоны или громкоговоритель, а   Рвых может колебаться от нескольких милливатт до нескольких ватт.

          Задаемся требуемой величиной выходной мощности 0,5Вт, сопротивление нагрузки 4 Ом, тогда:

 (В).

          Учитывая, что минимальное входное напряжение УНЧ 40 мВ, определим требуемый коэффициент усиления по напряжению.

.

3.10. Расчет коэффициента шума приемника.

          Коэффициента шума приемника определяется по формуле:

 ,        (3.10.1)

где , , ,  - коэффициенты шума входной цепи, УРЧ, преобразователя частоты и УПЧ соответственно;

          , ,  - коэффициенты передачи мощности соответственно ВЦ, УРЧ и преобразователя частоты;

     *   - коэффициент передачи антенного фидера,

Величина  может быть определена по формуле:

,                                               (3.10.2)

где а – отношение выбранного и оптимального значения коэффициента связи между антенной цепью и входным контуром приемника (с ненастроенной антенной а=0,5  , с настроенной а=1).

  ;                   .

          УРЧ будет реализован на полевом транзисторе, т.к. он обладает меньшим коэффициентом шума, чем биполярный. Можно использовать следующие транзисторы 2П307А,Б,Г , КП307А,Б,Г,Е,Ж используем КП307Г т.к. в заданной полосе частот обладает меньшим собственным коэффициентом шума.  В этом случае:

,                                              (3.10.3)

где  – собственный коэффициент шума транзистора.

          Для КП307Г =3 дБ . Коэффициент усиления УРЧ по напряжению имеет величину порядка 10 . Тогда:

.

          Преобразователь частоты реализуем на микросхеме К174ПС1, тогда .

          Как правило основной вклад в  дают первые три слагаемых поэтому:

Скачать файл