Проектирование радиоприемного устройства частотно-модулируемых сигналов, страница 11

В разрабатываемом радио приемном устройстве используется цифровая шкала индикации частоты, структурная схема которой представлена на рис.23.

Основу цифровой шкалы составляют пять быстродействующих универсальных счетчиков 1531ИЕ10 с возможностью предустановки.

На делитель частоты и далее на формирователь управляющих сигналов (ФУС), от опорного генератора подается последовательность прямоугольных импульсов с частотой 1МГц. С выхода делителя сигнал с частотой 500 Гц подается на один из двух входов схемы логического элемента & (рис.23,б). В течение половины периода этого сигнала схема & открыта, и входная импульсная последовательность, поступающая на второй вход схемы &, подается на счетные входы всех счетчиков. Счетчики работают в режиме сложения. Таким образом, в момент окончания интервала счета в счетчиках, будет содержатся количество поступивших за интервал входных импульсов, если в момент начала интервала все они находились в нулевом состоянии, то есть значение измеренной частоты в килогерцах. В течение другой половины периода сигнала на первый вход схемы & закрыт и содержимое счетчиков не изменяется.

На выходе ФУС действуют импульсы предустановки (точка Б), подготавливающие счетчики к определенным циклам счета, а также сигнал фиксации, полученный в результате счета данных в буферных регистрах (БР) (точка В), который подается на их входы стробирования.

Зафиксированные данные с выходов БР подаются на дешифраторы (ДШ), преобразующие двоично-десятичный код измеренного значения частоты (с учетом значения промежуточной частоты) в управляющие сигналы индикаторов, на которых постоянно отображается текущее значение частоты настройки приемника в килогерцах.

а)

б)

Рис.23 – Структурная схема цифровой индикации частоты.

3.8. Окончательный выбор элементной базы и описание схемы электрической функциональной.

Исходя из результатов, проделанных ранее расчетов, проводится следующий вывод: выбранная элементная база приемника обеспечивает на выбранной промежуточной частоте расчетные коэффициенты усиления. На основе выбранной элементной базы и средств обеспечения частотной избирательности составляется функциональная схема РПрУ, изображенная на рис. 24.

В состав РПрУ входят: преселектор, состоящий из входной цепи (ВЦ), построенной по схеме с внешне емкостной связью с антенной и индуктивной связью с последующим транзистором; построенный на транзисторе КТ368А усилитель радиочастоты; преобразователь частоты (смеситель), выполненный на микросхеме К174ПС1 с внешним синтезатором частот; подавляющий соседние каналы приема фильтр сосредоточенной селекции (ФСС); усилитель промежуточной частоты, построенный на транзисторе КТ368А; частотный детектор, выполненный на многофункциональной микросхеме К174ХА6, которая обеспечивает усиление, ограничение входного сигнала, а также ЧМ – сигнала; усилитель низкой частоты, обеспечивающий необходимый уровень сигнала для работы оконечного устройства.

В синтезаторе частот формируется сетка гетеродинных частот, а также управляющее напряжение, которым перестраивается ВЦ и УРЧ, при помощи варикапов. В качестве всех варикапов используется КВ117А.

На рис.24 показаны также: блок управления и блок индикации. В качестве опорного кварцевого генератора может быть использована ИМС К219ГС1 с умножением частоты, представленного блоком ОГК.

4.  Разработка схемы электрической принципиальной радиоприемного устройства.

4.1. Расчет входной цепи.

В качестве входной цепи выбирается одноконтурная ВЦ с комбинированной связью с антенной, представленная на рис. 25. В схеме используется электронная подстройка частоты с помощью встречно-последовательного включения варикапов. Такой метод включения приводит к уменьшению нелинейных эффектов, которые не желательны.

Достоинство данной схемы ВЦ (рис. 25) состоят в следующем– высокая степень постоянства резонансного коэффициента передачи по частоте что позволяет применять ВЦ с комбинированной связью с антенной в высококачественных приемниках.

Недостатком данной схемы является пониженная избирательность для частот, близких к резонансной частоте антенны.

Для расчета ВЦ используется методика [3]. Исходными данными для расчета являются:

1) диапазон принимаемых частот fminfmax, МГц                  165…200;

2) параметры первого активного элемента приемника:

а) входное сопротивление Rвх, Ом                                            200;

б) входная емкость Свх, пФ                                                       10;

3) эквивалентное затухание контура ВЦ dэр,                                   0,03;

4) собственное затухание контура d                                                 0,01;

5) параметры антенны:

а) емкость антенны на максимальной частоте САmin, пФ     20,6;

б) емкость антенны на минимальной частоте САmax, пФ    25;

в) эквивалентное активное сопротивление антенны RA, Ом    80;

Емкость связи с антенной СсвА выбирается равной нескольким процентам от емкости САср и составляет 1пФ [3].

Далее выбирается блок конденсаторов с минимальной емкостью Скmin равной 15 пФ и максимальной емкостью Скmax – 470 пФ.

Рис.25 – Одноконтурная входная цепь с комбинированной

связью с антенной.

Максимально допустимая емкость ВЦ:

                                               (52)

(пФ)

Индуктивность контура:

                                                      (53)

(мкГн)

Индуктивность связи с антенной:

                                                    (54)

(мкГн)

где kуд=1,2 – коэффициент удлинения антенны, при котором коэффициент передачи ВЦ увеличивается (составляет обычно 1,2…2).

Согласно [3, стр.164] индуктивности контура и связи с антенной имеют размерности мкГн.

Далее определяется коэффициент связи с антенной и коэффициент включения ВЦ ко входу УРЧ, обеспечивающие требуемую селективность по зеркальному каналу, а также равенство коэффициентов передачи на частотах fmin и fmax.

Коэффициент связи с антенной:

                                 (55)

Коэффициент включения контура (ВЦ) ко входу УРЧ:

                                            (56)

где  - затухание, вносимое емкостями;

 - затухание, вносимое индуктивностями.

Коэффициент связи контура с антенной и емкость связи из условия допустимой расстройки контура антенной:

1)  коэффициент связи контура с антенной: