Проектирование радиоприемного устройства частотно-модулируемых сигналов, страница 12

                                                (57)

где ,

(МГц)

 

(МГц)

2)  емкость связи с антенной:

                                                (58)

(пФ),

где (пФ).

Выбирается коэффициент связи с антенной исходя из условия[3]:

K_свА  £ K_к,  K_свА £ K_свАз, K_свА £ K_свАΔf,

где K_к конструктивно выполняемый коэффициент связи составляющий 0,4…0,6 (в зависимости от способа намотки).

Выбирается наименьший, т.е. K_свА=0,4.

Емкость подстроечного конденсатора:

                                (59)

(пФ),

где  - квадрат коэффициента включения

 - коэффициент включения контура ко входу УРЧ

Коэффициент передачи ВЦ на f_min и f_max:

1)  коэффициент передачи K_oвц на частоте f_min:

               (60)

2)  коэффициент передачи K_oвц на частоте f_max:

3)   

             (61)

Изменение коэффициента передачи по диапазону сравнительно невелико (1,9 раза). Полной компенсации изменения коэффициента передачи входной цепи получить не удалось. Это обусловлено тем, что выбранное значение K_свА оказалось меньше того, которое обеспечивает наименьшее изменение коэффициента передачи.

4.2. Разработка усилителя радиочастоты.

В качестве усилителя радиочастоты выбирается одноконтурный УРЧ, выполненный на транзисторе КТ368А по схеме с ОЭ (рис.29). Транзистор КТ368А выбран из условия f_Y21 ³ 3f_max, рассмотренного ранее, в виду того что параметры транзистора слабо зависят от частоты в заданном рабочем диапазоне частот.

Рис. 26 – Схема УРЧ с общим эмиттером.

Для расчета УРЧ используется методика [3]. Исходные данные для расчета:

1) диапазоны принимаемых частот f_min … f_max, МГц                            165…200;

2) эквивалентное затухание контура d_эр                                                0,03;

3) собственное затухание контура d                                                      0,01;

4) минимальная емкость конденсатора настройки С_кmin, пФ               15;

5) максимальная емкость конденсатора настройки С_кmax, пФ               470;

6) емкость подстроечного конденсатора С_п, пФ                                  8;

7) емкость монтажа С_м,пФ                                                                     4;

8) входная емкость следующего каскада С_вх, пФ                                 5;

9) параметры транзистора [7]:

а) обратный ток коллектора I_кб0, мкА                                              5;

б) постоянный ток коллектора I_к, мА                                              6;

в) напряжение коллектор-эммитер U_кэ, В                                       4;

г) напряжение питания Е_п, В                                                           10;

д) температура окружающей среды Т₀, К                                       293;

е) минимальная рабочая температура Т_min, К                                 240;

ж) максимальная рабочая температура Т_max, К                              330.

Вначале рассчитываются элементы схемы, задающие режим работы по питанию.

Изменение обратного тока коллектора:

                                                (62).

.

Тепловое смещение напряжения базы:

,                                                         (63).

.

где γ = 1,8 мВ/К.

Сопротивление резистора в цепи эмиттера:

,                                       (64).

.

где ΔI_к=I_к(Т_max-Т_min)/Т₀=6·10^-3(330-240)/293=1,84мА. – требуемая нестабильность коллекторного тока;

g₁₁=6,59мСм – входная проводимость транзистора, включенного по схеме с ОЭ [7].

Сопротивление резистора фильтрации:

,                                                 (65).

.

Сопротивления делителя R_д1 и R_д2:

,                                                         (66).

,                                                                   (67).

.

Емкость блокировочного конденсатора (равная емкости в цепи эмиттера):

                                                      (68),

(нФ)

Емкость развязывающего фильтра:

                                                   (69),

(нФ)

Индуктивность контура L_к выбирается равной 887 мкГн (равной вычисленной для ВЦ). Коэффициент подключения контура к транзистору m₁ выбирается [3] равным 0,5 (в общем случае m₁=0,2…1).

Коэффициент подключения, обеспечивающий заданную полосу пропускания и ослабление зеркального канала, выбирается исходя из условия[3]:

m_2П £ m₂ £ m_2зк,

где m_2П – коэффициент подключения, обеспечивающий только полосу пропускания;

m_2зк - коэффициент подключения, обеспечивающий требуемое ослабление зеркального канала.

Коэффициент подключения, обеспечивающий требуемое ослабление зеркального канала:

,                                  (70)

где g_вых=9,7·10^-4 – выходная проводимость транзистора, включенного по схеме с ОЭ [7] (равна g₂₂).

Резонансный коэффициент усиления каскада УРЧ на максимальной частоте диапазона f_max:

                                      (71)

где ׀Y₂₁׀=0,183См – модуль проходной проводимости транзистора на рабочей частоте, растет которой приведены в приложении А.

Устойчивый коэффициент усиления каскада УРЧ на транзисторе с ОЭ, при требуемом коэффициенте устойчивости k_д=0,9:

,                                                    (72)

.

Использование схемы УРЧ на транзисторе, включенном по схеме с ОЭ нецелесообразно, т.к. К₀К_уст. Поэтому используется каскодная схема включения (ОЭ - ОБ) на тех же транзисторах КТ368А, представленная на рис.27.

. Методика расчета УРЧ, построенного по схеме ОЭ-ОБ, показана [3]. Значение индуктивности контура коэффициента включения m₁, а также величины ΔI_кб0, ΔU_эб, ΔI_к и сопротивление эмиттера R_э остаются теми же, что

и в схеме с ОЭ. Напряжение питания схемы (рис.30) Е_п составляет 14В.

Рис. 27 – Каскодная схема УРЧ

Сопротивление резистора фильтрации, для каскодной схемы:

,                                                      (73).

Сопротивление резистора R₀:

                                     (74).

(кОм)

Сопротивления резисторов R₁, R₂, R₃:

,                                                     (75)

(кОм)

                                                        (76)

(кОм)

                                                   (77)

(кОм)

Емкость развязывающего фильтра, для каскодной схемы:

,                                                  (78)

(нФ)

Емкости конденсаторов С₃  и С₄: