Проектирование радиоприемного устройства частотно-модулируемых сигналов, страница 14

Для полученного ослабления Se_п1 и η^*, χ составляет 0,78 [3, стр.284].

Разность частот среза (при n=3):

,                                                    (96).

(кГц)

Значения вспомогательных параметров y₁ и η равны соответственно (при n=3):

Ослабление соседнего канала Se_ск1, обеспечиваемое одним, звеном для рассчитанного η, при n=3, составляет13,2дБ [3, стр.284].

Общее расчетное ослабление фильтра на частоте соседнего канала (при n=3):

Неравенство Se_скф>Se_скп не изменилось, следовательно, необходимо проверить возможность уменьшения числа звеньев еще на один, т.е. n=2.

Для n=2:

Для полученного ослабления Se_п1 и η^*, χ составляет 0,88 [3, стр.284].

Разность частот среза (при n=2):

(кГц)

Значения вспомогательных параметров y₁ и η равны соответственно (при n=2):

Ослабление соседнего канала Se_ск1, обеспечиваемое одним, звеном для рассчитанного η, при n=2, составляет13,2дБ [3, стр.284].

Общее расчетное ослабление фильтра на частоте соседнего канала (при n=2):

(дБ)

Se_скф<Se_скп, т.е. при n=2 фильтр не обеспечивает требуемую избирательность по соседнему каналу. Поэтому используем фильтр с количеством звеньев равное 3.

Схема каскада УПЧ с ФСС представлена на рис.30.

Рис.30 – Схема каскада УПЧ с ФСС.

Задаются величиной номинального характеристического сопротивления фильтра W₀ в пределах 1…50 кОм. Причем, при больших значениях W₀ возникают трудности реализации емкости С₁, поэтому значение W₀ ограничивают условием:

W₀·f_пр £ 100,

где W₀ – характеристическое сопротивление фильтра в килоомах;

f_пр – промежуточная частота в мегагерцах.

Характеристическое сопротивление W₀ равно 5кОм.

Коэффициент трансформации для первого контура ФСС:

,                                                       (97).

.

где W₀g₂₂ – соотношение большее, либо равное единице (при W₀g₂₂< 1, m₁ равен единице [3]).

Коэффициент трансформации для последнего контура ФСС:

,                                             (98).

.

где W₀g₂₂ – соотношение большее, либо равное единице (при W₀g₂₂< 1, m₂равен единице [3]).

Элементы образующие звенья фильтра (рис.33):

1)емкость С₁:

,                                                           (99).

.

2)емкость С₂:

,                                                (100).

(пФ)

3)емкость С₃:

,                                                   (101).

(пФ)

4)емкость С₄:

,                                                   (102).

(пФ)

5)индуктивность L₂:

,                                                       (103).

(мкГн)

6)индуктивность L₁:

,                                                         (104).

L₁=2·0.6·10^-6 =1.2(мкГн)

Коэффициент передачи К_пф ФСС, при n=3 и η=0,37, определяется по графикам [3, стр.287] и составляет 0,56.

Коэффициент усиления каскада, нагруженного на ФСС:

,                                   (105).

При индуктивной связи ФСС с коллекторной или базовой цепью, дополнительно рассчитывают индуктивности связи:

            1)на входе ФСС:

,                                                       (106).

(мкГн)

где k_св – коэффициент связи, которым задаются равным 0,7…0,9.

              2)на выходе ФСС:

,                                                   (107).

(мкГн)

На рис.31 представлена АЧХ ФСС.

Рис.31 – АЧХ ФСС.

4.5. Расчет частотного детектора.

В качестве ЧД в проектируемом РПрУ используется ИМС К174ХА6, представляющую собой многофункциональную микросхему, предназначенную для построения трактов промежуточной частоты УКВ ЧМ – приемников. Как уже отмечалось ранее, она обеспечивает усиление, ограничение входного сигнала, детектирование ЧМ – сигнала и ряд других функций.

Структурная схема ИМС представлена на рис.32. Электрические параметры микросхемы приведены в приложении Б.

На рис.32 в состав микросхемы входят:

-  усилитель ограничитель А1;

-  детектор уровня А2:

-  частотный детектор UZ1;

-  стабилизатор напряжения А3;

-  усилитель А4;

-  триггер А5;

-  ключи S1, S2.

Основной тракт ИМС, состоящий из многокаскадного усилителя ограничителя на транзисторах и детектора ЧМ – сигнала промежуточной частоты, дополнен трактом бесшумной настройки (БСШ), управляющий сигнал которого снимают с каскада усилителя-ограничителя через детектор уровня. Это же напряжение используется для индикации уровня сигнала на входе.

На рис.33 показана типовая схема включения ИМС К174ХА6.

Порог срабатывания устройства БШН устанавливают подстроечным резистором R₆. При включенной системе БШН входной сигнал подавляется не менее 60дБ.

Полоса пропускания усилителя промежуточной частоты и коэффициент гармоник определяется резистором R₄. Для входного напряжения 10мВ и добротности контура, подключенного к выводам 9, 10 равной 35, коэффициент гармоник не превышает 1%, а при том же входном напряжении и добротности, равной 20, коэффициент гармоник становится равным менее 0,25%.

Поскольку, в качестве оконечного устройства в РПрУ сигналов с ЧМ используется громкоговоритель, то для усиления и фильтрации высших гармоник выходного сигнала ИМС К174ХА6 может использоваться активный RC – фильтр нижних частот, выполненный на операционном усилителе К177УД1.

5.Расчет результирующих характеристик радиоприемного устройства.

5.1.  Зависимость чувствительности от частоты настройки.

В данном случае под чувствительностью понимается уровень сигнала на входе приемника, необходимый для обеспечения номинального напряжения на выходе линейного тракта, т.е. напряжения, принятого при расчете необходимым для нормальной работы детектора. Поскольку коэффициент передачи преселектора в общем случае изменяется при перестройке приемника, уровень входного сигнала, необходимый для обеспечения номинального выходного напряжения, также изменяется в пределах рабочего диапазона. Это изменение и характеризует зависимость чувствительности от частоты настройки. При этом, учитывая, что при перестройке изменяется коэффициент передачи только преселектора, а коэффициент передачи последующего тракта, начиная со смесителя, не меняется, чувствительность может определяться как уровень входного сигнала, необходимый для обеспечения некоторого номинального напряжения на входе смесителя (при котором обеспечивается требуемое напряжение на выходе линейного тракта).