Построение и расчет электрической схемы приемника УКВ ЧМ стереофонического вещания, имеющего диапазон частот 88-108 МГц, страница 3

4.  развязка цепей преселектора;

Нагрузкой усилителя радиочастоты является, как я уже сказал выше, контур, идентичный контуру входной цепи, который также должен перестраиваться, причем перестройка должна осуществляться синхронно с входной цепью, и контур должен быть настроена на частоту, которая является резонансной  для первого контура.

           В качестве усилителя радиочастоты может служить высокочастотный, обеспечивающий одинаковое усиление в полосе рабочих частот, усилительный элемент (транзистор, лампа, интегральная микросхема).

          Среди множества микросхем, была выбрана микросхема 235УВ1А, она полностью удовлетворяет требованиям, которые заданы на проект, а также имеет наиболее полные входные и выходные данные.

Эту микросхему можно применять для автоматического регулирования усиления (АРУ), что является неоспоримым преимуществом перед аналогичными микросхемами.

          Резонансный контур, служащий нагрузкой усилителя радиочастоты перестраивается варикапом. Значит, необходимо определить перестраиваемый элемент. Для этого, пользуясь [2], определим коэффициент перекрытия рабочего диапазона частот, а затем через него, определим коэффициент перекрытия по емкости, из которого и следует выбор варикапа.

Коэффициент перекрытия рабочего диапазона частот:

коэффициент перекрытия по емкости, находится из соотношения:

, а ;

из таблицы, которая приведена в [1], находим, что  наиболее подходит варикап КВ132 со следующими параметрами:

                    Общая емкость 50 пФ

                    Коэффициент перекрытия по емкости 4

                    Напряжение управления 1…10, В

                    Добротность 100

Характеристики и схема типового включения микросхемы представлены в приложении 1.

2.4.5. Преобразователь и гетеродин

В качестве преобразователя частоты и гетеродина была выбрана микросхема К2Ж241 (характеристики приведены в приложении 2), в корпусе котрой выполнены эти два устройства.

          Гетеродин, аналогично входной цепи должен уметь перестраиваться в полосе рабочих частот при помощи варикапа, для этого я вношу в типовое включение микросхемы небольшие изменения.

          Определяю, какие частоты должен выдавать гетеродин, если на вход смесителя поступают частоты 88…108 МГц, а с выхода снимается стандартная промежуточная частота.

          Как известно, на частотах выше 30 МГц, необходимо применять нижнюю настройку, поэтому частоту гетеродина можно найти как:

МГц

МГц.

Следовательно, контур в гетеродине, задающий колебания, должен уметь формировать эти частоты.

          Я определил частоты, которые должен выдавать гетеродин. Далее необходимо определить необходимость наличия АПЧ:

          В [5] приводиться информация, что однокаскадный транзисторный гетеродин без кварцевой стабилизации, имеет относительную нестабильность частоты, в диапазоне выше 30 МГц, равную 10 ^–3. Определим сначала ширину спектра ЧМ сигнала:

ширина спектра ЧМ сигнала:

кГц

определяю нестабильность частоты сигнала и гетеродина:

 Гц

кГц

кГц

Полоса пропускания без АПЧ:

кГц

Как видно, полоса пропускания без АПЧ, с учетом нестабильности гетеродина и сигнала очень высокая, поэтому  необходимо применить АПЧ, для нее полоса пропускания будет равна:

кГц,

что примерно в 2 раза уже полосы пропускания без АПЧ.

          Реализовать АПЧ несложно, но для этого необходимо формировать управляющее напряжение, зависящее от величины растройки частот, и заводить его на управляющий элемент (варикап), который управляет частотой гетеродина.

          Нагрузка смесителя должна обладать большой селективностью по соседнему каналу (60 дБ), для этого необходимо на выходе смесителя поставить фильтры сосредоточенной селекции, расчет которых подробно описан в [4,5].

          До расчета ФСС необходимо посчитать, какая селективность по частоте соседнего канала, обеспечивается за счет входной цепи и контура, на который нагружен усилитель радиочастоты:

,

а селективность по частоте соседнего канала:

,

что соответствует 0,46 дБ, но за счет двух идентичных каскадов, имеющих селективность по частоте соседнего канала 0,92 дБ. Значит, за счет ФСС  необходимо обеспечить селективность на уровне 300 кГц: 61,08 дБ.