Расчет основных параметров радиоприемного устройства, работающего в диапазоне частот 65-74 МГц, страница 4

В качестве УПЧ выбираем из приложения 3 [1] многофункциональную интегральную микросхему К174УР3. Данная ИМС содержит УПЧ с ограничителем, ЧМ-детектор и предварительный УНЧ.

Для ЧМ приемника вводить систему АРУ нет необходимости, т.к. амплитуда сигнала не несет в себе полезной информации. Достаточно использования встроенного в УПЧ ограничителя. Для того, чтобы в соответствии с заданием ограничитель амплитуды давал ослабление паразитной амплитудной модуляции (АМ) на , на вход УПЧ необходимо подать сигнал уровня .

Усилитель низких частот

УНЧ должен обеспечивать мощность P_ВЫХ = 1 Вт при нагрузке R_H = 4 Ом. Выходное напряжение составляет U_ВЫХ = 2 В. Тогда, выходной ток равен:

 .

В качестве УНЧ применим ИМС К174УН5. Данная микросхема при напряжении питания U_П = 12 В и нагрузке R_H = 4 Ом обеспечивает требуемую P_ВЫХ = 1 Вт. Но применение данной микросхемы без дополнительного теплоотвода не допускается. Тепловое сопротивление от перехода к окружающей среде  ≈1000 град/Вт, тепловое сопротивление от перехода к корпусу  ≈ 20 град/Вт.

Распределение усиления по узлам приемника

Отправной точкой для распределения усиления служат уровни напряжений на входе и выходе детектора приемника. Уровень выходного напряжения задает коэффициент усиления УНЧ, а входного – общий коэффициент усиления преселектора, смесителя и тракта ПЧ.

Уровень выходного сигнала микросхемы К174УР3 при напряжении питания 6 В , уровень входного сигнала должен быть не менее 100 мкВ для обеспечения нормальной работы микросхемы.

Проверим, обеспечивает ли часть приемника, расположенная до входа микросхемы, уровень сигнала, необходимый для нормальной работы микросхемы и входящего в ее состав детектора.

При учете коэффициентов усиления будем выбирать их минимальные значения, т.е. рассматривать худший случай. Это обеспечит некоторый запас по коэффициенту усиления приемника в целом.

По рекомендации [9] примем коэффициент передачи входной цепи равным 0.5, а  Тогда входное напряжение УРЧ будет равно:  

Коэффициент усиления УРЧ по напряжению, значит выходное напряжение УРЧ составляет .

Смеситель имеет коэффициент передачи , его выходное напряжение .

ФСС вносит затухание в поданный на его вход сигнал. Для выбранного нами ФСС затухание в полосе составляет 20 дБ. Иными словами, коэффициент передачи ФСС составляет. Соответственно, напряжение на входе УПЧ (К174УР3) равно.

Тогда:

, что удовлетворяет требованиям нормальной работы микросхемы.

При работе амплитудного ограничителя уровень напряжения на его выходе поддерживается практически постоянным, поэтому напряжение на выходе предварительного УНЧ будет постоянным и составит .

Итак, полученное распределение усиления обеспечивает нормальную работу узлов приемника и общий коэффициент усиления не хуже требуемого. Сведения об усилении отдельных каскадов отражены на структурной схеме приемника. Там же указаны требования к узлам приемника.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА РПУ

Рис. 2. Структурная схема РПУ.

3.  Расчет принципиальной электрической схемы

Теперь учитывая полученные результаты при синтезе структурной схемы, приступим к разработке и расчету конкретных каскадов и цепей, обеспечивающих нормальный режим работы активных элементов, при котором достигается требуемые характеристики.

Расчет преселектора

Как уже было установлено, заданную частотную селекцию могут обеспечить одиночный контур и пара связанных контуров стоящий в нагрузке УРЧ. Потому входная цепь состоит из одиночного контура, кроме того, такая цепь обладает такими достоинствами, как: простота реализации и достаточно высокий коэффициент передачи. Связь с антенной выбираем автотрансформаторную, т.к. емкостная связь с антенной применяется обычно на более высоких частотах. Трансформаторная связь же не подходит из-за трудностей реализации достаточного коэффициента связи между обмотками. Схема входной цепи представлена на рис. 3.1

Рис. 3.1 Входная цепь