Расчет принципиальной схемы УКВ ЧМ стереофонического вещания

4. Расчет принципиальной схемы

4.1. Входная цепь

            Дано: Rа = 75 Ом, fmin = 88 МГц, fmax = 108 Мгц, dэ = 0,0145, Rвх = 500 Ом,

Еа = 25 мкВ

Расчет:

            Из таблицы [5] выбираю для МГц:

d₀ = 1 / Q₀ =1 / 250 = 0,004 , C₀ = 6 пФ , С_{cx max} = 48,744 пФ.

Определяю коэффициенты включения антенны и УРЧ:

.

Определяю индуктивность контура:

 мкГн

Для нахождения коэффициента передачи входной цепи найду:

мСм

мСм

Выбираю максимальную и минимальную емкость варикапа, исходя из условия резонанса на минимальной и максимальной частоте рабочего диапазона.

С_max = 50 пФ, С_min = 30 пФ.

На входе УРЧ, с учетом входной цепи, действует напряжение:

мкВ.

4.2. Усилитель радиочастоты

            Преобразую выходное сопротивление микросхемы (Rвых = 50000 Ом, Свых = 9пФ)

до 100 Ом чисто активного сопротивления. Для этого я воспользуюсь П-образной схемой согласования.

            Элементы согласующей цепи:

С`1 = 358,8 пФ , С2 = 16,1 пФ , L3 = 0,1731 мкГн

Пересчитаю С`1, с учетом выходной емкости: С1 = С`1-Свых = 358,8-9 = 349,8 пФ

Контур аналогичен входной цепи, с коэффициентами включения: m = 0,142 , n = 0,116 , и коэффициентом передачи К₀ = 0,8.

            Коэффициент усиления микросхемы:

            Общий коэффициент передачи:

            На вход смесителя поступает:

мВ

4.3. Смеситель и гетеродин

            Основываясь на методику [3], рассчитываю фильтр сосредоточенной избирательности:

            Дано: fп = 10,7 МГц , П = 193 кГц , fск = 373 кГц , Secк = 64 дБ , Seп = 6 дБ

                        Rвых смес = 15 кОм , W0 = 15 кОм . 

Решение:

            Мне необходимо для реализации селективности по соседнему каналу иметь 5 контуров.

            При этом числе контуров у меня Seск = 70 дБ, а коэффициент передачи фильтра

Kф = 0,4 .

            Коэффициенты включения: m = 1 , n = 0,183

            Коэффициент передачи микросхемы: ,

            А общий коэффициент усиления:

4.4. Усилитель промежуточной частоты, ограничитель, детектор

            Ограничитель начинает срабатывать при 60 мкВ, а на входе у меня действует сигнал с амплитудой в 43,2 мВ (при Еа = 25 мкВ), а значит, если учитывать динамический диапазон, микросхема будет работать в неоптимальном режиме и, возможно, она будет пробита. Для того, чтобы это не произошло, ставлю перед усилителем гасящую схему, которая снизила бы входную амплитуду до 56 мкВ.

            Применяю П-схему:

Ом

Ом

кОм

4.5. Стереодекодер

            Стереодекодер включается по типовой схеме включения.

            При входном сигнале с амплитудой 160 мВ, обеспечивается устойчивое включение режима «стерео», но даже если на входе стереодекодера будет действовать сигнал с амплитудой меньше 100 мВ, прием будет осуществляться в режиме «моно».

4.6. Усилитель низкой частоты

            Предварительного усиления сигнала, для оптимальной работы усилителя мощности, не требуется.

            Микросхема включается по типовой схеме включения.

            Микросхема требует ОБЯЗАТЕЛЬНО теплоотвод и обеспечивает в нагрузке 8 Ом выделение мощности 1,5 Вт.

4.7. Автоматическое регулирование усиления

Для реализации заданной глубины регулировки в моем приемнике, можно использовать возможность регулирования усиления линейной части за счет усилителя радиочастоты и ограничителя, стоящего после УПЧ.

            Проверю, достаточно ли одного ограничителя:

            Микросхема К174ХА6 может обеспечить ограничение амплитуды, действующей на входе УПЧ в полосе от 60 мкВ до 50 мВ. Так как я обеспечил на входе УПЧ 56 мкВ, при действии на входе приемника 25 мкВ (U_1MIN), то при максимальной амплитуде

мВ,

действующей на входе приемника, за счет предыдущих каскадов, я получу на входе УПЧ напряжение 31,492 мВ (U_2MAX). Как видно, что при действии такого напряжения на входе УПЧ, ограничитель хорошо справляется с поставленной задачей, и выдает на выходе микросхемы 160 мВ.

            Следовательно, в моем приемнике можно не применять дополнительную регулировку усиления в УРЧ. 

            В моем приемнике АРУ обеспечивается за счет ограничителя.

4.8. Вторичные источники питания

            Приемник требует следующие напряжения питания:

                                               235УВ1А       6 В

                                               К2ЖА241       4 В

                                               К174ХА6       12 В

                                               К174ХА14     12 В

                                               К174УН5       12 В

                                               Варикап управляется 1…10 В

Для обеспечения этих напряжений, я применяю вторичные источники питания, на которые я подаю опорное напряжение 12 В, тем самым я обеспечиваю питанием всю 174-ую серию.

            В качестве вторичного источника питания я выбираю микросхему К142ЕН1.

Ее типовое включение и принципиальная схема изображены в приложении 6.

            Эта микросхема может выдавать 3…12 В, в зависимости от значения параметров  “нависных” элементов. Одной микросхемой я обеспечиваю 4 В, а 6 В - я получаю путем создания делителя напряжения.

4.9. Расчет разделительных конденсаторов

Разделительные конденсаторы выбираем из условия их малого сопротивления на рабочей частоте : , где Rвх - входное сопротивление следующего каскада.

Следуя этой формуле, я получаю:

На этом расчет приемника закончен.

4.10. Сводная таблица данных по приемнику: