Расчет электрической схемы приемника УКВ ЧМ стереофонического вещания с диапазоном частот 88-108 МГц

Найденный ток потребляется микросхемами в режиме молчания. Постоянная составляющая тока I₀, соответствующая максимальной мощности в нагрузке P_н, находится с учетом коэффициента полезного действия η и напряжения источника питания Е_пит:

Рис. 3.6 Структурная схема приемника

Выбор селективных цепей, обеспечивающих подавление помех по дополнительным и соседним каналам приема, интегральных микросхем, реализующих чувствительность, варикапов, перестраивающих контуры преселектора и гетеродина, позволяют привести структурную схему на рис.3.6. Функциональная схема, содержащая параметры технического задания, распределенные между каскадами, представлена на рис.3.7. Теперь можно приступить к расчету принципиальной схемы приемника.

                                                                       Вход АПЧ

Рис.3.7 Функциональная схема приемника

4.  Расчет принципиальной схемы

Полученные результаты в разделе выбора и обоснования структурной схемы являются основными параметрами для расчета электрических схем отдельных каскадов приемника. Выбраны типовые схемы включения микросхем со всеми элементами, подключенными к их выводам, за исключением селективных цепей (см. Приложения). Селективные цепи присоединяются те, которые были определены при расчете структурной схемы, то есть одиночный и пара связанных контуров с критической связью, используемые в преселекторе приемника. Рассчитанные фильтры в тракте промежуточной частоты необходимо согласовать с сопротивлениями микросхем, между которыми они включаются. Согласованию подлежат активные части сопротивлений генератора и нагрузки, а вид СЦ зависит от характера реактивных частей согласуемых сопротивлений. Так при отсутствии реактивных составляющих сопротивлений согласование выполняется Г-образной цепью, так как в этом случае полоса согласования наиболее широкая. Если параллельно активным сопротивлениям включены емкости, то применяется П-образная СЦ, и емкости входят в состав емкостей СЦ. Известно, что чем больше отношение согласуемых сопротивлений, тем уже полоса, в пределах которой выполняется согласование [2].

Расчет одноконтурной входной цепи

Принципиальная схема одноконтурной входной цепи приведена на рис.4.1. Связь с антенной выбирается трансформаторной, а со входом микросхемы – автотрансформаторной. Расчету подлежат элементы схемы и коэффициенты передачи [2].

Требуемый коэффициент перекрытия контура входной цепи К_Д определяется отношением максимальной рабочей частоты f_{c max} к минимальной f_{c min}:

Полученный коэффициент удовлетворяет условию и обеспечивается полученными емкостями.

Минимальная емкость варикапа находится делением максимальной емкости на коэффициент перекрытия:

Далее вычисляются следующие параметры:

- индуктивность контура входной цепи:

- коэффициент включения контура с антенной

- коэффициент включения контура со входом УРЧ:

Так как связь с антенной трансформаторная, то индуктивность связи находится по формуле:

Для определения коэффициента передачи одноконтурной входной цепи сначала находится собственная проводимость ненагруженного контура g по его добротности Q₀, а затем эквивалентная проводимость контура g_э:

Тогда коэффициент передачи входной цепи:

Рассчитываются сопротивления резисторов R₁, R₂, R₃, R₄ при напряжении питания Е_пит=15 В, напряжение управления варикапа 2…12 В. Задаются значением R₂=50 кОм, падение напряжения на нем равно (2-12)В, тогда ток в цепи:

На R₃ создается падение напряжение (15-12)В, отсюда:

Тогда R₄ равно:

R₁=R₂

Расчет двухконтурной входной цепи

Двухконтурная входная цепь обладает повышенными селективными свойствами. Полоса пропускания двухсвязанных контуров (ДСК) с критической связью β=1 больше полосы пропускания одиночного контура (ОК) в √2 раз при одинаковых добротностях.

В диапазонных приемниках для сохранения полосы пропускания при перестройке применяются внешне емкостная и внутри емкостная связи (рис. 4.2) [2].

Расчет ДСК производится в следующем порядке:

- находится коэффициент включения контура с выходом УРЧ:

- коэффициент включения контура с входом смесителя:

Здесь β=1 – фактор связи между контурами, который выбирается критическим, при такой связи АЧХ не имеет провала на центральной частоте полосы пропускания.

- коэффициент передачи ДСК К₂ оценивается по коэффициенту передачи ОК К₁:

- вычисляется коэффициент связи:

- половина коэффициента связи реализуется внешне емкостной связью, а вторая половина – внутри емкостной:

- величина конденсатора внешне емкостной связи находится как:

Так как полученное значение С_св1 мало, применяется частичное включение емкости связи. Выбирается реализуемая величина конденсатора С’_св1=1 пФ и определяется коэффициент включения m’:

- величина конденсатора внутри емкостной связи определяется по формуле:

Рассчитываются сопротивления резисторов R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ при напряжении питания Е_пит=15 В, напряжение управления варикапа 2…12 В. Задаются значением R₄=50 кОм, падение напряжения на нем равно (2-12)В, тогда ток в цепи:

На R₅ создается падение напряжение (15-12)В, отсюда:

Тогда R₃ равно:

R₁=R₂=R₄.

Согласующие цепи

Согласовываются активные сопротивления генератора и нагрузки тогда, когда они отличаются по величине более, чем в два раза. При отношении сопротивлений равном двум, теряется порядка 11% мощности, передаваемой от генератора в нагрузку, что допустимо при проектировании радиоприемных устройств [2].

Расчет СЦ1 между ИМС К174ПС1 и ФСС:

- находится добротность:

- определяются реактивные сопротивления последовательной X₁ и параллельной X₂ ветвей:

- определяется величина последовательно включенной индуктивности и параллельно включенной емкости:

Расчет СЦ2 между ФСС и ИМС К175УВ4:

- находится добротность:

- определяются реактивные сопротивления последовательной