Проектирование радиоприемника амплитудной модуляции сигнала (значение промежуточной частоты принимается равным 465 кГц), страница 2

Определим значение добротности эквивалентного контура (с учетом потерь)  Q_KЭ=(0,6…0,8) Q_K и его полосы пропускания ΔF_КЭ =f₀ / Q_KЭ. Q_KЭ примем равным 0,7*130 = 91. Соответственно,

ΔF_КЭ =f₀ / Q_KЭ=2,5 МГц/91=27,47 кГц.

Частота соседнего канала определяется по формуле

 f_СК =  f₀  ±  Δf_СК, где Δf_СК= 10 кГц  для  приемников с АМ. Тогда

f_СК =  f₀  ±  Δf_СК=10 кГц+2500 кГц = 2510 кГц.

Частота зеркального канала определяется по формуле

f_ЗК = f₀ +  2f_ПР = 2500 кГц + 2*465 кГц = 3430 кГц.

Рассчитаем крутизну характеристики избирательности преселектора (в децибелах на декаду), при которой будет обеспечена избирательность по зеркальному каналу (по заданию):

                            γ_ПРЕС = (σ_ЗК  - 3)  / ( lg 4 f_ПЧ – lg ΔF_КЭ)=(40-3)/(Lg4*465-Lg27,47) = 20,2

Рассчитывают число колебательных контуров преселектора

                                               n_ПРЕС  =  round   (γ_ПРЕС  / 20) = 2.

Проверим выполнение требования по  ослаблению  помехи с:

Промежуточной частотой:

       ξ_ПЧ = Q_KЭ (f_ПЧ /f₀ – f₀ /f_ПЧ )=91(465/2500-2500/465)=-472,3

       σ_ПР =    n_ПРЕС 10  lg (1+ ξ_ПЧ² )=107 дБ

Частотой  зеркального канала

       ξ_ЗК = Q_KЭ (f_ЗК /f₀ – f₀ /f_ЗК )=91(3430/2500-2500/3430)=58

       σ_ЗК =    n_ПРЕС 10  lg (1+ ξ_ЗК² )=70,5 дБ

Частотой соседнего канала

       ξ_СК = Q_KЭ (f_СК /f₀ – f₀ /f_СК )=91(2510/2500-2500/2510)=0,73

       σ_{СК УРЧ} =    n_ПРЕС 10  lg (1+ ξ_СК² )=3,46 дБ

Полное ослабление соседнего канала определяется по формуле

                σ_СК = σ_{СК УРЧ} + σ_{СК ФСИ}=3,46+36=39,46 дБ_.

 

3.4. Определение требуемого усиления каскадов приемника.

Требуемый коэффициент усиления приемника определяется  по напряжению на выходе ПРМ (по заданной выходной мощности и сопротивлению громкоговорителя, обычно оно равно 4 Ом) и чувствительности ПРМ   Е_А:

                                       К₀ =U_ВЫХ/ Е_А=0,67/500*10^-6=1340, т.к.

Р=1,8 Вт, R=4 Ом, Е_А=500 мкВ, U²=Р/R=0,45 В², U=0,67 В.

С учетом производственного разброса параметров и старения элементов необходимо обеспечить     

                                      К_{0 ТРЕБ} = (2…3) К₀=2,5К₀=1340*2,5=3350.

Каскады ВЧ тракта (В.Ц.,УРЧ,ПЧ,ФСИ,УПЧ) должны обеспечить усиление, при котором на вход детектора было подано необходимое для его работы напряжение.

  В качестве  детектора АМ сигнала предпочтительно использовать схему диодного детектора. На вход такой схемы требуется напряжение U_{ВХ ДЕТ} =0,4 В.

Следовательно, каскады тракта радиочастоты должны обеспечить коэффициент усиления                

                               К_{0 РЧ}= К_{0 ВЦ} К_{0 УРЧ} К_{0 ПЧ} К_{0 ФСИ} К_{0 УПЧ} = (2..3) U_{ВХ ДЕТ}/ Е_А

Примем К_{0 РЧ} = 2,5 U_{ВХ ДЕТ}/ Е_А=2,5*0,4/5*10^-6=200000

Коэффициент усиления УРЧ выбирают из соображения устойчивой работы и во избежание перегрузки преобразователя. Ориентировочно можно принять  К_{0 УРЧ}= 3…5. Примем его равным 5.

Коэффициент усиления преобразователя принимаем   К_{0 ПЧ}=  20…30 для диапазонов ДВ, СВ, КВ. Примем его равным 20.

Коэффициент усиления УПЧ для приемника АМ  при использовании схемы усилителя с резонансной нагрузкой  К_{0 УПЧ} =80..100. Примем его равным 80.

К_{0 ФСИ} можно принять равным 1.

Тогда можно рассчитать К_{0 ВЦ}

К_{0 ВЦ} К_{0 УРЧ} К_{0 ПЧ} К_{0 ФСИ} К_{0 УПЧ}=200000

К_{0 ВЦ} =200000/(5*20*1*80*80)= 0,3125.

4. Принципиальная схема и электрический расчет амплитудного детектора приемника.

4.1. Принципиальная схема приемника приведена на рис. 6.

Рис. 6. Принципиальная схема приемника.

Перечень использованных микросхем:

1. DD1 – фильтр сосредоточенной избирательности типа ФП1П-60.04;

2. DD2 – усилитель промежуточной частоты типа К174УР1;

3. DD3 – усилитель звуковой частоты типа К174УН1.

4.2. Электрический расчет амплитудного детектора.

Для данного приемника используем детектор с параллельной схемой включения диода.

Принципиальная схема амплитудного детектора приведена на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема амплитудного детектора.

Исходные данные для расчета:

- промежуточная частота f_пр=465 кГц

- напряжение несущей на входе детектора U_д=0.4 В

- максимальный коэффициент модуляции m_макс=0.8

- диапазон модулирующих частот: F_мин=200 Гц, F_макс=12 кГц, коэффициенты частотных искажений: М_н=М_в=1,1

- коэффициент фильтрации К_ф=0,015

- входное сопротивление R_{вх. д.}=500 Ом

Для расчета выберем диод типа Д2В.

4.2.1. Определим сопротивление нагрузки.

R_н=2*R_{вх. д.}=2*500=1000 Ом.

4.2.2. Рассчитаем эквивалентную емкость нагрузки детектора из условия отсутствия нелинейных искажений

      

и допустимых частотных искажений

       ,

где R_iд- динамическое сопротивление диода, равное 450 Ом.

Из полученных значений С_н выберем наименьшее. Таким образом, С_н=10*10^-9 Ф.

4.2.3. Рассчитаем сопротивления:

,

где R_{вх. н.}- входное сопротивление первого каскада УНЧ.

4.2.4. Определим емкости конденсаторов.

5. Список использованной литературы.

1. Красковский А. Е., Мельникова Л. Я., «Проектирование радиоприемных устройств на транзисторах и микросхемах. Часть 1.»

2. Волков В. М., Головин Э. С., Кудряшов В. А., «Электрическая связь и радио на железнодорожном транспорте»

3. Конспект лекций Меремсона Ю. Я. По дисциплине «Системы железнодорожной автоматики и связи».

4. Тарабрин Б. В., и др., «Интегральные микросхемы»

5. Белкин М. К., Белинский В. Т., Мазор Ю. Л., Терещук Р. М., «Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств»