Разработка трансляционного стационарного ДСКВ приемника (с диапазоном частот 4-6 МГц), питающегося от сети

Определим неравномерность на границах полосы пропускания ФСИ:

    дБ, где dпр. – значение неравномерности на границе полосы пропускания всего приемника по заданию  не более 7,1 дБ;

dпресс - значение неравномерности на границе полосы пропускания  преселектора  не более 1.87 дБ(рассчитана в 1.2)

dшпк - значение неравномерности на границе полосы пропускания  широкополосного согласующего контура (ШПК), dшпк =0,2-0,3 дБ.

n- Число ШПК в структурной схеме приемника.

Из результатов расчета выбираем соответствующий ПКФ типа ФП1П-023 следующими характеристиками:

- средняя частота полосы пропускания    465 кГц;

- полоса пропускания по уровню 6 дБ -  9,5 кГц;

- неравномерность в полосе пропускания не более 2 дБ;

- избирательность при расстройке от средней частоты на 9 кГц не менее  40 дБ.

1.2.2 Выбор типа  аналоговых ИМС

Выбор ИМС производится в соответствии с их  функциональным назначением, электрическими, конструктивными и эксплутационными характеристиками и параметрами. Для построения стационарных и переносных  радиовещательных приемников АМ и ЧМ в настоящее  время наиболее широко используется ИМС серии К174. В трактах АМ сигналов можно использовать ИМС К174ХА2 в состав, которой входит УРЧ, преобразователь частоты, УПЧ, цепь АРУ. Принципиальная схема ИМС состоит из 112 компонентов, которые характеризуют ИМС следующими параметрами:

-  напряжения питания……………………………..9 В

-  ток потребления………………………………….16 мА;

-  чувствительность при с/ш=26 дБ, при Uвых.пч=60 мВ……………………..……….20 мкВ;

-  частота входного сигнала …………………….....0,15…30 МГц;

-  входное сопротивление УРЧ…………………….3 кОм;

-  входная емкость УРЧ………………………….....<10 пФ;

-  крутизна преобразования смесителя, при U_мг……………………………………….……….30 мА/В;

-  выходное сопротивление смесителя…………....30 кОм;

-  выходная емкость смесителя……………….…...15 пФ

-  входное сопротивление  УПЧ…………….…….3 кОм;

-  выходное сопротивление УПЧ………………….60 кОм;

-  коэффициент шума УРЧ…………….….………..6 дБ;

-  глубина регулировки АРУ для УРЧ….…………40дБ;

-  глубина регулировки АРУ для ПЧ……………...60дБ;

-    диапазон рабочих температур…..……………...-10°С…+60°С

Структурная схема узлов ИМС  К174ХА2 приведена на рисунке 1.

 

Рис.1- Структурная схема узлов ИМС  К174ХА2

1.2.3 Расчет необходимого усиления приемника.

Коэффициент усиления высокочастотной части приемника (до детектора) должен быть равен

, где U_мд- амплитуда напряжения промежуточной частоты(несущей) на входе детектора,

Е_А=Е*h_д- действующее значение ЭДС сигнала в антенне.

Зададимся U_мд=0.8 В, Е_А=38.2 мкВ.

раз=83.4дБ

Для предварительного расчета возьмем

К_прес.=К_вх.*К_урч  5.

ИМС К174ХА2 может обеспечить максимальное усиление до 3000 раз.

1.3 Расчет реальной чувствительности.

Реальная чувствительность ограничена собственными шумами приемника. Исходным выражением для расчета при АМ является следующее:

, где Е_А- чувствительность в единицах ЭДС(из задания 38.2*10^-6 В),

Е- чувствительность в единицах напряженности поля (В/м),

h_д- действующая высота антенны (м),

γ-отношение сигнала к шуму по напряжению на выходе приемника (в относительных единицах, по заданию равна 10),

М- глубина модуляции (для расчета берется М=0.3),

r_А- активное сопротивление антенны (по заданию 76 Ом),

П- эффективная полоса пропускания приемника( 8.5*10³ Гц),

Ш- коэффициент шума приемника, который в первом приближении определяется по формуле

Ш=Ш₁+(Ш₂-1)/К_р1+… ,

Где К_р1 – коэффициент усиления по мощности первого каскада. В диапазонах ДСКВ К_р1 достаточно велик, поэтому можно считать, что коэффициент шума приемника определяется только первым каскадом   Ш=Ш₁  и равен

Ш=Ш_вх.*Ш_аэ.

Здесь Ш_аэ- коэффициент шума активного элемента(составляет <=6 дБ, т.е.4 раза),

Швц – коэффициент шума входной цепи 1.5 дБ.

Тогда

Ш=1,5*6=9 дБ(2,8 раз).

Определим чувствительность:

 мкВ.

Из расчета видно, что для обеспечения заданной чувствительности не требуется дополнительного УРЧ.

1.4 Составление структурной схемы приемника.

В результате предварительного расчета стало известно

1.  Число контуров преселектора N=2.

2.  Эквивалентная добротность контуров преселектора Q_э=120.

3.  Число каскадов и устойчивый коэффициент усиления УРЧ.

4.  Вид и число фильтров, обеспечивающих избирательность по соседнему каналу (1 ФП1П-023) .

5.  Коэффициент усиления УПЧ  К=14808 раз.

Это позволяет выбрать ориентировочно схему входной цепи, УРЧ, преобразователя, структуру тракта промежуточной частоты, схему детектора, АРУ и УНЧ. После этого составляется структурная схема приемника (рис.2).

риа

2. Электрический расчет.

2.1Расчет входной цепи.

Расчет входной цепи включает в себя определения элементов