45999 (Расчет связного АМ суперитероидного приемника)

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.

────────────────

1.3 РАСЧЕТ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ РАДИОПРИЕМНИКА

Для приемников, обеспечивающих прием с поиском и без под-

стройки полоса пропускания РПУ, равная полосе пропускания ДД

тракта будет равна:

Пдд=2 fс+К(2 fпер+2 fг+2 fг пч)

где: 2 fc - ширина спектра частот при-

нимаемого сигнала, который ДД тракт

должен пропустить ко входу детектора;

fнс=2651,15 кГц fнс=К(2 fпер+2 fг+2 fт пч) - расшире-

ние полосы пропускания за счет ухода

частот передатчика, гетеродина прием-

ника, частоты настройки тракта ПЧ, с

учетом коэфициентом их совпадения К.

Обычно принимают К=0,3...0,7. Примем:

К=0,5

Для амплитудной модуляции ширина спектра частот принима-

емого сигнала: 2 fc=2Fв=7 кГц

где: Fв=3,5 кГц -верхняя частота моду-

ляции.

Максимально возможные уходы частот от номинального значе-

ния частот передатчика, гетеродина и настройки тракта ПЧ соот-

ветственно равны: fпер= пер*fc max; fг= г*fг max; fт пч= пч*fп

где: пер=3е-5 -относительное изменение

частоты передатчика;

г=1е-4 -относительное изменение час-

тоты гетеродина;

т пр= 1е-5 - относительное изменение

частоты настройки тракта ПЧ;

fс мах= 20 МГц - максимальная частота

передатчика;

fг мах=20,465 МГц -максимальная часто-

та гетеродина, равная: fг max=fcmax+fп

fп=465 кГц -промежуточная частота.

Пдд=2651,15+7000=9651,15 Гц

┌────────────────────────────┐

│ │

│ Пдд=9,6 кГц │

│ │

└────────────────────────────┘

1. 4 G ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЕЙ И НЕРАВНОМЕРНОСТИ H

GУСИЛЕНИЯ В ПОЛОСЕ ПРОПУСКАНИЯ.H

Неравномерность усиления в полосе пропускания ДД тракта

характеризуется коэфициэнтом:

Удд=1/Мдд -относительный уровень ослабления.

где: Мдд -коэфициэнт частотных искажений

ДД тракта.

Мдд=Мрч+Мпч -коэфициэнт частотных искажений ДД тракта

складывается из коэфициэнтов частотных иска-

жений трактов РЧ и ПЧ.

Начиная с диапазона КВ и более коротких волн коэфициэнт

частотных искажений тракта радио частоты принимают равным

примерно 0,5 дБ.

ТОГДА СОТВЕТСТВЕННО:

┌─────G────────H───────┐

│ │

│ G HМрч=0,5 дБ │

│ │

├─────G────────H───────┤

│ │

│G H Мпч=6,0 дБ │

│ │

├G────────H────────────┤

│ │

│ Мдд=6,5 дБ │

│ │

└────────────────────┘

1.5 G ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОБРОТНОСТИ И ЧИСЛАH

G H G КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВH GТРАКТА РЧ.H

Эквивалентная добротность Qэ и число контуров n тракта РЧ

для приемников КВ диапазона определяются требуемой избиратель-

ностью по зеркальному каналу.

Необходимая эквивалентная добротность, для обеспечения

требуемой избирательности по зеркальному каналу при входном

кстройстве с внешней емкостной связью с антенной:

Qu= ( з*fз mах/fc max)/[A]

где: n -число контуров

-избирательность по зеркальному

каналу (относ.единиц).

з[дБ]=20*ln з

fc max -максимальная частота диапа-

зона, fc max=20 МГц

fз max -максимальная зеркальная ча-

стота.

fз max=fc max 2fп=20000-930=1907кГц

[А]=[fз max/fc max-fc max/fз max]

[A]=0,09527

ЗНАЧЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОБРОТНОСТИ ПРИ РАЗНОМ КОЛИЧЕСТВЕ

КОНТУРОВ.

┌───────────┬───────────────┐

│ │ │

│ N │ Qu │

│ │ │

├───────────┼───────────────┤

│ │ │

│ 1 │ 398,4513 │

│ │ │

├───────────┼───────────────┤

│ │ │

│ 2 │ 64,6718 │

│ │ │

├───────────┼───────────────┤

│ │ │

│ 3 │ 35,2773 │

│ │ │

└───────────┴───────────────┘

Необходимое условие: Qu Qэ

Подходит значение Qu=65 (2 контура)

Следовательно примем: Qэ max=65

Qк=250

Расчитаем эквивалентную добротность на нижней частоте

диапазона.

1/Qэ min=1/Qк+(1/Qэ max-1/Qк)*fc min/fc max

1/Qэ min=1/250+(1/65-1/250)*17/20=0,0136

отсюда: Qэ=73,5

Число каскадов n-1=2 (2 каскада)

1.6 GРАСЧЕТ АЧХ ТРАКТА РЧ И ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЕЙ ПОH

G МЕШАЮЩИМ КАНАЛАМ ПРИЕМА.H

1) Расчет ослабления сигнала для входной цепи с внешней

емкостной связью с антенной.

У=(fo+ f)/[( (1+X )) *fo]

где: n -число контуров тракта РЧ,

включая контур входного устройства;

fo -резонансная частота, на кото-

рой расчитывается АЧХ;

f -абсолютная расстройка , при

которой считаем ослабление У ,

равная f=f-fo;

X -обобщенная расстройка, определя-

емая при: В 1 X=2* f*Qэ/fo

B > 1 X=(f/fo-fo/f)Qэ

Qэ -эквивалентная добротность на

резонансной частоте fo.

2) Расчет АЧХ диапазонного приемника производить в двух

крайних точках диапазона, т.е:

f=fc min и f=fc max

3) Результаты расчета сведены в таблице 1.6 . При

расчетах задавались расстройкой f=B*П1=B*fo/Qэ . При достиже-

нии значения f=2*fп расчеты прекращались.

4) Значение Уз, вычисленное при расстройке f=2*fп опре-

деляет избирательность по зеркальному каналу з=1/Уз

з min=261 (отн.ед.)=48 дБ

З max=57 (отн.ед.)=35 дБ

Вывод: расчитанная избирательность заведомо лучше чем

данная в задании.

5) График АЧХ, построеный по данным таблицы 1.6, смотри в

приложении 1.

6) Расчет избирательности по каналу приема на промежуточ-

ной частоте: п=(Qб[fп/fб-fб/fп]) *fб/fп

где: n -число контуров тракта РЧ;

Qб -их эквивалентная добротность на

частоте fб, ближайшей частоте рабо-

чего диапазона к промежуточной fп.

п=(90,4*(17000/465-465/17000)) *17000/465=107 дБ

┌─────────────────────────┐

│ │

│ п заданая= 44 дБ │

│ │

│ п расчетная= 107 дБ │

│ │

└─────────────────────────┘

Вывод: расчитанная избирательность по каналам приема на

ПЧ заведомо лучше заданной.

1.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОБРОТНОСТИ И ЧИСЛА КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ

КОНТУРОВ ТРАКТА ПЧ.

1) Ширина расчетной полосы пропускания ФСС.

Пр=Пдд/ п где: п=0,8...0,9

примем п=0,85 , тогда получим:

Пр=9,6/0,85=11,3 кГц.

2) Необходимая добротность контуров ФСС.

Qн=2 2*fп/Пр

Qн=930000* 2/11300=116,4

ФСС применяют, если конструктивная добротность Qк их

контуров, лежащая в интервале 100-300, будет больше Qн.

3) Величина относительной расстройки по соседнему каналу.

с=2*dfсос/Пр где: fсос-расстройка, при которой

задана избирательность по

соседнему каналу.

с=2*9000/11300=1,59

4) Вычислим обобщенное затухание

=2*fп/Qк/Пр

=930000/11300/200=0,41 при Qк=200

по графику 1. 5 найдем значения:

для с=1,59 Y1c=

п=0,85 Y1п=

5) с1=-Y1с= дБ -избирательность по соседнему каналу.

Мпч1=-Y1п= дБ -коэфициэнт частотных искажений на

краях полосы пропускания.

6) Число звеньев ФСС для обеспечения заданного

коэфициэнта частотных искажений на краях полосы пропускания.

n п=Мпч/Мпч1=6/ =

так, как: nс>nп то примем nф=nс=

1.8 GРАСЧЕТ АЧХ ТРАКТА ПЧ И ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ПО СОСЕД-H

GНЕМУ КАНАЛУ ПРИЕМА.H

При построении АЧХ ФСС используется обобщенная АЧХ его

П-образного звена с расчитанным значением обобщенного затуха-

ния . Строятся обе ветви этой обобщенной АЧХ.

Затем вводится новый масштаб по осям. На оси ординат ука-

зываются значения ослабления n-звенного ФСС с числом звеньев

nф:

Уфсс [дБ] =nф*У1 [дБ]

По оси абсцисс, ниже относительной расстройки , указыва-

ется абсолютная расстройка f, связанная с первой соотношением

f=0,5*Пр*

На построенный график АЧХ наносят полосу пропускания ДД

тракта и определяют коэфициэнт частотных искажений на ее краях

Кроме того, для заданной расстройки нужно отметить полученную

избирательность по соседнему каналу.

Для оценки правильности расчета параметров ФСС на его

график АЧХ наносят линии заданного уровня коэфициэнтов ослаб-

ления помехи по зеркальному каналу и по промежуточной частоте.

Расчет считаем законченым, если границы полосы пропускания на

графике проектируются ниже заданных, а коэфициэнт ослабления

соседнего канала больше заданного. Запас избирательности по

соседнему каналу всего ФСС должен быть меньше избирательности

по соседнему каналу одного его звена.

1.9 РАСЧЕТ ОБЩЕГО УСИЛЕНИЯ ДД ТРАКТА И

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ЕГО КАСКАДОВ.

В ДД тракте осуществляется усиление слабого сигнала,

поступающего на вход РПУ от антенны до уровня, необходимого

для работы детектора в заданом режиме.

I) Расчет общего усиления ДД тракта.

При приеме на наружную антенну требуемое усиление

расчитывается по формуле:

Кдд=Uвх/1,414/Еао где: Uвх - заданная амплитуда напря-

жения на входе детектора (В) ;

Eao - заданная чувствительность (В) ;

Кдд=0,32/1,414/0,000006=37713

С целью создания запаса по усилению увеличим полученное

значение в 1,4 раза.

Кдд на=37713*1,4=527697

┌───────────────────────────┐

│ │

│ Кдд на= 527697 │

│ │

└───────────────────────────┘

II) Определение числа усилительных каскадов ДД тракта.

При приеме на наружную антенну:

Кобщ=Квц*Курч*Кпч*Купч

II.a)

где: Квц - коэффициент передачи одноконтурной входной

цепи на КВ при наружной ненастроенной антенне типа "телеско-

пический штырь" или "наклонный одиночный провод" .

Квц=m*Qэ мin*С'а/(Сэ мах+С'а)=m*K'вц

где: m - коэффициент включения входа

первого транзистора;

Qэ мin - эквивалентная добротность

контура входной цепи;

Сэ мах - эквивалентная емкость контура

входной цепи на минимальной частоте,

Сэ мах=Смах+С'сх;

С'а - емкость, определяемая из выраже-

ния: С'а=Са*Ссв/(Са+Ссв) ,Са -емкость

антенны, Ссв - емкость конденсатора

связи антенны с входной цепью.

Сначала расчитаем коэффициент включения входа первого

транзистора (m).

m*m=(1-Qэ мах/Qк)Rвх мах*Сэ мin*fс мах/159/Qэ мах

где: Qк -конструктивная добротность

входного контура;

Rвх мах - входное сопротивление тран-

зистора (кОм) на частоте fс мах;

Cэ min -минимальная эквивалентная ем-

кость входного контура, Сэ min=Сmin+С'

Сmin -минимальная емкость конденсатора

переменной емкости, при которой осуще-

ствляется настройка контура на частоту

fс мах, С'-эквивалентная емкость схемы

при которой блок клнденсаторов перемен

ной емкости, выбраный в соответствии с

таблицей 1. 5 обеспечит перектытие за-

данного диапазона fс min...fc max,

С'=(Смах-К*К*Сmin)/(К*К-1) , К-коэффи-

циент перекрытия диапазона,

К=fc max/fc min

1)коэфициент перекрытия диапазона: К=20/17=1,1765

2)эквивалентная емкость схемы:

С'=(100-1,384*10)/(1,384-1)=224 пФ

3)минимальная эквивалентная емкость входного контура:

Сэ min=224+10=234 пФ

4)входное сопротивление транзистора ГТ310Б - 25 кОМ.

m*m=(1-65/250)*25*234*20000000/159*65=0,03539

m=0,18813

5)емкость антенны: Са= 10 пФ = 10е-12 Ф

6)емкость конденсатора связи антенны Ссв= 3 пФ = 3е-12 Ф

7)емкость С'а=Са*Ссв/(Са+Ссв)=10*3/(10+3)= 2,3 пФ

8)эквивалентная емкость контура входной цепи на минималь-

ной частоте диапазона: Сэ мах=Смах+С'=100+224=324 пФ

9)коэфициент передачи одноконтурной входной цепи, при

коэфициенте включения входа первого транзистора m=1:

К'вц=Qэ min*C'а/(Сэ max+С'а)=73,5*2,3е-12/(326Е-12)

К'вц=0,52

10)общий коэффициент передачи одноконтурной входной цепи:

Квц=m*К'вц=0,18813*0,52=0,0976

┌─────────────────────────────────┐

│ │

│ Квц = 0,0976 │

│ │

└─────────────────────────────────┘

II.b)Koэффициент усиления каскада УРЧ при предварительном

расчете принимают равным устойчивому коэффициенту усиления на

максимальной частоте диапазона:

Ко уст мах=0,45 (S/wс мах/Ск)

4)входное сопротивление транзистора ГТ310Б - 25 кОМ.

m=(1-65/250)*25*72*20000000/159*65

m=0,17

5)емкость антенны: Са= 10 пФ = 10е-12 Ф

6)емкость конденсатора связи антенны Ссв= 3 пФ = 3е-12 Ф

7)емкость С'а=Са*Ссв/(Са+Ссв)=10*3/(10+3)= 2,3 пФ

8)эквивалентная емкость контура входной цепи на минималь-

ной частоте диапазона: Сэ мах=Смах+С'=100+72=172 пФ

9)коэфициент передачи одноконтурной входной цепи, при

коэфициенте включения входа первого транзистора m=1:

К'вц=Qэ min*C'а/(Сэ max+С'а)=73,5*2,3е-12/(172Е-12)

К'вц=0,983

10)общий коэффициент передачи одноконтурной входной цепи:

Квц=m*К'вц=0,17*0,983=0,167

┌─────────────────────────────────┐

│ │

│ Квц = 0,167 │

│ │

└─────────────────────────────────┘

III)Koэффициент усиления каскада УРЧ при предварительном

расчете принимают равным устойчивому коэффициенту усиления на

максимальной частоте диапазона:

Ко уст мах=0,45(S/wс мах/Ск)

где: S -крутизна проходной характерис-

тики транзистора на максимальной час-