135894 (Разработка схемы радиоприемника), страница 4

Рисунок 12 – Стерео усилитель на двух микросхемах TDA2030.

Операционный усилитель обладает гигантским коэффициентом усиления, поэтому здесь применяется отрицательная обратная связь. Она несколько уменьшает коэффициент усиления, но заметно улучшает качество усиливаемых сигналов.

Также применяются усилители на биполярных транзисторах. Как правило, они имеют большие габариты, гораздо меньший коэффициент усиления и в отличие от усилителей на интегральных микросхемах после сборки требуют ещё и настройки. Преимущество транзисторов заключается в том, что им можно задать три режима работы:

1 режим насыщения;

2 режим отсечки;

3 режим усиления (реагирует на любое напряжение на входе).

Один из простейших усилителей на биполярном транзисторе, включенный по схеме с общим коллектором, представлен на рисунке 13

Рисунок 13 – Усилитель на базе биполярного транзистора включенный по схеме с общим коллектором.

В данном усилителе резисторами R1 и R2 устанавливают режим работы, а конденсатор Cр является разделительным по постоянному току.

1. Воспроизводящее устройство

Выходное устройство служит для преобразования энергии переменного тока в энергию звуковых волн. Для получения мощных звуковых колебаний используются громкоговорители, которые должны равномерно воспроизводить звуки различной частоты.

Данным преобразователем может является диффузорная электродинамическая головка состоящая из:

- корпуса;

- постоянного магнита;

- катушки с проводом малого сечения;

- диффузора.

В роли постоянного магнита может выступать электромагнит, а также комбинация постоянного магнита и электромагнита. Диффузор может быть изготовлен из плотной бумаги или различного рода синтетических материалов, например, пластик. Причём диффузоры изготовленные из синтетических материалов имеют более высокую износостойкость и качество воспроизведения.

При этом динамические головки могут различаться по сопротивлению катушки. Наиболее используемые катушки имеют сопротивление: 2 Ом, 4 Ом, 8 Ом, 16 Ом и 32 Ом.

Также используются пьезоэлектрические динамические головки, которые отличаются более высоким импедансом. Динамические головки данного вида работают на принципе изменения линейных размеров пьезоэлектрической пластины, при изменении в нём электрического поля.

В данном случае, в моём УКВ приёмнике в качестве выходного устройства служит диффузорный электродинамический громкоговоритель – динамик с максимальной мощностью 20 Вт, сопротивлением 4 Ом. Она имеет не очень большие габариты, массу и воспроизводит широкий диапазон частот.

1. Описание работы схемы электрической принципиальной

Принципиальная схема приёмника приведена в приложении А. Сигнал, принятый антенной, поступает на усилитель радиочастоты, выполненный на транзисторе VT1, и далее через разделительный конденсатор С2 – на 8 вывод микросхемы КХА 058 (DA1), в состав которой входят преобразователь частоты, усилитель промежуточной частоты и детектор.

Цепь L1, L2, C4, VD1, R9, C6, R13 представляет собой классический вариант электронного узла настройки. Желаемый диапазон выбирается переключателем SA1, коммутирующим катушки L1, L2. Все необходимые преобразования ЧМ сигнала происходят внутри микросхемы DA1. продетектированный низкочастотный сигнал с вывода 15 DA1 поступает на эмиттерный повторитель на транзисторе VT2, а с его нагрузочного резистора R14 – на вход микросхемы DA2, выполняющей функции усилителя звуковой частоты. Две микросхемы TDA2030 позволяют на выходе получить два канала воспроизведения. Громкость регулирует резистор R15.

Диод VD2 играет роль защиты в случае, если перепутана полярность питающего напряжения. Конденсаторы С9, С12 образуют фильтр по питанию.

1. Характеристика элементной базы

КХА058 - микросхема, предназначенная для работы в приёмном тракте ЧМ радиоприёмника. При включении по типовой схеме с навесными компонентами, она способна реализовать усиление, преобразование, демодуляцию ВЧ сигналов и предварительное усиление напряжения звуковой частоты.

Масса прибора – не более 3 грамм.

Рисунок 15 – Микросхема КХА 058.

Эксплуатационные данные:

U_{пит. ном.}, В. ………………………………………………………. 6..12;

U_{вх. огр.}, мкВ, не более ……………………………………………... 45;

U_вых., мВ, не менее ……………………………………………….. 180;

I_{потреб.}, мА, не более ……………………………………………….. 30;

U_вх.РЧ, мВ, не более …………………………………………………. 3;

U_{пит. max}, В ………………………………………………………….. 16;

K_{ослаб. АМ}, дБ, не менее …………………………………………….. 30;

Отношение сигнал/шум, дБ, не менее …………………………... 40;

K_{гармоник}, %, не более ……………………………………………... 2,5;

Частотный интервал U_вх.РЧ, МГц …………………………... 1,5..110;

Температура окружающей среды, С ……………………… 25..+85.

Назначение выводов:

Вывод 1 – Подключение контура гетеродина;

Вывод 2 – Подключение контура гетеродина;

Вывод 3 – Подключение контура гетеродина;

Вывод 4 – Подключение контура гетеродина;

Вывод 5 – Плюсовой вывод питания (+6…8 В);

Вывод 7 – Подключение резистора обратной связи, который определяет коэффициент усиления;

Вывод 8 – Вход сигнала РЧ;

Вывод 9 – Подключение резистора обратной связи, который определяет коэффициент усиления;

Вывод 11 – Минусовый вывод питания;

Вывод 12 – Минусовый вывод питания;

Вывод 13 – Минусовый вывод питания;

Вывод 14 – Минусовый вывод питания;

Вывод 15 – Подключение индикатора уровня несущей;

Вывод 18 – Плюсовой вывод питания (+9…12 В).

TDA2030 - микросхема предназначена для работы в низкочастотных трактах усиления. При включении по типовой схеме она способна реализовать оконечное усиление сигнала звуковой частоты.

Масса прибора – не более 3 грамм.

Рисунок 16. Микросхема TDA2030

Эксплуатационные данные:

Выходная мощность /максимальная/, Вт. …………………… 2х20;

Диапазон воспроизводимых частот, Гц. …...………..… 20 – 30000;

Неравномерность частотной характеристики, Дб. ………….…. ±3;

Входное сопротивление, Ком. ………...…………………..…… 150;

Чувствительность, мВ. …………………………………………… 50;

Сопротивление нагрузки, В. ………………………………..…. 2 – 4;

Напряжение питания /однополярное/, В. …………………… 5 – 25;

Площадь радиатора – теплоотвода, см². ……………………..… 300.

Назначение выводов:

Вывод 1 – подключение источника сигнала;

Вывод 2 – подключение обратной связи;

Вывод 3 – минусовой вывод питания;

Вывод 4 – подключение динамической головки;

Вывод 5 – плюсовой вывод питания.

КВ109Г - варикап кремниевый, эпитаксиально-планарный, подстроечный. Предназначен для применения в схемах подстройки частоты резонансных усилителей. Маркируется точкой у положительного вывода, выпускается в пластмассовом корпусе с гибкими ленточными выводами. Масса варикапа – 0,06 грамма.

Рисунок 19 – Варикап КВ109Г.

Эксплуатационные данные:

1. Собщ., при F=1 МГц, Uобр.=3 В, пФ ………………………….. 8…17;

2. Кперекл. по С, при Uобр=3…25 В, F=1..10 МГц …………………... 4;

3. Ктемп. С, при Uобр.=3 В, 1/С …………………………...…. (53)10^-4

4. Q, при Uобр.=3В, F=50 МГц, не менее …………………………… 160;

5. Iобр.пост., при Uобр.=25 В, мкА, не более ……………………….. 0,5;

6. Lвыводов, нГн, не более ……………………………………………... 4;

7. Uобр.пост.max, В ……………………………………………………. 25;

8. Pрассеив., при Tк+50С, мВт ………………………………………. 5;

9. Температура окружающей среды, С ……………………… -40…+85;

КД521А - диод кремниевый, эпитаксиально-планарный, импульсный. Предназначен для применения в импульсных устройствах. Выпускается в стеклянном корпусе с гибкими выводами. Для обозначения типа и полярности диода используется условная маркировка – одна широкая и две узкие синие полоски на корпусе со стороны положительного (анодного) вывода. Масса диода – не более 0,15 грамма.

Рисунок 20 – Диод КД521А.

Предельные электрические параметры:

1. Uобр.пост.max, В. …………………………………………………. 754;

2. Uобр.имп.max, при t_U2 мкС, Q10, В. …………………………… 80;

3. Iпр.пост., при T=-60…+50C, мА ………………………………….. 50;

при T=+125C, мА ………………………………………. 20;

4. Iпр.имп., при t_U10мкС, T=-60…+50C ………………………….. 500;

при T=+125C ………………………………. 200;

5. Аварийная перегрузка по Iпр., в течении не более 5 мин.,

при Т=-60…+50C, мА ……………………………………………. 200;

6. Температура окружающей среды, C …………………….. -60…+125.

КТ315Б - транзистор кремниевый эпитаксиально-планарный структуры p-N-p, усилительный. Предназначен для применения в усилителях высокой частоты, промежуточной и низкой частоты. Выпускается в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Тип прибора указывается в этикетке, а также на корпусе прибора в виде соответствующего типономинала. Масса транзистора не более 0,18 грамма.

Рисунок 21 – Транзистор КТ315Б.

Предельные электрические параметры:

1. Uкэ max, при Rбэ=10 кОм, В. ………………………………………. 20;

2. Uбэmax, В. …………………………………………………………….. 6;

3. Iк max, мА ………………………………………………………….. 100;

4. Pк, при T+25С, мВт ……………………………………………… 150;

5. Тепловое R переход-среда, С/мВт ………………………………. 0,67;

6. Температура p-n перехода, С …………………………………… +120;

7. Температура окружающей среды, С ……………………... -60…+100.

КТ368Б - транзистор кремниевый эпитаксиально-планарный структуры n-P-n, усилительный. Предназначен для использования во входных и последующих каскадах усилителей высокой частоты. Выпускается в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Маркируется одной белой точкой с верхней стороны корпуса. Масса транзистора не более 0,5 грамма.

Рисунок 24 – Транзистор КТ368БМ.

Предельные электрические параметры:

1. Uкб пост.max, В ……………………………………………………... 15;

2. Uкб имп.max, при tu=0,5 мС, Q=2, В ……………………………… 20;

3. Uкэ пост.max, при Rбэ=3 кОм, В …………………………………... 15;

4. Uкэ имп.max, при Rбэ=3 кОм, tu=0,5 мС, Q=2, В ………………… 20;

5. Uэб пост.max, В ………………………………………………………. 4;

6. Iк пост.max и Iэ пост.max, мА ……………………………………… 30;

7. Iк имп.max и Iэ имп.max, при tu=0,5 мС, Q=2, мА ………………... 60;

8. Pк пост.max, при T=+65С, мВт …………………………………... 225;

при T=+130С, мВт …………………………………. 130;

9. Температура p-n перехода, С …………………………………… +150;

10. Температура окружающей среды, С ……………………. -60…+100.

1. Разработка платы печатной

Приступая к разводке топологии печатных проводников необходимо учитывать реальные габариты деталей. Удобнее это делать на миллиметровой бумаге, но можно взять и обычный лист в клетку. Рисуем контуры платы, габариты которой будут определяться с учётом размещения её в каком-то готовом корпусе.

Разводку топологии платы выполняют карандашом, отмечая места отверстий для выводов радиоэлементов и пунктиром контуры самих элементов. Линии соединения элементов выполняются в соответствии с электрической схемой по кратчайшему пути при минимальной длине соединительных проводников. Хотя при наличие персонального ЭВМ топологию печатной платы можно разработать в программе Sprint Layout 4.0 rus.