1.5. Выбор средств обеспечения усиления до детектора

На этой стадии проектирования решается следующие вопросы:

• произ­водится выбор схемы детектора;

• определяется требуемое усиление при­емника до детектора;

• выбираются типы транзисторов;

• определяется усиление отдельных каскадов;

• определяется число каскадов усилителя промежуточной частоты.

Исходными данными служит чувствительность приемника, приведенная в п. 2 Задания в виде

• входной ЭДС для приемника с наружной антенной (НА);

• напряженности электрического поля вблизи внутренней магнитной антенны (МА).

Остальные данные определяются в процессе расчета.

1. Выбор схемы детекторы.

При выборе схемы детектора необходимо учитывать назначение радиоприемного устройства, вид модуляции, допустимый уровень искажений. В таблице 1.9 приведены величины минимального входного напряжения и коэффициента пере­дачи некоторых ти­пов детекторов, применяемых в приемниках на дискретных элементах.

Таблица 9

Тип детектора	Uд вх, В	Kд
Диодный (квадратичный) АД	0,1…0,2	0,2…0,3
Диодный (линейный) АД	0,2…0,5	0,3…0,6
Транзисторный АД	0,1…0,3	5…8
Частотный дискриминатор	0,5…1,0	0,6…0,8
Детектор отношений	0,1…0,5	0,6…0,8

Квадратичный и транзисторный амп­литудный детектор (АД) имеют большие нелинейные искаже­ния, поэтому применяются в переносных транзисторных приемниках. Линейный детектор целесообразно использовать в радиовещательных транзисторных приемниках первого и второго класса.

Частотный дискриминатор для нормальных условий приема ЧМ-сигналов тре­бует ограничения амплитуд. Детектор отношений лишен этого недостатка, кроме того, он имеет более высокую чувствительность.

После выбора типа детектора задаются напряжением на входе U_{д вх} детектора и его коэффициентом передачи K_д.

2. Определение требуемого усиления до детектора.

При приеме на наружную антенну (НА) чувствительность задается минимальной величиной ЭДС (E_мин). Поэтому требуемый коэффициент усиления вычисляется по формуле

K_т = K_запU_{д вх}/E_мин,

где K_зап — коэффициент запаса, учитывающим разброс параметров и их из­менение при влиянии различных дестабилизирующих факторов, неточность сопряжения контуров, погрешность измерений; Е_мин — заданная чувстви­тельность (Задание пункт 3). Обычно принимают K_зап = I,5...3, причем, чем выше частота принимаемого сигнала, тем больше величина K_зап.

При приеме на магнитную антенну чувствительность задается напря­женностью электрического поля (Е) вблизи приемной антенны. Поэтому сначала определяется напряжение на входе первого каскада приемника

U_{вх пр} = Еh_дQ_эm,

где h_д = 0,003...0,015 м – действующая высота антенны; Q_э – эквивалентная добротность контура входной цепи, полученная в результате расчетов по формуле (9); m = 0,1...0,2 – коэффициент связи входного контура с транзистором УВЧ.

После этого вычисляется требуемый коэффициент усиления приемника до детектора

K_т ⁼ K_запU_{д вх}/U_{вх пр}.

3. Выбор транзисторов.

Прежде чем приступить к распределение усиления приемника по его отдельным трактам необходимо выбрать типы транзисторов.

С целью упрощения расчетов можно выбирать однотипные транзисторы для трактов высокой и промежуточной частот, исходя из следующего условия:

f_макс  0,3f_S .

где f _{с макс} — максимальная частота принимаемого сигнала; f_S — гра­ничная частота крутизны характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером, при которой падает до 0,707 от своего низкочастотного значения.

В табл. 10 приведены параметры некоторых типов высоко­частотных транзисторов.

Таблица 10

Тип транзистора	0,3fS, МГц	S, мА/В	Cкб, пф	Rвх, кОм	Свх, пф	Fш, дБ
П401	1,1	28	7	1,2	140	–
П402	8,1	29	5	1,0	150	–
П403	21	30	6	1,5	120	–
ГТ309А	27	30	2	1,0	70	5
ГТ309Б	27	30	2	1,5	50	4
ГТ310А	24	30	2,3	1,5	70	3
ГТ310Б	24	30	4	2,2	21	3
ГТ313А	70	35	1,5	2	22	3
ГТ313Б	90	35	1	1,2	20	3

Выбор транзисторов с учетом приведенного выше соотношения по­зволяет при расчетах не учитывать зависимость их параметров от час­тоты. Желательно, емкость коллектор-база С_кб и коэффициент шума F_ш выбранного транзистора имели по возможности малую величину.

4. Определение коэффициентов усиления (передачи) отдельных каскадов приемника.

В приемнике с наружной антенной коэффициент передачи K_вц входной це­пи может быть выбран на основании данных, приведенных в таблице 11.

Таблица 11

Диапазон волн (частот, МГц)	Kвц
ДВ (0,15…0,4)	0,2…0,6
СВ (0,51…1,6)	0,4…1,2
КВ (4…12)	0,5…1,6
УКВ (>20)	0,2…0,6

В приемнике с магнитной антенной коэффициент передачи входной цепи учитывается при определении требуемого усиления до детектора, поэтому при расчетах принимают K_вц = 1.

Коэффициент усиления усилителей радиочастоты и промежуточной частоты при эскизном расчете функциональной схемы радиоприемного устройства можно принять равным коэффициенту устойчивого усиления, который вычисляется по следующей формуле:

K_y = А,

где А = 0,35…0,8 — коэффициент, отражающий запас устойчивой работы усилителя; f — максимальная f_{с макс} или промежуточ­ная f_пр частота.

Устойчивое усиление соответствует такому режиму работы усилителя, при котором отсутствуют предпосылки к его самовозбуждению и все основные параметры усилителя практически не зависят от дестабилизирующих факторов.

Усилители радиочастоты рекомендуется применять в радиовещатель­ных приемниках АМ-сигналов первого и второго класса и в приемниках ЧМ-сигналов. Их усиление должно быть большим, чтобы уменьшить влияние соб­ственных шумов преобразователя частоты. Однако чрезмерно большое усиление может привести к возникновение перекрестной модуляции си­гнала. Обычно значения коэффициента усиления лежат в пределах 10…20 для приемников ДВ, СВ, КВ и 4...10 для приемников УКВ.

Поскольку крутизна характеристики транзистора в режиме преобра­зования в I,5...3 раза меньше крутизны в режиме усиления, можно при предварительных расчетах принять коэффициент усиления преобразователя частоты K_ПЧ принимается равным (0,4…0,7)K_УВЧ.

5. Определение числа каскадов усилителя промежуточной частоты.

В приемниках с однократным преобразованием частоты основное уси­ление приемника обеспечивается в тракте промежуточной частоты. Необ­ходимое число каскадов усилителя промежуточной частоты вычисляется по формуле

где L_ф — затухание ФСС в полосе пропускания; K_УВЧ, К_ПЧ, К_УПЧ — коэффициенты усиления усили­теля высокой частоты, преобразователя частоты и усилителя промежуточной частоты.

Рассчитанное по формуле значение округляется до це­лого числа в большую сторону.