1. Расчет структурной схемы линейного тракта.

Перед началом расчета необходимо выбрать один или несколько прототипов разрабатываемого приемного устройства. Схемотехнические решения, использованные в прототипах, служат ориентиром при проектировании, когда необходимо выбрать один из нескольких возможных вариантов схемы. В частности, можно определиться с количеством преобразований частоты в линейном тракте и с значениями промежуточных частот.

Расчет полосы пропускания тракта

Исходные данные.

Диапазон рабочих частот: .

Вид и параметры модуляции принимаемого сигнала.

Избирательность по соседнему и зеркальному каналам, соответственно,

.

Последовательность расчета.

Полоса пропускания линейного тракта супергетеродинного приемника с однократным преобразованием частоты

,

где ширина спектра сигнала, -составляющая полосы пропускания, обусловленная нестабильностью частоты сигнала, неточностью настройки приемника, а также рядом других факторов.

Для амплитудно-модулированного (АМ) сигнала

,

где F_max -максимальная частота модуляции.

Для частотно-модулированного (ЧМ) сигнала

при m >>1,

при m >1,

при m ≤1,

,

где - индекс частотной модуляции, -максимальная девиация частоты.

,

где - абсолютная нестабильность частоты сигнала;

- относительная нестабильность частоты, определяемая передатчиком, (для кварцевых возбудителей передатчиков );

абсолютная нестабильность частоты гетеродина;

- относительная нестабильность частоты гетеродина (для кварцевых гетеродинов или синтезаторов частоты , а для автогенераторов без кварцевой стабилизации );

- неточность настройки, вызванная погрешностями реализации системы настройки приемника на рабочую частоту, (при плавной настройке приемника и без оценки потребителем качества приема , а при использовании синтезатора частоты или при оценке качества приема потребителем =0);

-нестабильность настройки тракта промежуточной частоты (для LC-фильтра сосредоточенной избирательности (ФСИ) , а в случае использования кварцевых, керамических и подобных им ФСИ нестабильность очень мала и определяется параметрами фильтра).

П ри использовании системы частотной автоподстройки гетеродина полоса пропускания

,

где - коэффициент частотной автоподстройки.

Разработка структурной схемы преселектора

На данном этапе работы определяются типы фильтров, входящие в состав преселектора, которые обеспечивают требуемую избирательность по зеркальному каналу. Здесь же уточняется значение промежуточной частоты.

Структура преселектора определяется с помощью графиков зависимости степени подавления зеркальной помехи (избирательности) от обобщенной расстройки ζ для различных фильтров в преселекторе. (Рис 1.1а – для малых значений ζ, рис.1.1б – для больших значений) [1].

ξ ξ

а б

Рис.1.1

На графиках использованы следующие обозначения

1 – одиночный контур, 2 – двухконтурный полосовой фильтр (ДПФ), 3 – два настроенных контура, 4 – ДПФ и настроенный контур, 5 – три настроенных контура, 6 - два ДПФ, 7 – ДПФ и два настроенных контура, 8 – два ДПФ и одиночный контур, 9 - три ДПФ, 10 – ДПФ при коэффициенте связи 3^0,5 и одиночный контур.

Полосовые фильтры преселектора распределяются между входной цепью и усилителем радиочастотным (УРЧ).

Задаваясь структурой преселектора (номером графика) и зная требуемую величину _зк избирательности по зеркальному каналу, можно определить значение ξ обобщенной расстройки. Найденное значение обобщенной расстройки используется для определения промежуточной частоты.

,

где - эквивалентное затухание контуров радиочастотного тракта.

Полученное значение промежуточной частоты сравнивается с ранее принятым (исходя из данных о прототипе). Если найденное значение промежуточной частоты больше промежуточной частоты прототипа, то меняется либо структура преселектора, либо промежуточная частота.

Пример:

Определим структуру преселектора, если максимальная частота принимаемого сигнала f_{с макс}=30МГц, а избирательность по зеркальному каналу ,;

По графикам рис1.1б выбираем двухконтурный полосовой фильтр (ДПФ) (график №2). Значению соответствует обобщенная расстройка ;

Пусть эквивалентное затухание контуров высокочастотной части линейного тракта .

Определяем значение промежуточной частоты

Гц

Данное значение f_пч превышает принятое ранее по данным прототипа значение f_пч=465кГц, поэтому с целью понижения f_пч усложняем структуру преселектора.

Выбираем преселектор, содержащий три настроенных контура (график №5). При этом . При повторном расчете промежуточной частоты получаем . С целью дальнейшего понижения f_пч принимаем решение об использовании высококачественных контуров радиочастотного тракта - уменьшаем значение эквивалентного затухания d_эр до 0,01. Получаем <465кГц. Принимаем решение об использовании стандартного значения промежуточной частоты f_пч = 465кГц.

Выбранные структура преселектора и значение эквивалентного затухания обеспечивают подавление зеркальной помехи более, чем на 40 дБ - требование задания на проектирование по подавлению зеркальной помехи выполнено с некоторым запасом.

Окончательно решение о выборе промежуточной частоты принимается после проверки реализуемости требуемого затухания по соседней помехе усилителем промежуточной частоты (УПЧ). Если ФСИ в УПЧ не обеспечит требуемого затухания помехи при заданной полосе пропускания, то придется уменьшить промежуточную частоту, усложнив фильтры преселектора, и повторить расчет.

Если же требуемые значения избирательности по соседнему и зеркальному каналам приема настолько высоки, что требуют использования очень сложных фильтров в преселекторе и УПЧ, то целесообразно перейти к структуре линейного тракта с двукратным преобразованием частоты.