6.2.2. Расчет связей контура с входной и выходной цепями транзистора

Исходными данными для расчета связей контура с входной и выходной цепями транзистора, помимо данных предыдущего расчета, являются:

- частоты, соответствующие границам рассчитываемого диапазона с запасом по перекрытию

- ;

- ;

- коэффициент перекрытия контура гетеродина ;

- индуктивность катушки контура гетеродина = 4.215 мкГн;

- конструктивная добротность контура ;

- амплитуда напряжения, которое надо подать на смеситель ;

- среднее значение коэффициента усиления тока транзистора в схеме ОЭ .

Рассчитываем минимальное значение добротности эквивалентного контура гетеродина на максимальной частоте генерации:

,

где .

Выбираем минимальное значение амплитуды напряжения обратной связи и рассчитываем:

.

Рассчитываем коэффициент включения контура во входную (эмиттерную) цепь транзистора:

Для получено столь малое значение, что реализовать его сложно, поэтому следует ввести . Для расчета его величины и рассчитываем:

.

,

где - минимальное значение амплитуды первой гармоники коллекторного тока, которое может быть принято равным .

Определяем напряжение, приложенное к последовательно включенным и участку эмиттер-база:

.

Рассчитываем коэффициент включения контура в выходную (коллекторную) цепь транзистора:

Проверяем, не оказался ли режим транзистора перенапряженным. Для этого находим наибольшее возможное значение амплитуды напряжения на коллекторе и сравниваем его с постоянным напряжением.

Для этого рассчитываем наибольшее возможное значение постоянной составляющей эмиттерного тока:

где - допустимое относительное изменение за счет отклонения параметра транзистора от среднего значения.

Рассчитываем максимальное значение амплитуды первой гармоники коллекторного тока и максимальное значение амплитуды коллекторного напряжения:

,

Амплитуда должна удовлетворять условию:

.

После этого выбираем сопротивления , исходя из рассчитанных значений , , и соотношений:

.

.

.

Выбираем стандартные значения с допуском + 5%:

;

;

;

.

В заключение по известным значениям , и , задаваясь значением коэффициента магнитной связи , рассчитываем и :

,

.

7. Расчёт детектора сигналов

Исходными данными для расчета детектора являются:

• значение промежуточной частоты

• нижняя и верхняя частоты модуляции: и

• допустимые амплитудные искажения на нижних и верхних частотах модуляции

• входное сопротивление и емкость микросхемы УЗЧ

Типовая структура ИМС, выполняющей функции ЧД (К174УР3) включает в себя несколько каскадов усилителя-ограничителя, аналоговый перемножитель и каскад УЗЧ.

На рис.7приведена нумерация выводов ИМС К174УР3.

Рис.7 Частотный детектор на ИМС К174УР3

Работа ЧД основана на преобразовании частотно-модулированного колебания (ЧМК) в колебание с частотно-фазовой модуляцией (ЧФМК) и последующего фазового детектирования путём перемножения принятого и преобразованного колебания. Роль преобразователя ЧМК в ЧФМК выполняет параллельный фазосдвигающий контур L_KC₁ и два конденсатора малой ёмкости С, обеспечивающие начальный фазовый сдвиг между и , равный π/2. Контур настроен на промежуточную частоту f_ПЧ. Его ФЧХ вблизи резонансной частоты практически линейна. Для получения требуемой полосы пропускания контур зашунтирован резистором R_Ш.

Следует заметить, что функции фазосдвигающей цепи может выполнять и последовательный колебательный контур, образованный L_K и 2C.

Основной задачей расчёта ЧД является определение параметров элементов фазосдвигающей цепи.

Зададимся требуемым значением полосы пропускания эквивалентного контура , учитывая, что при увеличении значения F_КЭ снижается нелинейные искажения сигнала, но одновременно происходит уменьшение крутизны детекторной характеристики.

Определяем требуемое значение добротности эквивалентного контура:

Выбираем ёмкость конденсатора С₁. Емкость конденсатора должна составлять300…470 пФ. С учётом влияния ёмкости монтажа и входной емкости ИМС принимаем значение ёмкости контура С_К приблизительно на 10…15 пФ больше емкости конденсатора С₁;

если С₁ = 350 пФ, то

Рассчитываем индуктивность контура

Задавшись конструктивной добротностью контура Q_К = 100, определяем проводимости:

Сопротивление шунтирующего резистора:

где - проводимость ИМС со входов, к которым подключен фазосдвигающий контур. Ее значение приблизительно

Тогда:

Выбираем значения емкостей последовательных конденсаторов исходя из условия:

т.е.

Далее рассчитываем параметры цепи коррекции предыскажений ( ). Принимая сопротивление определяем нФ, где - значение постоянной времени корректирующей цепи в системах радиовещания.

На выходе ИМС помимо низкочастотного сигнала присутствует постоянное напряжение, приблизительно равное половине напряжения питания, поэтому потенциометр регулятора громкости подключают через разделительный конденсатор . Между потенциометром и входом ИМС УЗЧ необходим еще один разделительный конденсатор . Задаемся сопротивлением Рассчитываем значения и :

Входная проводимость детектора ( ) равна входной проводимости ИМС.

Определяем из справочных данных на используемую ИМС К174УР3 значение напряжения звуковой частоты на выходе ЧД: Это напряжение поступает на вход УЗЧ, поэтому

Определяем требуемый коэффициент усиления УЗЧ:

,

где - номинальное напряжение звуковой частоты на динамической головке, имеющей сопротивление .