Фильтр сосредоточенной селекции
Фильтр
сосредоточенной селекции или ФСС
представляет собой твердотельный
электронный элемент, фильтр с узкой
полосой пропускания (200 КГц) на частоте
315 МГц. Он построен на принципе поверхностных
акустических волн, что позволяет получить
столь узкую полосу.
Фильтр имеет входное и выходное сопротивление 50 Ом, Основная задача ФСС заключается в селекции одной станции из совокупности станций находящихся в рабочей полосе частот приемника и подавление сигналов остальных.
ФСС – главный фильтр приемника.
Коэффициент
шума ФСС равен
.
4. Расчет усилителя промежуточной частоты (упч)
Схема первого каскада УПЧ приведена на рис.9.
В
качестве усилительного прибора выбираем
транзистор BF998. Его
характеристики приведены в табл.1.
Коэффициент транзистора приближается
к максимальному при
.
Выходные и проходные характеристики
при данном напряжении на втором затворе
приведены на рис.10, 11.
Рис.9. Первый каскад УПЧ.
Зададимся рабочей точкой:
;
;
Тогда крутизна переходной характеристики и выходная проводимость будут соответственно равны:
Для
обеспечения температурной стабилизации
напряжение на R13 должно
составлять не менее 20% от напряжения
питания, поэтому
;
;
;
Пусть
для увеличения входного сопротивления,
следовательно
Ток, потребляемый одним каскадом УПЧ, составляет:
Сопротивления емкостей на рабочей частоте должны быть хотя бы на порядок меньше шунтируемых ими сопротивлений, поэтому:
Постоянная
времени развязывающего фильтра R14C9
должна быть порядка десяти периодов
высокочастотного колебания. Так как
транзистор по второму затвору практически
не потребляет ток, то зададимся
.
Тогда емкость можно рассчитать следующим
образом:
.
Рассчитаем коэффициент трансформации L8L9 из условия согласования сопротивлений:
Для того, чтобы трансформатор L8L9 можно было считать идеальным, сопротивление первичной обмотки на рабочей частоте должно хотя бы на порядок превышать сопротивление, вносимое из вторичной обмотки, поэтому:
При условии, что , получаем:
.
Наиболее эффективно каскады УПЧ можно согласовать друг с другом при помощи колебательных контуров. Эквивалентная добротность контуров определит коэффициент усиления каскадов.
Перед
расчетом коэффициента передачи усилителей
УПЧ необходимо определиться с коэффициентом
усиления. Для этого требуется вычислить
номинальное напряжение
.
Оно обеспечивает заданное отношение
сигнал-шум на входе приемника и
определяется напряжением собственных
шумов приемника.
Определим коэффициент шума линейного тракта:
.
Так как УСЧ и УПЧ проектируются на полевых транзисторах, то
.
С учетом этого имеет:
Так
как шумовая полоса ФСС приблизительно
равна
,
то.
Исходя из этого можно принять чувствительность приемника как
.
Это напряжение должно быть усилено в УПЧ до 1 (В), чтобы обеспечить его детектирование детектором АРУ. Следовательно, коэффициент усиления линейного тракта приемника должен иметь следующую величину:
Зная коэффициенты передачи преселектора, смесителя и ФСС, вычислим коэффициент усиления тракта ПЧ:
При использовании транзистора BF998 коэффициент устойчивого усиления на промежуточной частоте составляет:
То есть коэффициент каждого каскада не должен быть больше 20(дБ). При условии, что каскады УПЧ имеют одинаковый коэффициент усиления, вычислим их количество:
При этом коэффициент усиления каждого каскада должен быть равен:
В
состав общей емкости колебательного
контура входит емкость монтажа, паразитная
емкость индуктивности, выходная емкость
транзистора, емкость, вносимая из
следующего каскада и т.д. Таким образом
общую емкость контура можно записать
как
.
Возьмем
,
,
,
выходная емкость транзистора BF998
,
подстроечный конденсатор КТ4-37
.
.
.
Рассчитаем необходимую эквивалентную добротность контура:
.
При
условии, что собственная добротность
контура составляет
,
имеем:
Выходное сопротивление транзистора и входное сопротивление следующего каскада являются достаточно большими величинами, поэтому:
Для более точной настройки коэффициентов усиления каскадов УПЧ, можно добавить в схему параллельно R15 подстроечный резистор.
Напряжение на детекторе АРУ должно быть около 1 (В), что не превышает динамический диапазон рассчитанного каскада УПЧ. Поэтому для всех остальные каскадов тракта промежуточной частоты можно использовать уже рассчитанный режим.
В этом случае имеем:
