Расчёт входной цепи

Во входной цепи применим индуктивную связь контура входной цепи со входом первого активного элемента приемника.

Для этого выберем в качестве входной цепи схему на рис 3.1 [1, рис. 4.7].

Рис. 3.1. Схема входной цепи с индуктивной связью с антенной и транзистором

В качестве элемента настройки будем использовать конденсаторы переменной ёмкости.

Коэффициент перекрытия по частоте в заданном диапазоне:

Выбираем двухсекционный блок конденсаторов КПЕ-3 с параметрами , .

Проверим соотношение: ; где - это суммарная паразитная ёмкость, в реальном контуре включённая параллельно и минимальное значение на коротких и метровых волнах. Подставив значения, получаем: .

Неравенство выполняется и значит применение этого элемента настройки возможно.

Затухание эквивалентного контура примем .

Вычисляем максимально допустимую ёмкость входной цепи:

.

Вычислим индуктивность:

.

Находим индуктивность катушки связи с антенной:

,

где - минимальная емкость антенны, - коэффициент удлинения.

Определяем коэффициент связи с антенной и коэффициент включения входной цепи к входу УРЧ для получения требуемой избирательности по зеркальному каналу так, чтобы на и были равны суммы затуханий, вносимых антенной и входом УРЧ.

, где ;

.

;

.

Вычисляем коэффициент связи с антенной, обеспечивающий допустимую расстройку контура входной цепи. При этом полагаем, что антенна и входная ёмкость УРЧ вносят одинаковую расстройку, причём суммарная расстройка не превышает . Полагаем также, что при регулировке мы компенсируем среднее изменение по диапазону. Тогда нескомпенсированным остаётся лишь влияние случайных отклонений при эксплуатации. Для этого берём допустимую расстройку контура антенной:

;

. Сравниваем и выбираем из условий: , , , где - конструктивно выполнимый коэффициент связи, равный 0,5÷0,6 для катушек с универсальной намоткой и 0,4÷0,5 для катушек с однослойной намоткой. Итак, , , . Выбираем коэффициент связи .

Выбираем индуктивность связи так, чтобы она совместно с ёмкостью образовывала контур, настроенный на частоту выше при верхней настройке гетеродина:

. Вычисляем коэффициент связи между катушками и , необходимый для получения определённого ранее: .

Находим ёмкость подстроечного конденсатора:

.

Определяем коэффициент передачи входной цепи на и :

, где - частота настройки входной цепи.

Для : .

Для : .

Как видно выбор дал достаточно хорошую равномерность по диапазону.

Обобщённая расстройка, на частоте зеркального канала равна:

.

Расчет усилителя радиочастоты

Рис. 3.2. Принципиальная схема УРЧ

Обобщённая расстройка, на частоте зеркального канала , которую должен обеспечить УРЧ: .

Следовательно, эквивалентное затухание, которое должен обеспечить УРЧ:

.

Добротность контура: .

Данная добротность реализуема.

В качестве активного элемента УРЧ был выбран КТ313Д. Транзистор должен удовлетворять условию: , где - граничная частота крутизны характеристики в схеме с ОЭ, при которой падает до уровня 0,7 от своего низкочастотного значения, а - максимальная частота принимаемых сигналов.

Данное условие выполняется: .

Параметры рабочей точки: , , , .

- параметры данного транзистора, включенного по схеме с ОЭ, можно рассчитать по приближённым формулам таблицы 3.1[2]:

;

;

;

где ; ; ; - предельная частота усиления тока в схеме с ОЭ.

Расчет элементов цепи питания

1.Допустимое изменение тока коллектора: .

2.Сопротивления в цепи эмиттера определяется приближённой формулой:

.

3.Изменение обратного тока коллектора:

.

4.Коэффициент нестабильности для схемы температурной стабилизации:

.

5.Коэффициент усиления по току в схеме с общей базой:

.

6.Расчёт сопротивлений делителя: .

Выбираем R₁ ≈ 2,4кОм из стандартного ряда сопротивлений Е24.

.

Выбираем R₂ ≈ 6,2кОм из стандартного ряда сопротивлений Е24.

Определяем вещественную составляющую входной проводимости каскада УРЧ с учетом сопротивлений делителя: .

Во избежание излишней отрицательной обратной связи по переменному току выбираем значение емкости в цепи эмиттера , из условия: .

Из стандартного ряда выбираем номинал .

Емкость блокировочного конденсатора в цепи питания выбираем аналогично:

.

Из стандартного ряда выбираем номинал .

Разделительный конденсатор .

Индуктивность контура выбираем аналогично входной цепи: .

Резонансная проводимость колебательного контура:

.

В данной схеме на верхней частоте диапазона имеет наибольшее значение. Влияние внешних цепей на параметры колебательного контура будет наибольшим также на верхней частоте, поэтому коэффициенты включения (трансформации) и выбирают, исходя из допустимого влияния внешних цепей на параметры колебательного контура, именно на максимальной расчетной частоте. В пределах рассчитываемого диапазона и от частоты настройки не зависят.

Рассчитываем значение :

- из условия допустимого коэффициента удлинения :

;

- из условия допустимого влияния внутренней обратной связи на устойчивость работы УРЧ: ;

- из условия расстройки контура не более, чем на половину полосы пропускания за счет подключения к нему : .

Из трех полученных значений выбираем меньшее , которое используем при дальнейших расчетах.

Рассчитываем значение :

- из условия допустимого коэффициента удлинения :

;

- из условия допустимой расстройки контура:

;

Из двух значений выбираем меньшее , которое используем в дальнейших расчетах.

Рассчитаем значение индуктивностей катушек связи:

; ; где k - коэффициент магнитной связи между катушками, при однослойной намотке k = 0,2...0,3, при многослойной k = 0,4...0,5.

Резонансная проводимость колебательного контура на резонансной частоте и на крайних частотах диапазона: ;

;

;

.

Резонансная проводимость эквивалентного контура на резонансной частоте и на крайних частотах диапазона: ;

;

;

;

Эквивалентная добротность контура на резонансной частоте:

.

Резонансный коэффициент усиления: .

Обобщённая расстройка, на частоте зеркального канала равна:

.