2.8. Выбор активных приборов вч тракта и распределение усиления по каскадам

2.8.1. Определение требуемого усиления вч тракта

Исходными величинами для расчета требуемого коэффициента усиления ВЧ тракта являются заданное в ТЗ значение чувствительности по напряжению U_А0 [мкВ] или полю E_А0 [мкВ/м] и выбранное напряжение на входе детектора U_{ВХ Д}. С учетом производственного разброса параметров и старения элементов необходимо обеспечить

K_{0 ТРЕБ} > (2...3) U_{ВХ Д} / U_А0 .

Если чувствительность задана по полю E_А0, то следует рассчитать

U_А0 = E_{А0 *} h_ДА ,

где h_ДА - действующая высота антенны. Для обычно используемых ферритовых антенн h_ДА в диапазоне ДВ составляет 4...10 мм, в диапазоне СВ - 5...15 мм. Действующая высота штыревой антенны приблизительно равна половине ее геометрической длины.

Каскады ВЧ тракта (ВхУ, УРЧ, ПрЧ, ФСИ, УПЧ) должны в совокупности обеспечить усиление не менее K_{0 ТРЕБ}, то есть необходимо иметь: K_{0 вх *} K_{0 урч *} K_{0 пр *} K_{0 ф *} K_{0 упч}  K_{0 треб} .

2.8.2. Оценка коэффициента передачи входного устройства

Значение K_{0 ВХ} существенно зависит от типа первого активного прибора (АП1). При использовании биполярного транзистора колебательный контур входного устройства подключается ко входу транзистора частично с коэффициентом включения приблизительно 0.1...0.3. Ориентировочные значения K_{0 ВХ} при использовании в качестве АП1 биполярного транзистора приведены в табл.2.4.

 Таблица 2.4

Диап.	ДВ (магн. ант.)	СВ (магн. ант.)	ДВ (внешн. ант.)	СВ (внешн. ант.)	КВ 3...10 МГц	КВ 10...30 МГц	УКВ
K0 ВХ	1.5...2.5	3.0...5.0	0.06...0.08	0.07...0.3	0.2...0.6	0.6...1.0	1.0...2.0

К затвору полевого транзистора контур входного устройства, как правило, может быть подключен полностью, поэтому K_{0 ВХ} будет в несколько раз больше.

Здесь следует отметить, что до детального электрического расчета о параметрах отдельных каскадов можно судить лишь ориентировочно. В частности, коэффициент передачи входного устройства может значительно отличаться от того значения, которое выбирается на данном этапе, поэтому после детального расчета следует скорректировать эскизные расчеты и в пояснительной записке приводить только скорректированный вариант.

2.8.3. Выбор активного прибора урч и оценка коэффициента передачи урч

Каскады УРЧ выполняют, как правило, на дискретных транзисторах. В УРЧ находят применение как биполярные (БТ), так и полевые (ПТ) транзисторы [16]. Биполярные транзисторы обладают большей проводимостью прямой передачи (y₂₁) и работают при небольшом потребляемом токе (1...2 мА).

Полевые транзисторы работают при токе 5...10 мА и имеют небольшие значения y₂₁. Высокое входное сопротивление ПТ позволяет сильнее связывать его с контуром ВхУ, получая при этом большие значения K_{0 вх}. В результате К_{0 прес} = К_{0 вх *} К_{0 урч} оказывается достаточным для обеспечения нормальной работы преобразователя частоты. Основное преимущество ПТ в существенно лучших параметрах многосигнальной избирательности, определяемых отношением y₂₁^///y₂₁. На этапе эскизного расчета рекомендуется рассмотреть возможность построения УРЧ как на биполярном, так и на полевом транзисторе, сравнить их свойства и выбрать наилучший вариант.

Конкретный тип транзистора УРЧ выбирают из следующих соображений:

     1. В пределах диапазона рабочих частот модуль проводимости прямой передачи (y₂₁) должен оставаться приблизительно постоянным.

     2. Коэффициент шума транзистора должен быть по возможности малым.

     3. Коэффициент устойчивого усиления на высшей рабочей частоте (K_{0 УСТ}) и предельный коэффициент усиления (K_{0 ПРЕД}), рассчитанные по выражениям (2.14) и (2.3), желательно иметь как можно больше.

,

(2.14)

,

(2.15)

где y₁₂ = С₁₂ .

Параметры некоторых типов БТ и ПТ, пригодных для построения УРЧ, приведены в прил.4.

Задаемся значением коэффициента усиления УРЧ. В качестве K_{0 УРЧ} можно принять рассчитанное по (2.14) значение K_{0 УСТ}, если оно не превышает 5. В противном случае во избежание перегрузки преобразователя частоты полагаем K_{0 УРЧ} = 3....5.

Параметры ВхУ и УРЧ взаимозависимы. Учет их влияния друг на друга и на свойства преселектора в целом , в том числе с точки зрения параметров многосигнальной избирательности.