Пример 1.4.

Выполнить предварительный расчет входной цепи радиовещательного приёмника СВ диапазона по данным примеров 1.1, 1.2 и 1.3.

Связь контура ВЦ с антенной – индуктивная. Контур входной цепи нагружен на каскад УРЧ на полевом транзисторе.

Задаемся относительными коэффициентами запаса на нижней ( =0,025) и верхней ( =0,04) границах диапазона и определяем минимальную и максимальную частоту диапазона с учетом запаса на действие дестабилизирующих факторов (1.2.68), (1.2.69):

=510 кГц, =1670 кГц.

Определим требуемый коэффициент перекрытия диапазона с учетом запаса (1.2.70):

.

Для настройки контура на частоту принимаемого сигнала выбираем КПЕ с механическим управлением согласно табл. 1.2.12. и определяем эквивалентную ёмкость схемы ВЦ, при которой выбранный элемент настройки обеспечит перекрытие диапазона (1.2.72):

= 37,8 пФ.

Так как незначительно превышает ёмкость схемы (37,5-35=2,5 пФ), выбранный элемент настройки обеспечивает физическую реализацию ВЦ.

Определяем индуктивность контура ВЦ (1.2.74):

= 182 мкГн.

Так как неравномерность коэффициента передачи по диапазону не задана, выбираем =2 для улучшения равномерности изменения коэффициента передачи ВЦ по диапазону. Дня внешней антенны номинальное значение ее ёмкости =75 пФ. Определим минимальную и максимальную ёмкости антенны (1.2.77):

=37,5 пФ, =112,5 пФ.

Индуктивность катушки связи с антенной (1.2.82): =0,01 Гн.

Определим максимальную и минимальную резонансные частоты антенны (1.2.84), (1.2.85): = 260 кГц, = 150 кГц.

Вспомогательные параметры (1.2.83): = 11,1, = 1,96.

Коэффициент связи с антенной, обеспечивающий допустимую расстройку контура ВЦ при изменении при эксплуатации (1.2.83): = 0,18, где = 0,011 – эквивалентное затухание на нижней частоте диапазона.

Определим коэффициент связи контура ВЦ с антенной, обеспечивающий требуемое затухание контура (1.2.86): = 0,26, где = 80 Ом, = 0,011 - эквивалентное затухание на верхней частоте диапазона.

Далее, из условий (1.2.87) выбираем =0,18.

Так как, в соответствии с заданием, контур ВЦ нагружен на УРЧ на полевом транзисторе с большим входным сопротивлением, коэффициент передачи ВЦ на максимальной частоте диапазона (1.2.88): = 0,7.

Определим коэффициент шума одноконтурной входной цепи (1.2.96): = 2,26.

Выбор средств обеспечения усиления приёмника и эффективности ару

Для упрощения конструкции и улучшения технологичности изготовления приёмника желательно использовать многофункциональные интегральные микросхемы (ИМС) высокой и средней степени интеграции. Если такие ИМС не позволяют обеспечить заданные параметры, или в дополнение к ИМС требуется большое количество дополнительных активных элементов, то улучшение конструкторско-технологических и эксплуатационных характеристик можно получить путем использования ИМС малой степени интеграции и дискретных усилительных приборов [4].

Таким образом, на первом этапе выбора средств обеспечения усиления приёмника (обеспечения требуемой чувствительности) необходимо решить вопрос о целесообразности применения ИМС.

Для этого определяем напряжение на контуре ВЦ в режиме холостого хода:

, В, (1.2.98)

где - заданная чувствительность приёмника.

Для УРЧ ни биполярных транзисторах и ИМС на их основе определяем коэффициент включения контура ВЦ по входу УРЧ.

При индуктивной связи контура ВЦ с УРЧ в ДВ и СВ диапазонах коэффициент включения определяется из условия обеспечения заданной полосы пропускания на минимальной частоте диапазона:

. (1.2.99)

В КВ диапазонах коэффициент включения определяется из условия максимального подавления помехи на частоте зеркального канала на максимальной частоте диапазона:

. (1.2.100)

При внутриемкостной связи контура ВЦ с УРЧ в ДВ и СВ диапазонах определяется требуемое затухание ни минимальной частоте диапазона, обеспечивающее необходимое ослабление зеркальной помехи:

, (1.2.101)

где ( ) – ослабление зеркального канала контуром с учетом связи с антенной.

Определяем коэффициент включения контура по входу УРЧ на минимальной частоте диапазона:

. (1.2.102)

Рассчитаем емкость конденсатора связи с УРЧ:

, (1.2.103)

где - максимальное значение ёмкости контура ВЦ.

Для контура без растяжки:

. (1.2.104)

Коэффициент включения контура по входу УРЧ на максимальной частоте диапазона:

. (1.2.105)

При индуктивно-внутриемкостной связи контура ВЦ с УРЧ емкость конденсатора связи с УРЧ и индуктивность катушки связи с УРЧ определяется в ДВ, СВ диапазонах из условия обеспечения заданной полосы пропускания ни минимальной частоте диапазона:

, (1.2.106)

, (1.2.107)

где - коэффициент связи между контурной катушкой индуктивности и катушкой индуктивности связи с УРЧ;

- конструктивная полоса пропускания контура.

. (1.2.108)

Для входной цепи с магнитной антенной = 0,8; для ВЦ с электрической антенной = 0,35-0,6; для многослойных катушек индуктивности и для катушек с однослойной намоткой = 0,2-0,4.

Коэффициент включения контура ко входу УРЧ определяем на минимальной частоте диапазона:

. (1.2.109)

Если усиление по мощности первого каскада велико, то шумы последующих каскадов можно не учитывать. В этом случае коэффициент шума приёмника определяется соотношением:

, (1.2.110)

где - коэффициент шума первого усилительного каскада.

Таким образом, на данном этапе проектирования определяется возможность подключения ИМС к выбранной ВЦ по допустимому коэффициенту шума и минимальному уровню сигнала на ее входе.

Напряжение на входе УРЧ ИМС определяется выражением:

. (1.2.111)

Если , , где - входное напряжение УРЧ выбранной ИМС, то проверяется выполнение требований к системе АРУ:

, (1.2.112)

где , дБ - требуемая (по заданию) глубина регулирования АРУ; - относительное изменение напряжения входного сигнала, дБ; - относительное изменение напряжения выходного сигнала, дБ, не более.

При выполнении условия (1.2.112), если ИМС включает УПЧ, Д и УНЧ, обеспечивающий заданную выходную мощность, выбор средств усиления приёмника можно считать законченным.

Если ИМС не включает требуемых функциональных узлов или они не обеспечивают заданных характеристик, то добавляются соответствующие ИМС или узлы на дискретных элементах.

Если ИМС не обеспечивает требуемого и при непосредственном подключении к входной цепи или интегральный УРЧ не позволяет подключение второго контура преселектора для обеспечения заданной избирательности по зеркальному каналу, то требуемые характеристики можно попытаться получить введением апериодического или резонансного УРЧ на дискретном полевом или биполярном транзисторе.

Минимально достижимый коэффициент шума УРЧ:

, (1.2.113)

где - коэффициент шума транзистора УРЧ.

Входное сопротивление УРЧ на дискретном транзисторе:

, (1.2.114)

где - входная проводимость транзистора (справочная величина).

Далее, по результатам расчета предыдущих разделов составляется и описывается структурная схема приёмника, удовлетворяющая требованиям технического задания на проектирование. На данном этапе уточняется структурная схема преселектора и виды связи контура ВЦ с антенной и УРЧ, выбираются средства обеспечения усиления приёмника и эффективности использования системы АРУ.

По результатам оценки избирательных свойств приёмника определяется структурная схема тракта промежуточной частоты.

В соответствии с исходными данными определяются средства обеспечения заданной выходной мощности.

После этого составляется полная принципиальная электрическая схема радиоприёмника и выполняется расчет всех элементов каждого функционального узла схемы устройства.