Расчет одноконтурного урч

Для проектирования необходимы следующие исходные данные:

- диапазон принимаемых частот ,

- полоса пропускания при неравномерности не более ;

- избирательность по зеркальному каналу - не менее ;

- избирательность по ПЧ – не менее .

- резонансный коэффициент усиления – не менее ;

- коэффициент устойчивости ;

- коэффициент шума каскада – не более ;

- параметры источ­ника сигнала и нагрузки, данные источника питания.

Конструкторские данные:

- параметры конденсатора настройки , ;

- реализуемые параметры катушек индуктивности, емкость монтажа.

Обычно для приемников умеренно высоких частот:

, .

Выбираем тип активного элемента (АЭ) из условий обеспечения требуемого коэффициента шума транзистора . Далее из справочных данных по выбранному транзистору определяют: ; ; . Кроме того, необходимы данные о последующем каскаде, являющимся нагрузкой контура УРЧ: и .

Д алее выбираем схему УРЧ, режим работы транзистора по постоянному току, рассчитываем и выбираем элементы цепей питания и стабилизации режима.

Расчет приведен применительно к схеме рис. 2.2.2, а.

В зависимости от назначения усилителя выбирают элемент перестройки частоты – конденсатор или вариометр (табл. 2.2.1).

Таблица 2.2.1. Максимальные значения коэффициента перекрытия диапазона резонансных систем.

Вид резонансной системы
Контур с сосредоточенными параметрами, перестраиваемый: – конденсатором переменной емкости – катушкой переменной индуктивности – варикапом – транзистором реактивности	2,5…3,0 1,4…3,0 2,3…2,7 1,1…1,15
Контур промежуточного типа (гибридный)	1,3…5,0
Перестраиваемый четвертьволновый отрезок коаксиальной линии: – заворачивающим плунжером – подстроечным конденсатором	1,4…2,0 1,08…1,1
Перестраиваемый объемный резонатор: – введением подстраивающих дисков и штырей – перемещением подвижных стенок-плунжеров – механической деформацией стенок	1,05…2,0 1,1…1,8 1,03…1,05

При необходимости диапазон частот разбивают на поддиапазоны. Дальнейший расчет выполняют для каждого поддиапазона в отдельности.

Определим приведенную емкость схемы, не изменяющуюся при перестройке контура:

, (2.2.27)

где - коэффициент перекрытия диапазона.

Задаваясь коэффициентами трансформации: ; , определим емкость схемы:

, (2.2.28)

и среднюю емкость конденсатора подстройки:

. (2.2.29)

Если не выполняется условие , то сле­дует задаться другим конденсатором переменной емкости.

Определим индуктивность контура:

, (2.2.30)

где все параметры в единицах системы СИ.

Конструктивная добротность контура: .

С учетом потерь в монтаже, экранах и окружающих предметах принимают добротность нена­груженного контура:

. (2.2.31)

Эквивалентную добротность нагруженного контура находят из двойного неравенства:

; (2.2.32)

; (2.2.33)

, (2.2.34)

где – добротность, необходимая для обеспечения заданной неравномерности АЧХ в пределах полосы (избирательность по соседнему каналу);

– добротность, необходимая для обеспечения заданной селективности по зеркальному каналу ;

– первая промежуточная частота приемника.

При этом следует учитывать реальную возможность реализации конура из конструктивных условий , в противном случае следует использовать конструктивные элементы с большей добротностью .

Определим эквивалентную резонансную проводимость ненагруженного контура на граничной частоте поддиапазона:

. (2.2.35)

Определим эквивалентную резонансную проводимость нагруженного контура:

. (2.2.36)

Определим приращение эквивалентной проводимости нагруженного контура, обусловленное действием входной и выходной проводимостей АЭ (транзисторов):

. (2.2.36)

С учетом параметров АЭ уточняются значения коэффициентов трансформации и :

; (2.2.37)

. (2.2.38)

Произведем проверку на устойчивость на верхней частоте поддиапазона:

, (2.2.39)

где – эквивалентная проводимость контура на входе УРЧ.

В случае невыполнения условия устой­чивости следует уменьшить или увеличить с последующей проверкой выполнения двойного неравенства (2.2.32).

Определим резонансный коэффициент усиления на трех частотах поддиапазона (средняя и граничные частоты):

, (2.2.40)

где – предельная частота по крутизне характеристики.

Результаты расчета должны удовлетворять неравенству: .

При трудности подбора значений и , удовлетворяющих требованиям следует выбрать дру­гой типу АЭ или перейти к другой схеме, например, каскодной (рис. 2.2.3).

По результатам расчета определить неравномерность частотной характеристики:

; . (2.2.41)

На частоте диапазона , наиболее близкой к промежуточной, определим ослабление помехи с частотой, равной промежуточной:

. (2.2.42)

П ри этом необходимо соблюдение условия: .

Для каскодной схемы параметры эквивалентного транзистора определяются по формулам:

;

; (2.2.43)

.

Расчет емкости разделительного конденсатора:

. (2.2.44)

Расчет емкости эмиттерной цепи:

, (2.2.45)

где – сопротивление эмиттерной цепи, определяется из условий выбора режима транзистора по постоянному току.