Расчет чувствительности приемника:
В заданном диапазоне рабочих частот основным видом помех являются внешние шумы. Определим напряжённость из графика (рисунок 2.1):
Рисунок 2.1 – зависимость напряжённости поля внешних помех от частоты.
На рисунке приведены следующие виды наводимых в антенне внешних помех:
1 — средний уровень атмосферных помех днем;
2 — атмосферные помехи ночью;
3 — при местной грозе;
4 — средний уровень промышленных помех в городе;
5 — в сельской местности;
6 — максимальный уровень космических помех.
Оценку будем производить для космических и атмосферных помех, так как они присутствуют постоянно, а остальные помехи могут отсутствовать.
ε1=0,21 мкВ/м – космические помехи.
ε2=1,5 мкВ/м – атмосферные помехи ночью.
Определим её длину и действующую длину:
Уровень внешних помех, наводимых в настроенной антенне:
Так как в заданном диапазоне частот внутренние шумы не оказывают влияния, то реальная чувствительность приемника:
В итоге получим следующую структурную схему приёмника:
Рисунок 2.2 - структурная схема приёмника.
Данная структурная схема состоит из: входной цепи (ВЦ), которая служит фильтром приемных каналов и позволяет принимать нужную волну; усилителя радио частоты (УРЧ), который усиливает напряжение сигнальной частоты до требуемого уровня; смесителя (СМ), в котором происходит перенос спектра в область более низких частот; гетеродина (Г), относительно частоты которого и происходит перенос спектра; усилителя промежуточной частоты (УПЧ), который усиливает напряжение промежуточной частоты до требуемого уровня, и обеспечивает необходимую избирательность; детектора (Д), который соответственно производит детектирование сигнала; усиления низкой частоты (УНЧ) для усиления звукового сигнала; динамика, для воспроизведения звукового сигнала. Эти элементы составляют основу структурной схемы супергетеродинного приемника.
Параметры элементов структурной схемы:
Одноконтурная входная цепь и контур УРЧ:
f0=6,2 МГц;
ПВЦ=194 кГц;
ПУРЧ=97 кГц;
σзкВЦ=19 дБ;
σпрВЦ=53 дБ;
σзкУРЧ=25 дБ;
σпрУРЧ=59 дБ;
Квц=0,5 раз.
fгет=6,68 МГц;
Полоса пропускания ФСС, УПЧ, детектора, УНЧ:
П=8,7 кГц.
fпр=465 кГц;
σсос=40 дБ;
Кфсс=-6 дБ.
УРЧ, гетеродин, УПЧ, детектор, УНЧ будут выполнены на ИМС, поэтому их коэффициенты передачи не определяю. Нагрузкой является динамик мощностью 1 Вт, сопротивлением 4 Ом.
Расчёт входной цепи
Так как выбрана настроенная на середину диапазона четвертьволновая штыревая антенна, то в качестве входной цепи может использоваться одноконтурная входная цепь с двойной автотрансформаторной связью с антенной и УРЧ. Электрическая принципиальная схема входной цепи представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – электрическая принципиальная схема входной цепи.
Исходные данные:
Диапазон принимаемых частот: 5,95…6,5 Мгц.
Полоса пропускания: 194 кГц.
Эквивалентное
затухание контура:
Конструктивное
затухание контура:
Сопротивление кабеля: 50 Ом.
Действующая длинна антенны: hд=7,7 м.
Определим сопротивление антенны:
Суммарное сопротивление антенны и кабеля:
Коэффициент включения кабеля в контур входной цепи для согласования определяется выражением:
,
где:
dэ – эквивалентное затухание контура = 0,03;
- резонансная частота.
Коэффициент включения входа УРЧ в контур входной цепи для согласования:
где
d – конструктивное
затухание контура = 0,006.
=500
Ом.
Примем ёмкость контура входной цепи для заданного диапазона частот равную:
[2,
табл. 4.4].
Индуктивность контура входной цепи:
Индуктивность катушки связи контура ВЦ с фидером:
Индуктивность катушки связи контура ВЦ со входом УРЧ:
Катушки
будут мотаться на каркас намоточный
ВЧ5. Его параметры приведены в приложении
Д. Катушка Lк
будет иметь 33,7 витков при диаметре
провода 0,2 мм. Катушка
будет иметь 6 витков при диаметре провода
0,2 мм. Катушка
будет иметь 8,7 витков при диаметре
провода 0,2 мм. Расчёт произведён в
программе Coil32.
Для перестройки контура будут использоваться варикапы 2В133А. Справочные данные приведены в приложении Г.
Зададимся емкостью варикапа, для настройки на среднюю частоту диапазона Св=64пФ, при обратном напряжении 12 В (значение напряжения определено по вольт-фарадной характеристике варикапа, указанной в приложении Г).
Для точной подстройки контура в резонанс будет применён подстроечный конденсатор ёмкостью 6…60 пФ.
Емкость конденсатора Скон:
Сср.под - средняя емкость подстроечного конденсатора Спод.
Рассчитаем максимальную и минимальную емкости контура:
Определим ёмкости варикапов:
Значит емкость одного варикапах должна меняться от 44 до 84 пФ. Определяем по вольт- фарадной характеристике (приложение Г) значения обратного напряжения:
Umax = 16В.
Umin = 8В.
Ёмкость Сф = 0,01мкФ выберем по рекомендации [3]
Определим резонансное сопротивление контура ВЦ:
Определим R1. Оно берётся в 30…40 раз больше резонансного сопротивления контура.
Падение напряжения на R1:
определяется по справочным данным (приложение Г).
Рассчитаем ток цепи перестройки, задавшись током сопротивлением R3 = 47кОм:
Резисторы цепи перестройки:
Eп = 18В – напряжение источника питания.
Резонансный коэффициент передачи контура входной цепи по напряжению в режиме согласования с фидером:
