2.6 Расчет коэффициента усиления приемника и распределение усиления по каскадам

Обобщенная структурная схема приемника приведена на рис.4.

Рис.4 Структурная схема РПрУ

1.Расчет числа каскадов тракта сигнальной частоты.

Требуемое усиление:

К_сч=U_вхПЧ1/Е_А (12)

,где Е_А – чувствительность приемника,

U_вхПЧ1 – напряжение на входе первого преобразователя частоты, равное 30…40 мкВ для биполярных транзисторов.

К_СЧ=40*10^-6/10*10^-6=4

Необходимое число каскадов N в тракте сигнальной частоты, обеспечивающее требуемое усиление

К_СЧ≤К_ВЦ (13)

Где К_ВЦ=1/µd_эСЧ=1/100*0,012=0,83 – уточненный коэффициент передачи входной цепи.

К_УСЧ=3/0,83=3,614

К_УСЧ-коэффициент усиления сигнальной частоты.

Усиление с помощью одного каскада

Определение усиления в тракте низкой частоты.

Коэффициент усиления в тракте низкой частоты равняется:

К_НЧ=к_зап*U_Н/U_{ВЫХ Д} (14)

где к_зап=4-коэффициент запаса,

U_Н= = =0,83 мВ – напряжение в нагрузке,

U_{ВЫХ Д}=0,8*U_вхД=0,8*1=0,8 В

К_НЧ=4*0,83*10^-3/0,8=4,15*10^-3

В тракте нижней частоты происходит ослабление сигнала, которое реализуется в 1 каскад.

2.7 Определение числа каскадов, охватываемых ару

Д_ару=Д_вх-Д_вх=8

Д_ару=Д₁*N

N=2

Два каскада охватываются АРУ

3. Эскизный расчет принципиальной электрической схемы рПрУ

3.1 Расчет входной цепи рПрУ

А) Расчет входной согласующей цепи.

Рис 5 Входная согласующая цепь

Примем выходное напряжение согласующей цепи U₁=5мкВ

Тогда к-т передачи m=U₁/U­_вх=0,5

Связь значений С_к и С_св связаны с к-том передачи m следующим выражением:

m= C_к/(С_к+С_св) (15)

Примем значение С_к=10пФ, тогда С_св=10пФ.

Напряжение на выходе входной согласующей цепи U₁=5мкВ

Б) Расчет одиночного колебательного контура

Рис.6 Одиночный колебательный контур

Т.к. в техническом задании указано, что РПРУ должно принимать частоту в диапазоне некоторых значений, то в этом каскаде будет реализовываться подстройка по частоте с помощью перестраиваемого конденсатора.

Примем L=10нГн,

f_min=7 МГц,

f_max=7,39992 МГц,

Определим крайние значения емкости по формуле:

С=1/4п²f²L (16)

Значение емкости для f_min:

С=1/4*9,8596*49*10¹²*10*10^-9=51,7нФ

Значение емкости для f_max:

С=1/4*9,8596*54,758*10¹²*10*10^-9=46,3нФ

В)Расчет двойного полосового фильтра

Рис.7 Двойной полосовой фильтр

Двойной полосовой фильтр представляет собой два последовательно установленных полосовых фильтра

Примем значение R₁=R₃=1,5кОм, R₂=R₄=3,3кОм.

Тогда значения емкостей определим по формуле:

С=1/2п*R*f (17)

Для значения f_min:

С₁=С₃=1/6,28*1,5*10³*7*10⁶=15пФ

Для значения f_mix:

С₂=С₄=1/6,28*3,3*10³*7,39992*10⁶=6,5пФ

Напряжение на выходе входной цепи U₂=6нВ

Г)Расчет выходной согласующей цепи

Примем U_н=1мкВ, U₁ из пункта А мкВ, тогда к-т передачи цепи:

n=U₂/U­_вых=0,5

Связь значений С_к и С_св связаны с к-том передачи m следующим выражением:

n= C_к/(С_к+С_св) (18)

Примем значение С_к=10пФ, тогда С_св=10пФ.

Расчет входной цепи закончен.

3.2 Расчет урч

Рис.8 Усилитель радиочастоты-сверху, структурная схема микросхемы-снизу

УРЧ выполнен на интегральной микросхеме К175УВ1А. Микросхема выбрана в соответствие с рассчитанным коэффициентом усиления в части 2.5.

Коэффициент усиления данной ИМС К_U=4, верхняя частота усиления f_в=30МГц, питание обеспечивается источником переменного напряжения в 6,3В, сопротивление входа ИМС R_вх=1кОм.

Назначение использованных выводов микросхемы:

1-заземление,

2-блокирующая цепь,

6-выход к следующему каскаду устройства,

8-цепь питания,

9-АРУ,

12-вход,

13, 14-обратная связь.

С_р,вх=С_р,вых=15мкФ-разделительыне емкости, препятствующие прохождению в УРЧ и из него постоянной составляющей сигнала.

С_б=15мкФ-блокировочная емкость, препятствующая попаданию постоянной составляющей сигнала в цепь питания.

R₁=k*R_вх=4кОм.

Выходное напряжение УРЧ U_урч=12нВ

Расчет УРЧ закончен.