2.3 Расчет первого усилителя промежуточной частоты
После первого преобразования частоты, полезный сигнал переносится в область высоких частот. Частота второй промежуточной отличатся от первой на несколько порядков, поэтому необходимо построить узкополосный фильтр с требуемой избирательностью по второму зеркальному каналу. Для этого построим полосно-пропускающий фильтр на операционном усилителе 2554AM (рисунок 2.13).
Рисунок 2.13 – Принципиальная схема полосно-пропускающего фильтра на операционном усилителе 2554AM.
Результаты моделирования одноконтурного ППФ приведены на рисунках 2.14-2.15.
Рисунок 2.14 – АЧХ ППФ на центральной частоте
Рисунок 2.15 – АЧХ ППФ на зеркальной частоте
Таким образом, был спроектирован одноконтурный полосно-пропускающий фильтр УПЧ, обеспечивающий ослабление на первой зеркальной частоте на 17 дБ. Следовательно таких контуров должно быть 2 для подавление первой зеркальной частоты на 30 дБ.
3. Система ару
Автоматическая регулировка необходима для обеспечения приема при быстро изменяющихся условиях, когда оператор не может действовать с достаточной быстротой и точностью, пользуясь ручными регуляторами. Кроме того, автоматизация позволяет упростить функции оператора либо вовсе исключить необходимость обслуживания приемной аппаратуры [12].
Функции регулировок усложняются, когда требуется обеспечить прием сложных сигналов при меняющихся условиях распространения и в сложной шумовой обстановке.
Системой АРУ будет охвачен блок УПЧ-1, т.к. сигнал на входе и выходе блока будет уже значителен по уровню. К широкополосному усилителю УПЧ-1 подключаю систему АРУ и собираю схему в программной среде Multisim 12 (рисунок 3.1).
На вход схемы подаются два сигнала – заданная частота и генератор импульсов.
Рисунок 3.1 – Схема АРУ на широкополосном усилителе УПЧ-1.
Определяю амплитуду входного сигнала и его уровень. Согласно ГОСТ 5651-89, для приемника первого класса изменение уровня сигнала на входе должно составлять 50 дБ, а изменение уровня сигнала на выходе не более 10 дБ [13].
Согласно техническому заданию, необходимо при автоматической регулировке обеспечить глубину – 10 дБ.
Определю глубину автоматической регулировки, для этого на генераторе импульсов задам область изменения сигнала (50 дБ). На рисунок 3.2 привожу осциллограмму входного сигнала
Рисунок 3.2 – Осциллограмма входного сигнала.
Из осциллограммы видно:
Уровни изменений входного сигнала:
Um max = 9,79 мВ;
Um min = 4,9 мкВ.
Изменение сигнала на входе составляет 50 дБ
Снимаю осциллограмму выходного сигнала и привожу ее на рисунке 3.3
Рисунок 3.3 – Осциллограмма выходного сигнала.
Определяю изменение уровня сигнала на выходе:
Uвых min= 0,51 мВ
Uвых max= 1,815 мВ
K= Uвых max / Uвых min (3.1)
K= 1,815/0,51= 3,56 раз
Полученную величину перевожу в децибелы = 11,029 дБ
В проектируемом радиоприемнике предусмотрена ручная регулировка усиления. Для этого в схему УПЧ-1 придется включить еще один каскад для исключения взаимного влияния схем АРУ друг на друга. На рисунке 3.4 привожу 3 каскад УПЧ с ручной регулировкой усиления
Рисунок 3.4 – Схема ручной регулировки усиления.
Снимаю осциллограмму на выходе каскада без регулировки усиления (рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 – Сигнал на выходе каскада ручной регулировки
По осциллограмме сигнала определяю уровень выходного сигнала без регулировки:
Umax вых= 321 мВ
Выкручиваю потенциометр до конца, обеспечиваю тем самым максимальную глубину ручной регулировки и привожу осциллограмму выходного сигнала
Рисунок 3.6 – Осциллограмма выходного сигнала при максимальной глубине регулировки
По осциллограмме определяю уровень сигнала на выходе
Uвых рег= 0,98 мВ
Определяю глубину ручной регулировки по формуле 3.1
K= 321/0,98= 330,6 раз
Перевожу разы в децибелы: 50,4 дБ
Полученная величина удовлетворяет требованию ТЗ.
Таблица 2.1 – ГОСТ 5651-89: Действие АРУ
Наименование параметра |
Норма для аппаратов группы сложности |
||
0 |
1 |
2 |
|
Действие автоматической регулировки усиления: изменение уровня сигнала на входе, дБ изменение уровня сигнала на выходе, дБ, не более |
50 10
|
46 10 |
30 10 |