Состав преселектора, обеспечивающего односигнальную избирательность.

Техническим заданием устанавливаются требования ослабления помех по первому зеркальному каналу и по первой промежуточной частоте.

1. Ослабление помех по первому зеркальному каналу.

Степень ослабления помех по первому зеркальному канал зависят:

• от избирательности преселектора;

• от номинала промежуточной частоты;

• от настройки гетеродина (ослабление меньше при верхней настройке гетеродина).

Ослабление помехи по зеркальной частоте одиночным резонансным контуром может быть вычислено по следующей формуле:

, где

- обобщенная относительная расстройка.

[МГц] - частота зеркальной помехи в приемнике применяется нижняя настройка.

- результирующая добротность контура ВУ.

Получили общее ослабление помехи на зеркальной частоте не меньше требуемого в техническом задании на проектирование.

2. Ослабление помех по первой промежуточной частоте.

Степень ослабления помехи зависит от избирательности преселектора и номинала промежуточной частоты. Ослабление помехи одиночным контуром вычисляется по формуле:

где - обобщенная относительная расстройка.

- добротность контура ВУ.

- добротность тракта радиочастоты.

Если промежуточная частоте постоянна, то при преобразовании "вверх'' наиболее опасной точкой будет конец диапазона частот приемника. Небольшое не выполнение требований можно компенсировать если выбрать немного большую добротность.

Рис. 8. Структурная схема тракта радиочастоты

11. Расчет состава тракта преобразований и промежуточной частот.

Тракт промежуточной частоты в зависимости от числа преобразовании частоты подразделяется на тракты первой, второй и т. д. промежуточных частот, последний из которых обычно называется трактом основной промежуточной частоты. Несколько преобразований частоты применяются, если на одной частоте нельзя выполнить задачи подавления побочных компонентов последующих преобразований частоты. Тракт основной промежуточной частоты возлагаются две основные задачи:

1)обеспечить основное усиление радиосигнала до детектора;

2)основная, избирательность приемника по соседним каналам приема.

В результате расчета состава отдельных трактов промежуточных частот должны быть приняты решения по следующим вопросам:

а)выбраны тип усилительных приборов, схема включения и режим работы;

б)выбраны тип схем усилителей, число каскадов и избирательные системы, обеспечивающие требуемое усиление и характеристики частотной избирательности.

При выборе усилительных приборов следует обратить внимание на следующие их характеристики, определяющие качественные показатели усилителей промежуточной частоты.

При проектировании УПЧ на транзисторах следует иметь ввиду, что полевые транзисторы по сравнению с биполярными допускают больший динамический диапазон изменений уровней сигнала. Кроме того, полевые транзисторы, имея квадратичную проходную характеристику, обеспечивают меньшие нелинейные искажения и больший динамический диапазон регулировки усиления. Полевые транзисторы также имеют меньший уровень собственных шумов. Однако их крутизна примерно на порядок меньше, чем у биполярных транзисторов. В усилителях промежуточной частоты целесообразно применять полевые транзисторы с изолированным затвором, так как они имеют малую проходную емкость по сравнению с транзисторами с р-п переходом. Кроме того, транзисторы с двумя изолированными затворами позволяют обеспечить взаимную регулировку усиления по одному из затворов.

В УПЧ с относительно низкими промежуточными частотами используют усилители по схеме с ОИ.

В нашем случае применена одна промежуточная частота и основная частота, т.к. возможно реализовать все требования по подавлению побочных компонентов последующих преобразований частоты.

Тракт первой промежуточной частоты.

а) Ослабление помех по второму зеркальному каналу.

Зеркальная помеха второго преобразования частоты отстоит от настройки приемника на 2f_2.пч. При "верхней" настройке приемника:

f_2з = f_1пч + 2f_2.пч = 10 МГц + 220кГц = 10,44 (МГц)

Ослабление помехи по второму зеркальному каналу происходит в преселекторе приемника и в тракте 1-й ПЧ и определяется выражением:

Ослабление помехи каждым каскадом преселектора с одиночным резонансным контуром рассчитывается по выражению, в котором обобщенная относительная расстройка находится из выражения:

Так как , то имеем:

;

Ослабление помехи по второй зеркальной частоте в тракте 1 ПЧ производится по формуле:

где добротность контура 1 ПЧ выбирается с учётом диапазона промежуточных частот (таблица 3.3) .

Таким образом, результирующее ослабление помехи по второму зеркальному каналу:

Тракт основной промежуточной частоты.

Тракт основной промежуточной частоты обеспечивает избирательность по соседнему каналу приема (а в нашем случае и по каналу зеркальной частоты) и основное усиление в приемнике. Поэтому тип схемы, вид частотно-избирательных систем и число каскадов выбираются исходя из обеспечения требуемой избирательности и усиления.

При расчете тракта ОПЧ прежде всего следует определить, какими избирательными системами на данной промежуточной частоте могут быть обеспечены требуемые полосы пропускания и коэффициенты прямоугольности, а также требования к частотным, фазовым и переходным характеристикам тракта ОПЧ.

Усилители ПЧ с одноконтурными каскадами настроенными на промежуточную частоту (схема 1-го типа), и с взаимно расстроенными двойками и тройками каскадов (схема 2-го типа) применяются, как правило, в широкополосных усилителях при относительно высоких значениях промежуточной частоты, причем схемы 2-го типа обеспечивают лучшую избирательность и большой коэффициент усиления. Однако схема 1-го типа проще в настройке, имеет лучшую переходную характеристику и меньшее влияние разброса емкостей усилительных приборов на коэффициент усиления и полосу пропускания.

Усилители с двухконтурной нагрузкой (схема 3-го типа) имеют достаточно высокое усиление, устойчивые характеристики и применяются для получения относительно узких полос пропускания (до сотен килогерц) к высокой избирательности по соседнему каналу.

Таким образом, при расчете состава тракта ОПЧ приемника прежде всего выбирается тип схемы многокаскадного усилителя, наиболее полно обеспечивающий требуемые характеристики. Число каскадов в тракте ОПЧ (включая смеситель), необходимое для обеспечения требуемого коэффициента прямоугольности, заданы табличным способом. Значения коэффициентов прямоугольности приведены для полос пропускания, отсчитанных при ослаблении 3 дБ, и полос мешания при ослаблении 16.95 дБ (для ФСС - 60 дБ). Согласно с рассчитанными ранее данными применяются:

- для приема сигнала F3E и A1A усилитель одноконтурный с каскадами настроенными на одну частоту;

Для расчета числа каскадов в УПЧ, обеспечивающих требуемое усиление, необходимо вычислить фиктивное единичное усиление (К_r,) и общее усиление УПЧ.

Для каскадов УПЧ имеющих однотипную резонансную нагрузку общий коэффициент усиления для усилителей на полевых транзисторах вычисляется по формуле:

Для сигнала F3E:

Для сигнала A1A:

S - крутизна характеристики усилительного прибора;

S_пр - крутизна преобразования для кольцевых смесителей S_пр=0.5...0.6 [мА/В]

n - число каскадов в тракте ОПЧ (включая смеситель);

- функция, зависящая для данного типа схемы усилителя от числа каскадов берется из таблицы:

Для сигнала F3E =2,4

Для сигнала A1A =2,4

Фиктивное единичное усиление находится из выражения:

Для сигнала F3E:

Для сигнала A1A:

где С_э - результирующая емкость контура находим из таблицы;

- общая полоса пропускания тракта ОПЧ.

Рис.9. Структурная схема тракта преобразования и промежуточной частоты

Число каскадов выбирается таким, чтобы выполнить требования по избирательности и усилению. В нашем случае необходимое усиление можно обеспечить одним каскадом УПЧ.

Фильтры с сосредоточенной селекцией (ФСС), как правило, подключаются к выходу смесителя тракта ОПЧ или являются нагрузкой первого усилителя этого тракта и обеспечивают основную избирательность приемника по соседнему каналу. Остальные каскады тракта ОПЧ обеспечивают требуемое усиление. Поэтому число каскадов в тракте определяется только исходя из обеспечения усиления.

Если приемник предназначен для приема нескольких видов передач, например ОМ, ДЧТ, то в этом случае радиотакт приемника может состоять из общего радиотракта и частных радиотрактов, что и применим в рассчитываемом приемнике (рис.8).

При таком построении приемника характеристики общего тракта должны отвечать требованиям приема предусмотренных видов передач. Основная избирательность по соседнему каналу и основное усиление обеспечиваются в частных трактах.

Рис.10. Упрощенная структурная схема радиотракта приемника F3E, А1A передач.