Радиоприемные устройства.-2

151

Если UС > UП, то схема с автосмещением не пригодна и следует вернуться к схеме на рис. 3.34.

Так как ток затвора ПТ пренебрежимо мал, то сопротивление утечки тока затвора RЗ не влияет на режим по постоянному току и его следует выбирать так, чтобы оно не шунтировало колебательный контур предшествующего каскада:

5...10 .

RЗ gГ

При использовании схемы (рис. 3.34) сопротивление резистора RЗ2 выбираем аналогично. Затем определяем ток делителя

I Д U ЗИ

RЗ2

и рассчитываем

RЗ1 U П U ЗИ .

I Д

Вещественная составляющая входной проводимости каскада на ПТ в основном определяется резисторами:

где IУТ З — ток утечки затвора.

Значения рассчитанных конденсаторов и резисторов усилителей радиочастоты выбираются по таблицам номинальных значений (табл. П6.1 и табл. П7.1).

3.3.3 Выбор и расчет усилителя промежуточной частоты радиовещательного и связного приемников

Проектирование усилителя промежуточной частоты радиовещательных и связных приемных устройств заключается в выборе ФСС, микросхемы, расчета цепей питания и частотнозадающих элементов схем. Выбор электрической принципиаль-

152

ной схемы УПЧ производится в соответствии с рекомендациями раздела 3.1 настоящего пособия и расчета структурной схемы приемника по критериям избирательности и усиления. В качестве фильтра, обеспечивающего избирательность по соседнему каналу, необходимо использовать серийно выпускаемые ультразвуковые ФСС (Приложение 3). Электрические принципиальные назначения и рекомендации по расчету элементов УПЧ радиовещательных и связных приемных устройств представлены в приложении (Приложение 4). При необходимости компенсации потерь мощности сигнала в пьезокерамических фильтрах и фильтрах на поверхностных акустических волнах на выходе преобразователя частоты включают усилительный каскад со слабоизбирательными свойствами. Для расчета электрической принципиальной схемы усилительного каскада с одиночными колебательными контурами можно воспользоваться методикой, изложенной в разделе 3.3.2 применительно к селективным усилителям с фиксированной настройкой частоты.

3.4Выбор и расчет электрической принципиальной схемы преобразователя частоты

3.4.1Выбор электрической принципиальной схемы преобразователя частоты

При выборе электрической принципиальной схемы предпочтение отдается многофункциональным микросхемам, в состав которых входят и преобразователи частоты. Перечень микросхем, необходимых для реализации преобразователя частоты, представлен в разделе 3.1. Расчету подлежат элементы частотнозадающих цепей и цепей питания. При невозможности использования многофункциональных микросхем, например в радиоприемниках с двойным и более преобразованием частоты, следует использовать специализированную ИМС К174ПС1 или К174ПС4, в зависимости от диапазона рабочих частот.

Принципиальные схемы К174ПС1 и К174ПС4, параметры которых при различных режимах работы приведены в приложениях (П.4.3.1 и П.4.3.2). Микросхема позволяет реализовать раз-

154

На рисунке (рис. 3.40) представлены схемы подключения микросхемы внешнего гетеродина и УРЧ с трансформаторной (а) и с емкостной (б) связями. Схема преобразователя частоты с внутренним гетеродином приведены в приложениях (П.4.3.1 и

П.4.3.2).

Рис. 3.40 — Схема включения ИМС с внешним гетеродином

Электрические принципиальные схемы преобразователей частоты, выполненных на ИМС К174ПС1 (К174ПС4) с внутренним гетеродином, приведены в приложениях (П.4.3.1) и (П.4.3.2).

3.4.2 Расчет электрической принципиальной схемы преобразователя частоты

Задачей расчета является определение параметров элементов согласующего контура (рис. 3.38, 3.39) и коэффициента его включения Ф во входную цепь ФСС.

Исходными данными для расчета являются:

–значение промежуточной частоты приемника, fПЧ;

–полоса пропускания ФСС, ПФ;

–входная проводимость ФСС, gВХ Ф;

–конструктивная добротность катушки СК на fПЧ, QК;

–крутизна преобразования ИМС, Y21 ПР;

–выходная проводимость ИМС на fПЧ, gВЫХ.

155

Значения крутизны преобразования Y21 ПР и выходная проводимость gВЫХ должны соответствовать выбранной схеме подключения нагрузки. Полоса пропускания согласующего контура выбирается существенно больше, чем полоса пропускания ФСС, чтобы избежать влияния согласующего контура на полосу пропускания тракта промежуточной частоты. С другой стороны, она не должна быть слишком большой, так как это приведет к снижению коэффициента усиления смесителя преобразователя частоты и к ухудшению избирательности при больших отстройках. Для обеспечения оптимальной полосы пропускания добротность согласующего контура рекомендуется выбрать из условия

QКЭ = (2.5...3.5) QФ.

Величина индуктивности согласующего контура на выходе смесителя выбирается из таблицы

Эквивалентная емкость согласующего контура определяется выражением

Значение емкости конденсатора контура определяется выражением

CК = CКЭ – CМ – C1.

Полагая конструктивную добротность контура Q = 80...150 и убедившись, что она не менее чем в 2.5...3 раза выше значения нагруженной добротности QЭ, вычисляем проводимости ненагруженного и нагруженного (эквивалентного) контуров

и сопротивление шунтирующего резистора

Rш 0.5 gкэ 1gк gвых .

Коэффициент включения согласующего контура во входную цепь ФСС, при котором обеспечивается согласование:

gвх ф — входная проводимость ФСС.

Индуктивность катушки связи согласующего контура с

ФСС

L n2

Lф кk2 ф ,

где k — коэффициент магнитной связи — зависит от типа применяемых сердечников; для броневых сердечников, используемых при fПЧ=465 кГц, он может достигать значений 0.8...0.9; для однослойных катушек с ферритовым подстроечным сердечником при fПЧ=10.7 МГц k = 0.25...0.35.

Коэффициент усиления преобразователя частоты:

Полученное значение коэффициента усиления преобразователя частоты сравнивается со значением, которым задавались при расчете структурной схемы. Изменение коэффициента преобразования K0 ПР рекомендуется производить выбором сопротивления шунта RШ, а следовательно и коэффициента трансформации nФ. Однако следует иметь в виду, что при увеличении RШ уменьшается полоса пропускания ПКЭ, что нежелательно.

3.4.3 Выбор частотно-задающих цепей гетеродина

Выбор частотно-задающих цепей гетеродина заключается в разработке колебательного контура, схемы сопряжения контуров гетеродина и преселектора. Необходимость сопряжения контуров вызвана тем, что коэффициент перекрытия по частоте контуров преселектора и гетеродина различен [1]. На практике используется несколько способов сопряжения контуров, отличающихся числом частот, на которых обеспечивается точная настройка контуров преселектора и гетеродина, разность частот которых точно равна значению промежуточной частоты. Число выбранных частот, на которых обеспечивается сопряжение контуров, зависит от

157

коэффициента перекрытия по диапазону. В таблице представлены выражения определения частот сопряжения на одной, двух и трех точках диапазона принимаемых сигналов для различных коэффициентов перекрытия по частоте принимаемых сигналов kf.

После расчета частот сопряжения и выбора эквивалентной емкости контура гетеродина производится расчет индуктивности. Эквивалентная емкость контура гетеродина, как правило, выбирается такой же, как и в контурах преселектора:

1

Lêã 2 fmax 2 Cêãmin .

Расчет элементов контура гетеродина заканчивается подбором номинальных значений емкостей конденсаторов, включаемых в принципиальную схему.

3.5Выбор и расчет электрической принципиальной схемы детектора

3.5.1Расчет электрической принципиальной схемы детектора АМ-сигналов

При выборе электрической принципиальной схемы детектора рекомендуется использовать многофункциональные ИМС, в состав которых входит и детектор АМ-сигналов. Но в ряде случаев требуется использование диодных детекторов. В настоящем пособии рассмотрим методику расчета АМ-детектора с разделенной нагрузкой.

Принципиальная схема диодного детектора приведена на рисунке (рис. 3.41). Для снижения искажений, обусловленных

158

различием сопротивлений по переменному и постоянному токам, и улучшения фильтрации высокочастотного напряжения сопротивление нагрузки детектора разделено на две части (R1 и R2). Потенциометр R2 является одновременно регулятором громкости.

Рис. 3.41 — Электрическая принципиальная схема диодного детектора АМ-сигналов

Для расчета АМ-детектора исходными данными будут:

– нормальное и максимальное значения коэффициента мо-

дуляции mН = 0.3, mМАКС = 0.9;

– значения прямого (rПР) и в обратного (rОБР) сопротивлений выбранного диода. Если в справочной литературе отсутствуют сведения о rПР и rОБР, их можно приближенно определить, используя значения прямого и обратного токов и соответствующих напряжений:

rПР = UПР / IПР; rОБР = UОБР / IОБР.

Расчет детектора проводим для режима сильных сигналов.

159

Входное сопротивление детектора

Емкость нагрузки детектора выбирается из двух условий:

– допустимых линейных искажений на максимальной частоте модуляции, обусловленных инерционностью нагрузки детектора

– малых нелинейных искажений, обусловленных разницей по переменному и постоянному токам

Из двух значений выбирается меньшее, затем производится выбор стандартных значений конденсаторов:

C1 = CН / 2, C2 = CН – C1 – CВХ УЗЧ.

Расчет емкости разделительного конденсатора, производят из условия минимума допустимых линейных искажений в области нижних частот модуляции

Коэффициент фильтрации напряжения промежуточной частоты определяется элементами схемы детектора, а именно:

– фильтром, образованным RВХ Д, C1

Kô/ 2 fï ÷ C1 Râõ.ä ;

– фильтром, образованным R1, C2

Kô// 2 fï ÷ C2 Ñâõ.óç÷ R1.

Общий коэффициент фильтрации Kф Kф/ Kф// .

Угол отсечки тока диода 3 3 rï ò .

Rï ò