Радиоприемные устройства.-2

161

Работа ЧД основана на преобразовании вида модуляции частотно-модулированного колебания (ЧМК) в колебание с час- тотно-фазовой модуляцией (ЧФМК) и последующего фазового детектирования путем перемножения принятого и преобразованного колебаний. Роль преобразователя ЧМК в ЧФМК выполняют параллельный фазосдвигающий контур LКC1 и два конденсатора малой емкости C, обеспечивающие начальный фазовый сдвиг между U1 и U2, равный 2. Контур настроен на промежуточную частоту fПЧ. Его ФЧХ вблизи резонансной частоты практически линейна. Для получения требуемой полосы пропускания контур зашунтирован резистором RШ.

Следует заметить, что функции фазосдвигающей цепи может выполнять и последовательный колебательный контур, обра-

случае емкость C1 составляет несколько пикофарад и включается только для стабилизации собственной емкости катушки LК.

Основной задачей расчета ЧД является определение параметров элементов фазосдвигающей цепи. Ниже приведен расчет для параллельного колебательного контура.

Полосы пропускания эквивалентного контура определяются выражением ПКЭ = (2...3) Ппр, учитывая, что при увеличении значения ПFКЭ снижаются нелинейные искажения сигнала, но одновременно происходит уменьшение крутизны детекторной характеристики. Определяем требуемое значение добротности эквива-

лентного контура QКЭ = fПЧ ПКЭ.

Выбираем емкость конденсатора C1. При fПЧ = 10.7 МГц емкость конденсатора должна составлять 300...470 пФ. С учетом влияния емкости монтажа и входной емкости ИМС принимаем значение емкости контура CК приблизительно на 10...15 пФ больше емкости конденсатора C1. Рассчитываем индуктивность контура LК. Задавшись конструктивной добротностью контура QК = 80...100, рассчитываем проводимости:

162

Сопротивление шунтирующего резистора

где gВХ — проводимость ИМС со стороны входов, к которым

подключен фазосдвигающий контур. Ее значение приблизительно 3 10–5 См.

Значение емкостей последовательных конденсаторов

C 0.2 gêý .

2 fï ÷

Далее рассчитываем параметры цепи коррекции предыскажений (RКЦ, CКЦ). Принимая сопротивление RКЦ = (0.07...0.1)RВХ УЗЧ, определяем

C кц ,

Rкц

где кц — постоянная времени корректирующей цепи (в системах

телевизионного вещания — 75 мкс, радиовещания — 50 мкс).

На выходе ИМС помимо низкочастотного сигнала присутствует постоянное напряжение, приблизительно равное половине напряжения питания, поэтому потенциометр регулятора громкости R2 подключают через разделительный конденсатор CР1. Между потенциометром и входом ИМС УЗЧ необходим еще один разделительный конденсатор CР2. Задаемся сопротивлением R2 = = (0.3...0.5) RВХ УЗЧ. Рассчитываем

где Мн 1.1...1.2 — допустимые искажения на нижних частотах модуляции.

Входная проводимость детектора (gВХ Д = 1 / RВХ Д) равна входной проводимости ИМС.

Значение напряжения на выходе детектора определяется на основе справочных данных на используемую ИМС.

163

3.6Общие рекомендации по выбору и расчету цепей питания элементов и узлов радиоприемника

При выборе постоянного напряжения источника питания рекомендуется использовать следующий ряд напряжений

Ряд напряжений источника питаний, В

Число источников постоянного напряжения должно быть минимальным, но не более 2-х. Предпочтение отдается использованию электрической принципиальной схемы с одним источником питания. При построении цепей источника питания используются последовательная или параллельная схемы включения.

Рис. 3.43 — Схема последовательного включения ИМС

Рис. 3.44 — Схема параллельного включения ИМС

164

Последовательная схема включения микросхем или узлов радиоприемного устройства требует повышенного напряжения источника питания. Схема параллельного включения ИМС использует меньшее значение постоянного напряжения.

Сопротивление и емкость фильтра источника питания схемы с параллельным включением определяются выражениями

сопротивлении фильтра источника питания;

IИМС — потребляемый ток микросхемы или узла радиоприемника;

СnФ — емкость фильтра;

f — частота обрабатываемого высокочастотного напряжения сигнала.

При использовании схемы последовательного включения узлов или ИМС самые мощные узлы необходимо подключить непосредственно к источнику питания, и далее подключаются ИМС, по мере уменьшения потребляемого тока УПЧ, преобразователь частоты и УРЧ. Падение постоянного напряжения Uф на

сопротивлении фильтра для схемы с последовательным включением ИМС или узлов определяется выражением

Uф Епит Еmin ,

n

где Еmin — минимальное напряжение источника питания. Сопротивление фильтра для схемы с последовательным пи-

танием определяется выражением

165

3.7Общие рекомендации по выбору системы автоматических регулировок в устройствах приема и обработки сигналов

При выборе системы автоматических регулировок следует использовать рекомендации, данные в разделе (2.7), в соответствии с назначением и видом обработки сигналов в радиоприемном устройстве. При составлении электрической принципиальной схемы цепей системы автоматического регулирования необходимо использовать рекомендуемые схемы, приведенные в приложениях со справочными данными для ИМС.

Структурную схему и порядок работы системы автоматического регулирования необходимо представить в пояснительной записке в виде краткого описания системы и принципа ее работы.

166

4 РАСЧЕТ РЕЗУЛЬТИРУЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

Завершающим этапом работы по проектированию устройства приема и обработки сигналов является расчет результирующих характеристик радиоприемного устройства. Такими характеристиками являются чувствительность и избирательность приемника по соседнему, зеркальному и прямому каналам приема. Процедура оценки показателей качества производится после полного расчета электрической структурной и электрической принципиальной схем всех основных узлов радиоприемного устройства.

4.1Расчет чувствительности устройства приема

иобработки сигналов

Расчет чувствительности радиоприемного устройства с ненастроенной антенной определяется выражением (2.20), для случая с настроенной антенной — выражениями (2.22) или (2.23). Расчет чувствительности производится на основе рассчитанных элементов и узлов радиоприемного устройства. Шумовые свойства определяются суммарным коэффициентом шума приемника в целом [1].

где LВХ — затухание входного тракта радиоприемного устройства, равное обратной величине коэффициента передачи от антенны до входной цепи;

NВЦ — коэффициент шума входной цепи;

N1, N2 ,... — коэффициенты шума последующих за вход-

ной цепью устройств;

KP ВЦ — коэффициент передачи по мощности входной цепи; KP1, KP 2 ,... — коэффициенты передачи по мощности по-

следующих за входной цепью устройств.

При использовании входной цепи с механической настройкой коэффициент шума принимается равным единице. Для схемы входной цепи с электронной перестройкой контура по частоте с

168

4.2Расчет избирательности радиоприемного устройства

Расчет избирательности радиоприемного устройства необходим для проведения сравнения полученного параметра с требованиями технического задания. Проверке подлежит избирательность по соседнему, зеркальному и прямому каналам приема. На первом этапе производится выбор фильтров, обеспечивающих избирательность по соседнему каналу. На втором этапе производится выбор фильтров, обеспечивающих избирательность по зеркальному и промежуточному каналам приема.

Для приемника супергетеродинного типа избирательность по соседнему каналу обеспечивают фильтры усилителя промежуточной частоты. При использовании схемы с распределенной избирательностью (ФСС) достаточно представить справочные данные, характеризующие избирательные свойства. При использовании схемы с распределенной избирательностью необходимо определить полосу пропускания и добротность единичного колебательного контура. Используя выражения для соответствующих избирательных контуров и их количества, производят расчет избирательности.

Для одиночных колебательных контуров избирательность по соседнему каналу

ñî ñ äÁ 20lg

Для пары расстроенных контуров при критической расстройке

Для двух связанных при критической связи

169

n — число каскадов селективного усилителя или УПЧ; f0 fпч .

Избирательности по зеркальному и прямому каналам (только для приемников супергетеродинного типа) обеспечивают колебательные контура преселектора. Как правило, это одиночные колебательные контура. В этом случае избирательность опреде-

ка по зеркальному каналу;

мому каналу;

f0 — частота, на которой производится расчет избиратель-

ности по зеркальному и прямому каналам.

Для расчета избирательных свойств диапазонного радиоприемного устройства значение частоты принимается для случая минимальной обобщенной расстройки.

После расчета избирательных свойств радиоприемника производится сравнительный анализ с заданными требованиями и, при необходимости, проводятся мероприятия по улучшению избирательности. В случае если требования по избирательности радиоприемника звукового или телевизионного вещания выполнены, проводится присвоение класса или группы сложности (см. Приложение 9).

170

ЛИТЕРАТУРА

1.Пушкарев В.П. Устройства приема и обработки сигналов: Учебное пособие. — Томск, 2005. — 200 с.

2.Пушкарев В.П. Устройства приема и обработки сигналов: Учебное методическое пособие. — Томск, 2005. — 69 с.

3.Пушкарев В.П., Пелявин Д.Ю. Радиоавтоматика: Учебное пособие. — Томск, 2004. — 153 с.

4.Пушкарев В.П., Пелявин Д.Ю. Радиоавтоматика: Учебное методическое пособие. — Томск, 2004. — 83 с.

5.Справочник по учебному проектированию приемно-уси- лительных устройств / М.К. Белкин, В.Т. Белинский, Ю.А. Мазор, Р.М. Терещук. — 2-е изд. — К.: Выща шк. Головное изд-во,

1988. — 472 с.

6.Бобров Н.В. и др. Расчет радиоприемников. — М.: Воениз-

дат, 1971. — 496 с.

7.Школин Ю.Д. Основы проектирования радиоприемников. (Расчет структурных схем). — ВАС, 1976. — 178 с.

8.Проектирование радиоприемных устройств: Учебное пособие для вузов / Под ред. А.П. Сиверса. — М.: «Советское ра-

дио», 1976. — 488 с.

9.ОС ТАСУР 6.1-97. Система образовательных стандартов. Общие требования и правила оформления, 1997. — 39 с.

10.ГОСТ 5651-89 «Устройства радиоприемные бытовые. Общие технические условия».

11.18198-89 «Телевизоры. Общие технические условия».

12.Аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Б.П. Кудряшов, Ю.В. Назаров, Б.В. Тарабрин, В.А. Ушибышев. — М.: Радио и связь, 1981. — 160 с.

13.Справочник радиолюбителя-конструктора. —2-е изд., перраб. и доп. — М.: «Энергия», 1977. — 752 с.

14.Атаев Д., Болотников В.А. Аналоговые интегральные микросхемы для телевизионной радиоаппаратуры: Справочник — М.: Изд-во МЭИ, ТОО «Позитив», 1993. — 184 с.

15.Атаев Д., Болотников В.А. Аналоговые интегральные микросхемы для телевизионной радиоаппаратуры: Справочник. — 2-е изд. — М.: Изд-во МЭИ, ТОО «Позитив», 1993. — 240 с.

16.Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. — М.: ИП Радиософт. 2000. — Т.2. — 640 с.