- •Введение
- •Обоснование и расчет структурной схемы радиоприемника
- •Выбор и обоснование структурной схемы радиоприемника
- •Разделение диапазона частот радиоприемника на поддиапазоны
- •Выбор количества преобразований и номиналов промежуточных частот
- •Расчет структурной схемы преселектора
- •Расчёт структурной схемы тракта усилителя промежуточной частоты
- •Выбор типа и числа каскадов, охваченных автоматической регулировкой усиления
- •Расчет структурной схемы усилителя звуковой частоты
- •Выбор структурной схемы системы автоматической подстройки частоты и определение её параметров.
- •Пример предварительного расчета радиоприемника
- •Деление диапазона частот на поддиапазоны.
- •Выбор количества преобразований и номиналов промежуточных частот
- •Расчет структурной схемы преселектора.
- •Расчет структурной схемы тракта упч
- •Расчет структурной схемы усилителя звуковой частоты
- •Выбор структурной схемы системы автоматической подстройки частоты и определение ее параметров.
- •Составление структурной схемы
- •Paсчет отдельных каскадов радиоприемника
- •Расчёт входных устройств
- •Выбор схемы входного устройства
- •Определение числа контуров ву
- •Обоснование вида связи с усилителем радиочастоты
- •Расчет входного устройства с емкостной связью с антенной
- •2.1.3 Пример расчета входного устройства
- •2.2 Расчет усилителя радиочастоты на транзисторе
- •2.2.1 Порядок расчета урч с трансформаторной связью с нагрузкой
- •2.2.2 Пример расчета усилителя радиочастоты
- •2.3. Расчет каскадов усилителей промежуточной частоты
- •2.3.1. Расчет упч с двухконтурным полосовым фильтром
- •2.3.2. Расчет упч с фильтром сосредоточенной избирательности
- •2.4. Расчет усилителя звуковой частоты (узч)
- •2.4.1. Расчет бестрансформаторного оконечного каскада узч
- •2.4.2. Расчёт усилителя напряжения звуковой частоты с резистивной нагрузкой
- •2.4.3. Расчёт усилителя звуковой частоты с трансформаторной нагрузкой
- •Оглавление
- •Глава 1. Обоснование и расчет структурной схемы
- •Глава 2. Расчет отдельных каскадов радиоприемника……………….……42
2.2.2 Пример расчета усилителя радиочастоты
Схема УРЧ показана на рис. 2.3.
Исходные данные:
рабочий диапазон: 1,5 – 30 МГц;
рабочий поддиапазон: 1,5 – 3 МГц;
добротность контуров нагрузки УРЧ: Q= 50;
добротность контуров преселектора: QПС= 50;
номинал промежуточной частоты fПЧ1= 42,5 МГц;
число контуров в преселекторе: m= 4;
напряжение источника питания: ЕК= 10 В.
Определяем собственную частоту коллекторной цепи:
f0К=f0max ПД· ν = 3 · 4 = 12 МГц.
Выбираем транзисторы:
(VT1) полевой КП 305Д:
fГР> 30 МГц;
СС≈ 3 пФ;
S= 8 мА/В;
С12И= 0,8 пФ;
С11И= 5 пФ;
IС= 2 мА.
(VT2) биполярный ГТ 310:
fh21Э> 100 МГц;
СК= 4 пФ;
h21Э= 20 Ом;
h11Э= 38 Ом;
IЭ= 2 мА;
А/В.
Определяем индуктивность катушки связи:
мкГн;
СС= СК+ СL+CM= 4 + 10 + 10 = 24 пФ.
Определяем параметры резонансного контура-нагрузки УРЧ:
СЭmin=Cmin+CL+CM+CП СР+ СК= 7 + 5 + 10 + 5 + 4 = 31 пФ;
СЭmax=CЭmin· К2ПД= 31 · 22= 124 пФ;
мкГн.
Определяем параметр связи P0по первому условию:
,
где ;
пФ;
S' ≈ У21БVT2= 0,5 А/В;
Ом.
Согласно второму условию:
.
Выбираем P0= 0,008.
Определяем коэффициент взаимоиндукции:
M=P0·LЭ= 0,008 · 91 = 0,73 мкГн.
Определяем коэффициент связи:
.
Определяем резонансный коэффициент усиления каскодной схемы для f0minПД,f0maxПД:
.
Подставляем значение:
.
Осуществляем расчет:
Ом;
;
;
;
QC= 0,5 ·Q= 0,5 · 50 = 25.
Осуществляем расчет на максимальной частоте:
.
Подставляем значения:
;
Ом;
;
.
Результаты отражаем на графике (рис. 2.4).
Рис. 2.4
Определим полосу пропускания:
МГц;
МГц.
Произведем расчет ослабления побочных каналов приема.
Рассчитываем ослабление по зеркальному каналу:
раза.
Рассчитаем ослабление по каналу промежуточной частоты:
раз.
Далее определим элементы схемы при выполнении условия равенства токов:
ICVT1=IЭVT2= 2 мА.
Рассчитываем величину резистора затвора полевого транзистора VT1:
RЗ= (10 ÷ 20)R0= 10 · 344 = 3,44 МОм;
R0=ρ·Q0= 8,6 · 40 = 344 Ком;
Ком.
Определяем емкость разделительного конденсатора:
СР= (20 ÷ 50)СНИ= 50 · 5 = 250 пФ.
Для выбора рабочей точки полевого транзистора берем напряжение UЗИ= 0,5 В.
Тогда:
Ом.
Определим емкость, шунтирующую резистор в цепи истока:
пФ.
В завершении произведем расчет элементов схемы биполярного транзистора.
Предварительно выбираем: UCVT1=UKVT2= 0,5 ·EK= 5В;
КОм;
IБ0= 0,05 ·IЭ= 0,05 · 2 = 0,1 мА;
IД= 7 ·IБ0= 7 · 0,1 = 0,7 мА;
КОм;
Ом;
ΔEФ= 0,1 ·E= 0,1 · 10 = 1 В.
2.3. Расчет каскадов усилителей промежуточной частоты
2.3.1. Расчет упч с двухконтурным полосовым фильтром
Усилители промежуточной частоты (УПЧ) работают на постоянной частоте fПЧ. Они могут быть апериодическими и резонансными. Расчет таких усилителей принципиально не отличается от расчета апериодических и резонансных усилителей радиочастоты.
Наиболее широкое распространение получили УПЧ с двухконтурными полосовыми фильтрами и УПЧ с фильтром сосредоточенной селекции.
Произведем расчет однокаскадного УПЧ с двухконтурным фильтром. Предполагается наличие еще одного двухконтурного фильтра на входе УПЧ, т.е. m= 2 (число полосовых фильтров (рис. 2.5)).
Рис. 2.5
Исходные данные:
номинальная промежуточная частота fПЧ= 128 кГц;
полоса пропускания 2ΔF= 6 кГц;
коэффициент частотных искажений М = 1,2;
требуемый коэффициент усиления УПЧ К = 17;
требуемая избирательность по соседнему каналу δСК= 20 дБ;
число двухконтурных фильтров m= 2;
напряжение источника питания ЕП= 12 В.
Расчет производим следующим образом:
Выбор транзистора производим при выполнении условия:
fY21> (2….3)fПЧ= 3 · 128 = 384 кГц,
где fY21=fИЗ·h11Б/rБ(или из справочникаfh21Э).
Активное сопротивление перехода базы определяется из выражения:
,
где - постоянная времени цепи обратной связи;
СК– емкость коллектора;
– для сплавных транзисторов;
– для сплавно-диффузионных транзисторов;
– для мезатранзисторов.
Выбираем германиевый сплавно-диффузионный p-n-pтранзистор ГТ-309А, имеющий следующие параметры:
СК= 10 пФ;
UК= 5 В;
пС;
IЭ= 5 мА;
наf= 10МГц;
h22Б= 5 мкОм;
h11Б= 38 Ом.
Так как fY21Э> 384 кГц, выбор транзистора считаем правильным.
Определяем эквивалентную добротность контуров фильтра из условия получения заданной полосы 2ΔF= 6 кГц на уровне отсчета полосы У = 0,9. Выбираем значение параметра связи А = 0,9 – 1,1 (связь близка к критичной) А = 1,1 и, используя график рис. 2.6, находим значение обобщенной расстройки Х = 1,1. По найденному значению рассчитываем эквивалентную добротность:
.
Рис. 2.6
Проверяем возможность получения заданной избирательности по соседнему каналу:
,
где .
Значение обобщенной расстройки по соседнему каналу:
.
Следовательно, заданного.
Если значение меньше заданного, то параметр А следует увеличить и найти новое значениеQЭ.
Определяем конструктивную добротность контура:
.
Для дальнейших расчетов произведем перерасчет hпараметров в У параметры для транзистора ГТ-309А:
;
;
;
.
Определяем характеристическое сопротивление контура фильтра:
.
Вычисляем эквивалентное резонансное сопротивление контура:
.
Рассчитываем коэффициент включения контура ко входу транзистора P2, считая, чтоP1= 1:
.
Находим коэффициент усиления каскада:
.
Определяем допустимый коэффициент усиления одного каскада из условий устойчивости:
.
Рассчитываем элементы контура:
;
.
Определяем элементы связи между контурами:
а) коэффициент связи
;
б) коэффициент взаимоиндукции при индуктивной связи
.
Расчет элементов температурной стабилизации рабочей точки каскада двухконтурного усилителя:
а) рассчитываем сопротивление резистора в цепи эмиттера R3, принявIК0≈IЭ:
,
где ;.
Выбираем по ГОСТ R3= 470 Ом типа МЛТ-0,125.
б) определяем сопротивление резистора R1в цепи делителя:
,
где S– коэффициент температурной нестабильности.
При этом задаемся S= 3 ÷ 5 и напряжением на резистореR2:
.
.
Выбираем по ГОСТ R1= 7,5 кОм типа МЛТ-0,125.
в) находим сопротивление резистора R2:
.
Выбираем по ГОСТ R2= 1,8 кОм типа МЛТ-0,125.
г) определяем емкость блокировочного конденсатора:
.
Выбираем по ГОСТ С3= 0,33 мкФ типа К50-6 на напряжение 20 В.