3.3. Расчет элементов цепей питания

Исходной величиной для расчета является значение постоянной составляющей тока. Можно считать I_К = I_Э = I₀. Напряжение между коллектором и эмиттером U_КЭ =5В берется из справочных данных на транзистор и слабо влияет на параметры транзистора. Напряжение между базой и эмиттером U_БЭ для маломощных транзисторов можно принять равным 0.6 В. Сопротивления резистора R_Э, оптимальные с точки зрения температурной стабильности, указано в табл.3.2.

Таблица 3.2

IЭ, мА	1.0
RЭ, Ом	2500

По таблице номинальных значений выбираем сопротивление резистора R_Э=2,4 кОм, включенного в схему, и рассчитываем

U_Э = I_{0 *} R_Э =1·2.4=2,4 В 

U_К = U_Э + U_КЭ=2.4+5=7,4 В

Т.к. U_К < U_П, то в цепь питания правее C_БЛ включаем дополнительный резистор с сопротивлением

R_ДОП = (U_П - U_К) / I₀=(9-7.4)/10^-3=1,6 кОм

Задаем значение тока делителя R_Б1, R_Б2: I_Д ~ 0.1 I₀.

I_Д = 0.1 мкА

Рассчитаем напряжение между базой и корпусом

U_Б = U_БЭ + U_Э = 0.6 +2,4=3 В

и значения сопротивлений

R_Б1 = (U_К - U_Б) / I_Д =(7.4-3)/0.1=44 кОм

R_Б2 = U_Б / I_Д=3/0.1=30 кОм    

Подберем по таблице номинальных значений ближайшие к рассчитанным.

RБ2 = 30 кОм

RБ1 = 43 кОм

Определим вещественную составляющую входной проводимости каскада УРЧ с учетом сопротивлений делителя:

g_{ВХ УРЧ} = g_ВХ + 1 / R_Б1 + 1 / R_Б2

g_{ВХ УРЧ} = 0.0009+ 1 / 43 + 1 / 30=0,95 мСм

Во избежание излишней отрицательной обратной связи по переменному току выберем значение емкости C_Э, параллельной R_Э, из условия:

C_Э≥10 y₂₁ / ω_МИН,

C_Э≥10·0.03 / 2·π·0,504·10⁶=94,66 нФ

где ω_МИН - значение минимальной частоты сигнала, на которую рассчитан УРЧ приемника.

Емкость разделительного конденсатора выбираем из условия:

C_Р≥10 g_{ВХ УРЧ} / ω_МИН .

C_Р≥10·0.0004 / 2·π·0,504·10⁶=3,018 нФ.

Подберем по таблице номинальных значений емкости, ближайшие к рассчитанным.

C_Э =9,1 нФ C_Р =3 нФ

Емкость блокировочного конденсатора в цепи питания выбираем равной 1 мкФ

3.4. Расчет характеристик избирательности преселектора

На крайних частотах диапазона рассчитаем и построим характеристики избирательности преселектора

=0,504 МГц 0,978 МГц

σ_ПРЕС=σ_ВХ +σ_УРЧ

где σ_ВХ и σ_УРЧ, соответственно, характеристики избирательности входного устройства и УРЧ, рассчитываемые следующим образом:

σ_ВХ = 20 lg( 1 / γ_ВХ),

,

𝝃₁ = Q_{КЭ ВХ}(f / f₀ - f₀ / f),

σ_УРЧ = 20 lg( 1 / γ_УРЧ),

, (90)

𝝃₂ = Q_{КЭ УРЧ}(f / f₀ - f₀ / f), (91)

где f₀ - частота настройки, f - текущее значение частоты, Q_{КЭ ВХ} и Q_{КЭ УРЧ} берутся из таблиц 2.1 и 3.1 соответственно. Расчет производится до значений σ_ПРЕС≤20 дБ. На одном графике строим три резонансные кривые: σ_ВХ, σ_УРЧ, σ_ПРЕС отдельно для f_МИН и f_МАКС.

Рис. 3.2.

Рис. 3.3.

По характеристике σ_ПРЕС определяется полоса пропускания преселектора на уровне 3 дБ (ΔF_ПРЕС) и ослабление соседнего канала в преселекторе σ_СК.

Рис. 3.4.

ΔF_ПРЕС = 5,7 кГц

На f_МИН и f_МАКС рассчитываем ослабление в УРЧ помехи с частотой зеркального канала, с промежуточной частотой и с частотой соседнего канала, по тем же формулам:

где f₀ - частота настройки;

при определении σЗК :	fП = fЗК = f0 + 2 * fПЧ,
при определении σПЧ :	fП = fПЧ,
при определении σСК УРЧ:	fП = fСК = f0 ±ΔfСК.

Рассчитываем общее ослабление зеркального канала, канала ПЧ и соседнего канала в преселекторе приемника:

Таблица 3.3.

f	σВХ, дБ	σУРЧ, дБ	σпрес, дБ	σВХ, дБ	σУРЧ, дБ	σпрес, дБ	σВХ, дБ	σУРЧ, дБ	σпрес, дБ
	38,636	37,694	76,33	39,721	38,779	78,5	3,394	2,909	6,303
	42,481	44,002	86,483	18,842	20,346	39,188	6,596	7,826	14,422
помеха	Зеркальный канал			Промежуточная частота			Соседний канал

Полученные значения σ_ЗК и σ_ПЧ удовлетворяют требованиям ТЗ.

На расчетных частотах диапазона вычислим коэффициент передачи преселектора для сигнала и каждой из помех, определяющих заданный параметр нелинейности приемника:

=0,504 МГц 0,978 МГц 0,735 МГц

K_{0 ПРЕС} = K_{0 ВХ *} K_{0 УРЧ} ,

K_{П i ПРЕС} = K_{0 ПРЕС *} γ _{ВХ i *}γ_{УРЧ i} .

где γ_{УРЧ i} и γ_{вх i} - ослабление i -ой помехи в УРЧ и ВхУ при f=fп

Таблица 3.4.

f
	5,318
	4,604
	3,72

Таблица 3.5.

f	KП i ПРЕС, дБ
	8,114*10-3	-4	2,574
	-4	0,041	0,707
помеха	Зеркальный канал	Промежуточная частота	Соседний канал

Рассчитаем напряжение сигнала и помех на входе преобразователя частоты:

U_{С ВХ ПР} = U_{А0 *} K_{0 ПРЕС} , (94)

U_{П i ВХ ПР} = U_{А П i *} K_{П i ПРЕС} . (95)

Таблица 3.6.

f	UС ВХ ПР, В
	2,393
	2,072
	1,674