3. Расчет элементов цепей питания

1. Каскад на биполярном транзисторе

Исходной величиной для расчета является значение постоянной составляющей тока. Можно считать I_К = I_Э = I₀ = 1 мА. Напряжение между коллектором и эмиттером U_КЭ = 5 В 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 = 2500 Ом, оптимальное с точки зрения температурной стабильности.

𝑈_э = 𝐼₀ × 𝑅_э = 1 × 10⁻³ × 2500 = 2,5 В,

𝑈_𝑘 = 𝑈_э + 𝑈_𝑘э = 2,5 + 5 = 7,5 В.

Если 𝑈_𝑘 < 𝑈_п, в цепь питания правее C_бл включаем дополнительный резистор с сопротивлением:

𝑅_доп = (𝑈_п − 𝑈_𝑘)^⁄ 𝐼₀ = (9 − 7,5)^⁄1 × 10⁻³ = 1.5 кОм.

Задаёмся значением тока делителя 𝐼_д = 0,1 × 𝐼₀ = 0,1 мА, затем рассчитываем напряжение между базой корпусом:

𝑈_б = 𝑈_бэ + 𝑈_э = 0,6 + 2,5 = 3,1 В, и значения сопротивлений

𝑅 = ^𝑈б = ^3,1 = 31 кОм. Согласно ряду Е24 𝑅 = 33кОм.

б2 _𝐼Д

0,1×10^{−3 б2}

𝑅 = ^{𝑈𝑘−𝑈б} = ^7,5−3,1 = 44 кОм. Согласно ряду Е24 𝑅 = 47 кОм.

б1 _𝐼Д

0,1×10^{−3 б1}

Определяем вещественную составляющую входной проводимости каскада УРЧ с учетом сопротивления делителя:

^𝑔вх урч

= 𝑔_вх

₊ 1

^𝑅б1н

₊ 1

^𝑅б2н

= 3.354 × 10⁻⁶ + ¹

47000

₊ 1

33000

= 54.9 мкСм.

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

С = 10 × ^𝑦21 = 10 × ^0,03×10−3 = 9.29нФ.

^э 2𝜋× 𝑓_{0 мин}

^2𝜋×5.141 ×10⁶

Емкость разделительного конденсатора выбираем из условия:

С = 10 × ^{𝑔вх урч} = 10 × ^54.9×10−6 = 17пФ.

^р 2𝜋× 𝑓_{0 мин}

^{2𝜋×5.141×106}

Емкость блокировочного конденсатора в цепи питания выбираем аналогично

С = 20 × ^𝑔вых = 20 × ^68.04×10−9 = 0,04 пФ.

^бл 2𝜋× 𝑓_{0 мин}

^{2𝜋×5.141×106}

При необходимости включения в схему электролитических конденсаторов большей емкости параллельно им в схему включаем высокочастотные конденсаторы меньшей емкости.

4. Расчет характеристик избирательности преселектора

На крайних частотах диапазона f_МИН и f_МАКС расcчитываем и строим характеристики избирательности преселектора.

а) ослабление помехи с частотой зеркального канала

𝑓_зк1 = 𝑓_𝑚𝑎𝑥 + 2 × 𝑓_пч = 5.8 + 2 × 0.465 = 6.73 МГц,

𝜉 = 𝑄

× ( ^𝑓зк − ^{𝑓𝑚𝑎𝑥}) = 555.5 × (^6.73 − ^5.8 ) = 190.6,

вх1

кэ вх

1

^𝑓𝑚𝑎𝑥

^𝑓зк

5.8

6.73

вх

𝛾_вх1 = _√1+𝜉2 = 0,005,

𝜎_вх1 = 20 𝑙𝑔 (

1

^𝛾вх

) = 46дБ,

𝜉 = 𝑄

_{× (} ^𝑓зк ₋ ^𝑓𝑚𝑎𝑥

^6.73 − ^5.8 ) = 28.7,

урч1

^𝛾урч1 ⁼

кэ урч 1

^урч

√1+𝜉²

^𝑓𝑚𝑎𝑥

= 0,035,

^𝑓зк

) = 95.9 × (

5.8

6.73

𝜎_урч1 = 20 𝑙𝑔 (

1

^𝛾урч

) = 29,

^𝜎прес1 ^{= 𝜎}вх ^{+ 𝜎}урч ^{= 75.}

𝑓_зк2 = 𝑓_𝑚𝑖𝑛 + 2 × 𝑓_пч = 5.3 + 2 × 0.465 = 6.23МГц,

𝜉 = 𝑄

_{× (} ^𝑓зк ₋ ^𝑓𝑚𝑖𝑛

^6.23 − ^5.3 ) = 202.9,

вх2

кэ вх 1

^𝑓𝑚𝑖𝑛

^𝑓зк

) = 625 × (

5.3

6.23

вх

𝛾_вх2 = _√1+𝜉2 = 0.005,

𝜎_вх2 = 20 𝑙𝑔 (

1

^𝛾вх

) = 46.02,

𝜉 = 𝑄

× ( ^𝑓зк − ^{𝑓𝑚𝑖𝑛}) = 101 × (^6.23 − ^5.3 ) = 32.8,

урч2

^𝛾урч2 ⁼

кэ урч

1

^урч

√1+𝜉²

^𝑓𝑚𝑖𝑛

= 0,0305,

1

^𝑓зк

5.3

6.23

𝜎_урч2 = 20 𝑙𝑔 (

^𝛾урч

) = 30.31,

𝜎_прес2 = 𝜎_вх + 𝜎_урч = 76.33.

Аналогичным образом выполняются расчеты для помехи с промежуточной частотой 𝑓_пч и с частотой соседнего канала 𝑓_ск = 𝑓₀ + ∆ 𝑓_ск.

Таблица 3 – Результаты расчётов характеристики избирательности

	𝑓зк		𝑓пч			𝑓ск
	𝑓𝑚𝑎𝑥	𝑓𝑚𝑖𝑛		𝑓𝑚𝑎𝑥	𝑓𝑚𝑖𝑛		𝑓𝑚𝑎𝑥	𝑓𝑚𝑖𝑛
𝜎вх	46	46.02		76.8	77		6	7.33
𝜎урч	29	30.31		61.9	61.9		0.45	0.54
𝜎прес	75	76.33		138.7	138.9		6.045	7.87

График 1 – Резонансные кривые на f_max=5,8МГц

Определим на уровне 3 дБ ∆𝐹_{прес макс} = 5,852 − 5,818 = 34 кГц.

График 2 – Резонансные кривые на f_min=5.3МГц

Определим на уровне 3 дБ ∆𝐹_{прес мин} = 5.398 − 5.379 = 19 кГц.

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

^fmax^:

^fmin^:

К_{0 прес} = К_{0 вх} ∗ К_{0 урч} = 7.35 × 36.03 = 264.8, К_{0 прес} = К_{0 вх} ∗ К_{0 урч} = 7.42 × 39.93 = 296.3.