6. Расчет преобразователя частоты на имс к174пс1

   1. Варианты построения схем преобразователей частоты

Рис.6.1-Вариант подключения нагрузки ко входу ПрЧ.

В проектируемом приемнике ПрЧ выполнен на ИМС К174ПС1. Эта ИМС позволяет реализовать разнообразные варианты построения ПрЧ, отличающиеся способом подключения нагрузки, видами связей с предшествующим УРЧ и с цепями гетеродина. Нагрузкой ПрЧ является ФСИ, подключаемый через согласующий контур. При несимметричном подключении контура выходного тока соответствует балансной схеме. В схеме в ПрЧ обеспечивается ослабление помехи с частотой, равное промежуточной. Входы ИМС подключены к выходам УРЧ и гетеродина по симметричной схеме.

2. Расчет подключения нагрузки к преобразователю частоты

Задачей расчета является определение параметров элементов согласующего контура и коэффициента его включения во входную цепь ФСИ.

Исходными данными для расчёта являются:

• значение промежуточной частоты приемника, f_ПЧ=0.465 МГц ;

• полоса пропускания ФСИ, ΔF_Ф=ΔF_ПР =5 кГц ;

• входная проводимость ФСИ, 𝑔_{вх ФСИ} = 0.7 мСм ;

• конструктивная добротность катушки СК на f_ПЧ, Q_К=150 ;

• крутизна преобразования ИМС, y_{21 ПР}= 10 мСм ;

• выходная проводимость ИМС на f_ПЧ, g_ВЫХ=2.9 мкСм .

Значения и должны соответствовать выбранной схеме подключения нагрузки. Полоса пропускания согласующего контура выбирается существенно больше, чем полоса пропускания ФСИ, чтобы избежать влияния согласующего контура на ПП тракта ПЧ.

С другой стороны, она не должна быть слишком большой, так как это приведет к снижению коэффициента усиления ПрЧ и к ухудшению избирательности при больших отстройках.

Выбираем:

𝛥𝐹_кэ = 3 × 𝛥𝐹_ф = 2,5 × 5000 = 15 кГц

Рассчитываем требуемое значение добротности эквивалентного контура:

^𝑓пч

_кэ

𝑄_кэ = _𝛥𝐹

465

= = 31

15

Задаемся стандартным значением емкости конденсатора контура C₁=1100

пФ.

Рассчитываем емкость C_К контура с учетом емкости монтажа C_М = 3 пФ и

выходной емкости ИМС С_вых=1 пФ:

С_к = С₁ + С_м + С_вых = 1100 + 3 + 1 = 1.104нФ

и индуктивность контура:

𝜔_пч = 2𝜋𝑓_пч = 2.922МГц

1

пч

к

^{𝐿к =} 𝜔² × С

1

⁼ 2.922² × 1104 × 10^{−12 = 106.2мкГн}

Полагая конструктивную добротность контура Q_К = 150, вычисляем проводимости ненагруженного и нагруженного (эквивалентного) контура:

𝜔

𝑔_к =

пч

1

× 𝑄_к 1

_× 𝐿_к

1

= = 21.5 мкСм

2.922 × 150 × 106.2

1

𝜔

𝑔_кэ =

пч

× 𝑄_кэ

× 𝐿_к

= = 104.02 мкСм

2.922 × 31 × 106.2

и сопротивление шунтирующего резистора:

^{𝑅ш =} 0,5𝑔

1

_кэ

− 𝑔_к

^{− 𝑔}вых

1

= = 25119 Ом

0,5 × 104.02 − 21.5 − 2.9

+

Определяем коэффициент включения согласующего контура во входную цепь ФСИ, при котором обеспечивается согласование ФСИ на его входе:

𝑔 +𝑔

₊ 1

21.5×10⁻⁶+2.9×10^{−6 1}

^р_ф = ^√

к вых

^𝑔вх фси

^𝑅ш _{= √} 245119 _{= 0,303.}

^0.7×10−3

Рассчитываем индуктивность катушки связи:

_𝐿ф

𝐿_к × р²

ф

= =

_𝑘2

106.2 × 10⁻⁶ × 0,303²

0,8²

= 12.19 мкГн,

где k=0,8 - коэффициент магнитной связи, зависит от типа применяемых сердечников, для однослойных катушек с ферритовым подстроенным сердечником.

Определяем коэффициент усиления преобразователя частоты:

^𝐾0 пр ⁼

^𝑦21 пр ^{× р}ф

^𝑔кэ

10 × 10⁻³ × 0.303

⁼ 104.2 × 10^{−6 = 29.1}

На расчетных частотах диапазона рассчитываем напряжение сигнала на входе УПЧ:

296.3

𝑈_{вх упч} = 𝑈_А0 × 𝐾_{0 прес} × 𝐾_{0 пр} × 𝐾_{0 ф} = 40 × 10⁻⁶ × (^246.8) × 29.1 ×

0,578 = (^0.17В).

0.19В

Рассчитываем суммарное ослабление соседнего канала в преселекторе и ФСИ:

𝜎_ск = 𝜎_{ск прес} + 𝜎_{ск фси} = (^1.91) + 45 = (^46.91).

Требование по ТЗ выполняется.

2.03

47.03