курсач / успех / 00_курсач_орвс_велит_брв_2201_2

выбранная величина эквивалентной добротности одного колебательного контура считается выбранной верно [5 стр. 52].

Следующим шагом необходимо рассчитать вид и параметры фильтрующей системы тракта промежуточной частоты. Эта фильтрующая система должна обеспечивать необходимую величину селективности по соседнему каналу, а также не выходить за рамки заданной допустимой неравномерности

[5 стр. 53].

В качестве фильтрующих систем в тракте ПЧ могут использоваться: полосовые фильтру на контурах, многозвенные фильтры сосредоточенной избирательности или фильтры основанные на технологии поверхностных акустических волн (ПАВ) [5 стр. 53].

Сначала проверятся возможность реализации системы фильтрации тракта ПЧ двухконтурных полосовых фильтрах [5 стр. 53].

Расчёт начинается с вычисления максимально допустимой неравномерности тракта ПЧ σПЧ по следующей формуле [5 стр. 53]:

где SeРТ 10 – это величина максимально допустимой неравномерности всего

радиотракта в децибелах [6];

Seпресс=4 – это величина максимально допустимой неравномерности преселектора.

Тогда численное значение величины σПЧ равно:

σПЧ 100.05 SeРТ -Seпресс =1.995 .

Далее необходимо рассчитать величину эквивалентной добротности одного двухконтурного фильтра по заданной неравномерности при n двухконтурных полосовых фильтров. Она рассчитывается по следующей формуле [5 стр. 53]:

где ΠРТ – ширина полосы частот радиотракта.

В рамках проекта, величина ΠРТ равна величине Πпресс=40.001 kHz, рассчитанной ранее [6].

Также, для разного количества двухконтурных полосовых фильтров необходимо рассчитать величину эквивалентной добротности, при которой обеспечивается необходимая селективность по соседнему каналу Qэ.СК. Она

где σСК 100.05 SeСК =79.433 – заданная селективность по соседнему каналу,

выраженная в разах; ξСК – относительная расстройка по СК, которая определяется по формуле

(3.3.14).

Величина эквивалентной добротности одного двухконтурного полосового фильтра Qэ.ПФ выбирается из соотношения (3.3.15) с учётом того, что

технически реализуемая добротность равна 50, то есть Qэ.ПФ≤50.

Расчёт величины Qэ.ПФ по формулам (3.3.12) – (3.3.15) осуществляется для 1,2 и 3 полосовых фильтров [5 стр. 53].

Для одного ПФ (n 1):

Qэ.нер.ПЧ fпр 4σПЧ2÷n-1 =15.275 ,

ΠРТ

Qэ.СК 4 σСК2÷n-1 =961.397 ,

ξСК

float,3

Qэ.СК<Qэ.ПФ<Qэ.нер.ПЧ ――→961.0<Qэ.ПФ<15.3.

Для двух ПФ (n 2):

float,3

Qэ.СК<Qэ.ПФ<Qэ.нер.ПЧ ――→107.0<Qэ.ПФ<11.6.

Для трёх ПФ (n 3):

Qэ.нер.ПЧ fпр 4σПЧ2÷n-1 =10.166 ,

ΠРТ

Qэ.СК 4 σСК2÷n-1 =50.604 ,

ξСК

float,3

Qэ.СК<Qэ.ПФ<Qэ.нер.ПЧ ――→50.6<Qэ.ПФ<10.2.

Таким образом, даже при наличии трёх двухконтурных полосовых фильтров невозможно достичь выполнения условия (3.3.15). То есть необходимо использовать более сложную и эффективную систему фильтрации тракта ПЧ.

В качестве такой системы необходимо использовать пьезокерамический фильтр, подходящий под заданные параметры [6]. В качестве такого фильтра был выбран фильтр ФП1П1-60-08 со следующими параметрами:

Средняя частота полосы пропускания: 465 кГц ± 2 кГц;

Полоса пропускания по уровню 3 дБ: ±20 кГц (всего 40 кГц);

На этом расчёт элементов преселектора, конкретно в этом пункте, окончен. Отдельно стоит отметить, что параметры элементов, входящих в преселектор, будут определяться далее.

3.4. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРА

Необходимо выбрать транзистор, который будет использоваться в УРЧ и в смесителе радиотракта приёмника. Выбор осуществляется по двум главным критериям:

Маленькая мощность рассеивания транзистора;

Частота по крутизне транзистора должна быть больше в три раза, чем максимальная частота принимаемой полосы сигнала.

Отдельно стоит отметить, что используемые биполярные транзисторы должны иметь n-p-n структуру.

В качестве подходящего транзистора был выбран транзистор КТ315А со следующими параметрами:

Рисунок 3.4.1 – Электрические параметры транзисторов серии КТ315

Расчёт параметров транзистора осуществляется по методике, изложенной в

[1 стр. 110–154].

Сначала необходимо проверить, подходит ли выбранный транзистор под вышеуказанные условия. По мощности рассеивания транзистор КТ315А подходит, так как она равна Pр 150 mW, что меньше половины Вата.

Для проверки соответствия частотным характеристикам, сначала необходимо вычислить граничную частоту транзистора по крутизне fs.

Величина fs рассчитывается по формуле (3.4.1):

где fT 250 MHz – граничная частота работы транзистора (на ней значение параметра h11б будет равно единице);

h11б – входное сопротивление транзистора в схеме с общей базой; rб – эквивалентное активное сопротивление базы транзистора.

Расчёт производится при следующем значении тока эмиттера: Iэ 1 mA.

Сперва необходимо задаться статическим коэффициентом усиления транзистора по току: β0 60. Далее необходимо рассчитать коэффициент

передачи по току для тока коллектора:

После рассчитывается величина коллекторного тока при заданном токе эмиттера:

Также необходимо рассчитать величину параметра h21э: коэффициента

передачи тока в цепи с общим эмиттером. Для этого необходимо задаться током коллектора, указанным в характеристиках транзистора. Это значение Iк.харк 1 mA. Тогда параметр h21э при выбранном токе коллектора

рассчитывается по следующей формуле:

Далее рассчитывается величина эквивалентного активного сопротивления эмиттерного перехода rэ. При этом величина α0 пересчитывается с учётом

рассчитанного параметра h21э. Тогда эквивалентное активное сопротивление эмиттерного перехода рассчитывается по формуле (3.4.5).

Для расчёта параметров rб и h11б сперва необходимо из характеристик транзистора указать следующие параметры:

Ёмкость коллекторного перехода Cк 7 pF;

Постоянную времени цепи обратной связи τк 300 ps.

Далее рассчитывается эквивалентное активное сопротивление базы транзистора по следующей формуле:

Тогда входное сопротивление транзистора в схеме с общей базой h11б рассчитывается по формуле (3.4.7).

Все параметры для расчёта граничной частоты по крутизне по формуле (3.4.1) известны, так что необходимо рассчитать эту частоту, как и утроенную частоту правой границы диапазона принимаемых частот.

3 fмакс=4.818 MHz,

fs fT h11б =151.023 MHz. rб

Как видно из расчётов выше, граничная частота транзистора по крутизне много больше утроенной максимальной частоты принимаемого диапазона частот. Это свидетельствует о том, что выбранный транзистор является подходящим под выбранные параметры.

После проверки выбранного транзистора на соответствие заданным параметрам, необходимо рассчитать параметры транзистора в режиме усиления на максимальной частоте. А именно: действительную часть входной проводимости g11_макс, мнимую часть входной проводимости b11_макс,

действительную часть выходной проводимости g22_макс, мнимую часть выходной проводимости b22_макс транзистора.

Для этого сперва рассчитываются коэффициенты расстройки для граничной частоты по крутизне ξs и для граничной частоту по усилению fT.

Расчёт осуществляется по формулам (3.4.7) и (3.4.8) соответственно.

После расчёта расстроек рассчитываются непосредственно сами части входной и выходной проводимостей по следующим формулам:

Зная составляющие полных входной и выходной проводимости, можно найти входные и выходные сопротивления и ёмкости транзистора. А именно: Rвх_макс – действительную часть входного сопротивления транзистора,

Rвых_макс – действительную часть выходного сопротивления транзистора,

Для полной матрицы игрек параметров транзистора необходимо рассчитать параметры Y21_макс (прямую взаимную проводимость) и Y12_макс (обратную

взаимную проводимость). Параметры Y11_макс и Y22_макс уже найдены.

Параметры Y21_макс и Y12_макс рассчитываются по формулам (3.4.17) и (3.4.18).

Y12_макс 2 π fмакс Cк=0.071 mS.

Следующий шаг – расчёт параметров транзистора в режиме усиления на промежуточной частоте. Расчёт производится аналогично расчёту параметров транзистора в режиме усиления на максимальной частоте: по формулам (3.4.4) – (3.4.18), с той лишь разницей, что в качестве значения величины коллекторного тока из характеристик транзистора выбирается значение 5 мА

(Iк.харк 5 mA).

Расчёт параметров транзистора в режиме усиления на промежуточной частоте представлен ниже.

Rвх_пр 1 =1.597 kΩ,

g11_пр

Rвых_пр 1 =1.943 MΩ,

g22_пр

Y12_пр 2 π fпр Cк=0.02 mS.

Таким образом, матрицы игрек параметров транзистора для режима усиления на разных частотах равны:

Отдельно необходимо рассчитать действительный части входной и выходной проводимости транзистора в режиме смешения. В этом режиме, вышеуказанные параметры равняются этим же параметрам в режиме усиления на максимальной частоте, умноженными на определённые коэффициенты: 0.65 для входной проводимости и 0.5 для выходной проводимости. То есть численные значения будут равны: