Учебно-методическое пособие к курсовому проекту по дисциплине Радиоприемные устройства систем радиосвязи и радиодоступа

( )( )

Здесь Ршприб – мощность собственных шумов прибора. Запишем отношение коэффициента шума преобразователя к

коэффициенту шума усилителя

Полученная формула позволяет оценить Шпр по заданному

форму Sпр / Sмакс = 0,25, найдем по (18), что например, при Ш усилителя 2 коэффициент шума преобразователя хуже, чем

усилителя уже в 8,5 раз. Вместе с тем, из выражения для Rш в (8) видно, что Rш зависит и от Iк, а т.к. преобразователь работает примерно с вдвое меньшим током, чем усилитель, то указанная выше пропорциональность Кр/Крпр вдвое меньше. Следует также иметь в виду, что в (8) имеются и другие шумовые составляющие. Таким образом, второе слагаемое в числителе (18) на самом деле меньше не в два, а раза в три-четыре и приближенная оценка коэффициента шума преобразователя возможна по следующей формуле

По-видимому, коэффициент шума преобразователя может быть рассчитан более точно непосредственно по (18), но с соответствующей коррекцией значений Rш и Gш.

21

Рассчитать максимальную крутизну (оптимальную) преобразователя по проходной характеристике Iк = f (Uбэ) прибора можно с помощью программы RPUPF.

Коэффициент усиления каскада, нагруженного ФСИ, равен:

включения со стороны базы транзистора, нагружающего ФСИn = 1 / √

Для преобразователя g22 = g22П рассчитывается на частоте fпр. Для обеспечения режима бегущей волны в ФСИ сопротивление Rк в коллекторной цепи БТ (рис. 6) преобразователя берется равным

Rк = W / (1 – Wg22П).

Коэффициент усиления УПЧ рассчитывается из соображения обеспечения требуемого коэффициента усиления линейного тракта в целом, т.е. по формуле:

Купч = Кпр / КвцКувчКпчКфсиКару.

Это усиление обеспечивается выбором подходящей микросхемы. Потерю в усилении из-за замыкания петли АРУ Кару можно оценить с помощью программы RPUARU, либо принять Кару = 0,5 на каждый регулируемый каскад (для АРУ с задержкой).

Иногда требуется определить коэффициент передачи ВЦ по мощности. При согласовании с антенной коэффициент передачи мощности контура ВЦ равен:

К р вц = 1 – 2 d0/dэ.

Если же принят вариант оптимального рассогласования (равенство вносимых затуханий в контур со стороны антенны и со стороы входа усилительного прибора), то он больше:

К р вц = (1 – d0/dэ)2.

22

8.МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ СТРУКТУРЫ

ИРАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РПрУ

На основе представленных выше сведений можно предложить следующую методику расчета ВЦ (преселектора) приемника, обеспечивающую одновременно коэффициент шума Ш не хуже допустимого Шдоп и заданную избирательность по побочным каналам приема.

1) Запустив программу RPUNS, находим раздел: РАСЧЕТ ДОПУСТИМОГО КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА Шдоп. Допустимый коэффициент шума находим по (1), (2) и (3) для вариантов приемников: АМ, ЧМ, ОМ с антеннами: типа штыря, настроенной антенной или магнитной (соответственно).

При вводе данных следует для штыревой антенны брать, как указывалось, Rа = 20…30 Ом, для магнитной антенны задаваться конструктивной добротностью около 100 (максимум 140), имея в виду, что в соответствии с (3) для нее Шдоп зависит от n (смотри ниже).

2)По найденному Шдоп выбираем транзистор в соответствии

срекомендациями разд. 3 и делаем вывод о необходимости установки УРЧ.

3)После выбора транзистора рассчитываем его Y параметры на рабочей частоте (сигнала) и на промежуточной (чтобы

знать Y22), которую выбираем из указанного в 5 пункте ряда в предварительном порядке. Программа рассчитывает Y параметры в миллисимменсах (1 См = 1/Ом), в вариантах включения транзистора по схеме с ОЭ, ОБ и ОК. Чтобы не привлекать к расчету выходные характеристики транзисторов, полагается выходное сопротивление всех транзисторов на низкой частоте Ri = Rкэ = 10 кОм.

4)В разделе РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА ПРИЕМНИКА программа RPUNS считает фактический коэффициент шума первого каскада приемника (расчет коэффициента шума в N каскадном усилителе может быть

уточнен по известной из теории радиоприема формуле [1]) с выбранным транзистором и одноконтурной входной цепью типа рис. 2 (или рис. 4), т.е. при настроенной антенне, когда

23

учитывается лишь активная составляющая источника сигнала (антенной цепи) и не учитывается его реактивная составляющая. В этом случае реализуется минимально возможный реальный коэффициент шума Ш, зависящий, как следует из (8) и (9), от коэффициента включения m и n в первую очередь.

Поскольку в большинстве случаев ранее найденный Шдоп достаточно велик (не менее 2…3), то в предварительном плане можно задаться коэффициентами m и n порядка 0,1 (предпочтительнее с точки зрения минимизации коэффициента шума брать n > m), и рассчитать Ш. При вводе данных программа запрашивает проводимость источника, т.е. антенны: Gи = 1/Rа, проводимость контура Gо = dо/ρ (см. разд. 3), dо = 0,01 или несколько меньшее, а также автоматически вводит проводимости g11 и b11 после предварительного расчета Y-параметров. Если антенна магнитная, то расчет Ш проводится по несколько иной методике (см. разд. 4.5). При этом вводится коэффициент включения n, выбранный ранее

при расчете Шдоп. Eсли найденное Ш < Шдоп, то выбранные параметры можно сохранить для расчета избирательности ВЦ.

5) В разделе РАСЧЕТ ФИЛЬТРА производится расчет избирательности ВЦ и УРЧ по паразитным каналам приема (см. введение).

Вводится частота сигнала fс – рабочая частота, как правило, высшая частота диапазона.

Вкачестве расстройки для помехи, в соответствии

Неравномерность в полосе пропускания берется либо стандартная (3 дБ), либо большая.

Выбранное число контуров N предполагает, что в случае N > 1 все контура имеют равные dэ. Поэтому при наличии УРЧ коэффициент включения m со стороны коллектора следует пересчитать (см. разд. 7).

Начальное и конечное значения частоты - величины на 2…3 % ниже и выше частоты сигнала, они ограничивают полосу частот, в которой изображается АЧХ ВЦ. Шаг

24

изменения частоты берется таким, чтобы график в выбранной

полосе fмакс - fмин был бы построен по 20…30 точкам. Разумеется, график АЧХ носит лишь иллюстративный

характер, т.к. контуры в схеме приемника устанавливаются не вместе, а в разных местах (в ВЦ и УРЧ).

Результаты расчетов помимо реализуемых пропусканий включают потери в фильтре (Квц) и волновое сопротивление W, знание которого необходимо для многоконтурных фильтров (начиная с трехконтурных).

6) В случае, если проведенный по пп. 1…5 расчет для выбранных: транзистора, коэффициента включения m и n, числа контуров N не удовлетворил требованиям ТЗ, то следует изменить выбор и вновь повторить расчет.

Приемники КВ и СВЧ диапазонов (особенно специальной

при однократном преобразовании частоты. Тогда следует

10,7 МГц и 465 кГц соответственно.

7) При проектировании простых радиовещательных приемников ДВ и СВ диапазонов может оказаться, что требования ТЗ обеспечиваются одноконтурной ВЦ. В этом случае можно обойтись без УВЧ, а коэффициент шума преобразователя рассчитать по (18а).

25

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Радиоприемные устройства / Под ред. проф.

Н.Н.Фомина. - М.: Радио и связь,1996.

2.Проектирование радиоприемных устройств / Под ред.

А.П.Сиверса. - М.: Сов. радио,1976.

3.Чуркин Е.И. Применение ЭВМ при расчете узлов и параметров радиоприемных устройств / МТУСИ. - М.,1990.

4.Чуркин Е.И. Следящие фазовые системы и помехо-

устойчивость радиосвязи. Вопросы теории радиоприема /

МТУСИ. – М., 2010. – 380 с.

26

27

28

29

30