4. Методические указания по выполнению эскизного расчёта радиоприёмника

4.1. Разделение диапазона частот на поддиапазоны

Диапазон рабочих частот приёмника разделяют на поддиапазоны в том случае, если коэффициент перекрытия диапазона

(4.1)

где f_max - максимальная частота сигнала,

f_min - минимальная частота сигнала,

больше коэффициента перекрытия диапазона применяемых резонансных систем с переменной настройкой.

Разбивка заданного диапазона на поддиапазоны производится, если

для ДВ и СВ k_Д > 3.5, для КВ, УКВ k_Д > 2.5.

4.2. Расчёт полосы пропускания линейного тракта приёмника

Необходимая полоса пропускания линейного тракта П определяется реальной шириной спектра принимаемого сигнала П_С с запасом f_ЗАП

П = П_С + f_ЗАП. (4.2)

Ширина спектра радиочастот:

для АМ-сигналов

П_С = 2F_В; (4.3)

для ЧМ-сигналов

П_С = 2F_В (1 + +), (4.4)

где F_В – верхняя (максимальная) частота модуляции сигнала,

–индекс частотной модуляции

, (4.5)

где f_Д – девиация частоты.

Девиация частоты в диапазоне УКВ1 –  50 кГц, а в диапазоне УКВ2 –  75 кГц.

Значение f_ЗАП зависит от относительной нестабильности частот принимаемого сигнала _С и гетеродина _Г приёмника, относительной погрешности настройки приёмника (настройки частот гетеродина) _П и усилителя промежуточной частоты (УПЧ) _ПР:

f_ЗАП = 2. (4.6)

где f_Г - частота гетеродина

f_Г = f_С + f_ПР,

f_ПР - промежуточная частота,

в тракте АМ f_пр = 465 кГц,

в тракте ЧМ f_пр = 10,7 МГц.

Значение _Г можно определить по табл. 4.1.

Таблица 4.1

Тип гетеродина	Диапазон
	ДВ, СВ, КВ	УКВ
Многодиапазонный однокаскадный с плавной перестройкой	10-310-4	10 – 4
Однодиапазонный однокаскадный с плавной перестройкой	10-410-5	10-5
Однодиапазонный однокаскадный без перестройки	10-5	10-5

fc – максимальная частота сигнала,

_С – нестабильность передатчика.

Нестабильность передатчика _С  _{Г ..}.Выбирают

для 0-й и для 1-й групп сложности _С = 0.01 _Г,

для 2-й и для 3-й групп сложности _С = 0.1 _Г.

При ручной настройке с индикацией по звуку ошибки малы и стремятся к нулю, поэтому принимают _П = 0.

Величина _ПР зависит от температурного коэффициента катушки индуктивности контуров тракта ПЧ:

для 0-й группы сложности _ПР = 0,0003,

для 1-й группы сложности _ПР = 0,0006,

для 2-й группы сложности _ПР = 0,001,

для 3-й группы сложности _ПР = 0,003.

4.3. Выбор первых каскадов, обеспечивающих требуемую чувствительность приёмника

В диапазонах ДВ, СВ, КВ чувствительность приёмника ограничена внешними помехами (промышленными и атмосферными) и собственными шумами.

Для получения требуемой чувствительности с входа внешней антенны Е_А0 коэффициент шума приёмника не должен превышать значения N_Д. В связи с тем, что коэффициент шума приёмника растёт с увеличением частоты, вычислять допустимый коэффициент шума N_Д следует на максимальной частоте сигнала. Если реальная чувствительность задана в виде величины ЭДС Е_А сигнала в антенне:

N_Д  , (4.7)

где П_Ш – шумовая полоса линейного тракта

П_Ш  1,1 П;

k – постоянная Больцмана;

k = 1,38 10^-23 ;

Т₀ = 290 К – стандартная температура приёмника;

h_Д – действующая высота приёмной антенны;

R_А – внутреннее сопротивление приёмной антенны.

Параметры антенны h_Д и R_А выбираются из табл. 4.2.

Таблица 4.2

Тип антенны	Диапазон	hД, м	RA, ом
Внешняя	ДВ, СВ, КВ	3  6	150  400
Штыревая	КВ	 l/2*	60  120
Автомобильная штыревая	ДВ, СВ, КВ	 l/2*	60  120
Магнитная	ДВ, СВ	(1,5 8)10-3	10  20
Штыревая	УКВ	0,5	20  30

* Примечание: l – длина антенны.

Напряжённость поля внешних помех Е_П определяют из графика, приведённого на рис. 4.1.

В соответствии с [2] требуемое входное отношение сигнал/помеха при АМ определяется по формуле

_ВХ  _ВЫХ , (4.8)

где _ВЫХ - минимально допустимое отношение сигнал/помеха на выходе приёмника. При АМ в радиовещательных приёмниках _ВЫХ = 20дБ(10 раз);

k_П = – пик-фактор модулирующего сообщения, т. е. отношение максимального значения напряжения к действующему;

m_А = 0,3 – максимальный коэффициент модуляции сигнала;

П_ВЫХ = 1,1F_В - полоса пропускания УНЧ.

Рис. 4.1

Величину _ВХ при ЧМ рассчитывают по формуле

_ВХ  _ВЫХ , (4.9)

где _ВЫХ = 26 дБ (20 раз);

m_ЧМ = - индекс частотной модуляции.

Формула (4.9) справедлива для _ВХ  10 дБ (3,16 раза). Если получаем _ВХ < 3,16 раза, то принимаем _ВХ = 3,16.

Обычно в диапазонах ДВ, СВ, КВ уровень внешних помех на входеприёмника оказывается больше приведённого к входу уровня шумов приёмника, поэтому получаем N_Д < 0. Следовательно, чувствительность приёмника ограничена внешними помехами, поэтому бесцельно снижать коэффициент шума приёмника путём введения УРЧ только для этой цели. В этом случае, с точки зрения обеспечения заданной чувствительности, первым каскадом приёмника после входной цепи может быть преобразователь частоты.