3.3. Выбор и расчет схем смесителей.
3.3.1. Выбор смесителя первого преобразования
В качестве смесителя в тракте второй промежуточной частоты выбираем активный смеситель на полевом транзисторе, т.к. нам необходимо усилить порядка в 3,5 раза, как раз это усиление и даст полевой транзистор, тем более схемы смесителей на полевых транзисторах очень распространены в радиоаппаратуре (рис.4).
Рис.4.
Схема транзисторного смесителя
Выберем в качестве полевого транзистора – КП303А с параметрами:
1. Рассчитаем максимальное напряжение промежуточной частоты между стоком и истоком:
где Uси –напряжение питания цепи сток – исток.
Uзиотс – напряжение истока отсечки.
2. Рассчитаем коэффициент усиления преобразователя:
При
3. Найдем характеристическое сопротивление контура
4. Найдем эквивалентное сопротивление контура:
5. Вычислим элементы контура:
Таким образом коэффициент усиления равен 4,6, почти как нам и нужен.
3.3.2. Выбор смесителя первого преобразования
Рис.5.
Схема диодного смесителя
В качестве смесителя в тракте второй промежуточной частоты выбираем пассивный диодный смеситель т.к. он не должен ничего усиливать. Самая простейшая схема представлена на (Рис.4).
В качестве смесительного диода возьмём Д9А , так как это универсальный диод.
Рассчитаем следующие элементы схемы:
Балансировочное сопротивление выбираем Rб = 1 кОм.
Коэффициент передачи возьмём стандартный для диодного детектора, то есть 0.9 .
Выберем параметры контура из следующих соотношений:
Зададимся ёмкостью контура исходя из следующего соотношения:
,
где
f - частота настройки.
С - искомая ёмкость.
С - нестабильность ёмкости.
f - допустимая нестабильность частоты.
Исходя из указанного выражения находим контурную ёмкость:
СК = 180 пФ
По известной ёмкости находим характеристическое сопротивление контура
Далее находим индуктивность контура:
3.4. Расчет входной цепи.
В качестве схемы входной цепи выбираем двухконтурную схему с внешнеёмкостной связью с антенной и внутриемкостной связью между контурами. С перестройкой по поддиапазонам катушками индуктивности, а по поддиапазону – варикапом.
Рис.6.
Входная цепь
1. Следующим шагом, определим коэффициент перекрытия диапазона по частоте:
2. Определяем коэффициент перекрытия диапазона по ёмкости:
,
где
3. Определим индуктивность контура по формуле:
4. Найдем емкость контура:
возьмем емкость варикапа =33 пФ
5. Выберем параметр связи между контурами:
При
идентичных затуханиях (
)
6. При заданном параметре связи рассчитывают необходимый коэффициент связи.
7. Определяем емкость внешнеемкостной связи:
Возьмем емкость через которую контур связан с антенной Ссв1=15 пФ.
8. Найдем емкость вносимую из антенны в контур:
9. Определим резонансный коэффициент передачи входной цепи:
,
при pвх=0,1 – коэффициент связи с усилительным прибором.
3.5. Выбор избирательных систем
В результате предварительного расчета структурной схемы, были получены результаты, при которых в тракте первой промежуточной частоты, необходимо использовать три избирательных контура, можно было бы конечно использовать обычные LC – контура, но их избирательность и коэффициент прямоугольности несколько хуже, чем у например фильтров сосредоточенной селекции, и просто их уже не используют, особенно в профессиональной аппаратуре. На данных частотах, как в моем случае 42,8 МГц и выше уже используют высокоизбирательные ПАВ фильтры, один такой фильтр заменит необходимых мне три контура. Поэтому я буду использовать ПАВ фильтр (см. приложение №2 - ZQ1).
В тракте второй промежуточной частоты, обычно используют распределенное усиление, у меня же сначала сигнал будет отфильтровываться, а затем усиливаться. Т.к. вторая промежуточная частота равна 180 кГц, то я возьму электромеханический фильтр (см. приложение №2 – ZQ2), т.к. ЭМФ используется на частотах ниже 1 МГц, коэффициент прямоугольности таких фильтров меньше 2, а по резонансным свойствам он подобен колебательным контурам с добротностью, достигающей тысяч и десятков тысяч.
По данным расчетов строится структурная и принципиальная схемы - (см. приложение №1 – №2)