2. Входное устройство приемника.

Часть схемы приемника от антенны до первой лампы или транзистора называется входным устройством. Основным назначением входного устройства является предварительная избирательность, а основными показателями – коэффициент передачи и избирательность. Связь входного устройства с антенной может быть:

1. Взаимоиндуктивной

2. Индуктивной

3. Емкостной

4. Комбинированной

Во всех антенна связывается с колебательным контуром слабо (К_св<1) для того чтобы вносить в него возможно меньше значения активного и реактивного сопротивления антенны.

Рассчитаем параметры входного устройства приемника по следующим данным:

1. Вид связь ВУ с антенной – емкостная;

2. частота входного сигнала: f₀ = 1,35 МГц;

3. полоса пропускания частот: 2Δf = 12 кГц;

4. избирательность: V = 2;

5. коэффициент связи ВУ с антенной: К_св =0,4;

6. ЭДС в антенне: Е_а = 10 мВ;

7. величина элемента связи: С₀ = 15 пФ;

Требуется определить:

Индуктивность L_k, емкость C_k, сопротивление потерь r_п, резонансное сопротивление Z_p, коэффициент передачи контура К_пер, напряжение на входе УРЧ U_вх.

Электрическая принципиальная схема входного устройства с емкостной связью с антенной представлена на рис.2.1.

Рис.2.1. Схема входного устройства электрическая принципиальная.

Относительная частота расстройки контура:

Добротность контура вычислим исходя из формулы избирательности:

Вычисляем коэффициент передачи:

Напряжение на входе усилителя радиочастоты:

В

Резонансная частота:

Емкостное сопротивление:

Ом

Для вычисления резонансного сопротивления контура воспользуемся формулой:

Ом

Чтобы вычислить индуктивность L_k, составим систему:

Гн

Емкость С_к определим из формулы резонансной частоты:

Ф

Сопротивление потерь r_п вычислим из формулы добротности:

Ом

3. Расчет параметров усилителя радиочастоты.

Усилитель радиочастоты (УРЧ) – это устройство, обеспечивающее усиление мощности или умножения частоты высокочастотных колебаний.

УРЧ практически не отличается от генераторов с внешним возбуждением. Для уменьшения опасности самовозбуждения в УРЧ используются пентоды или транзисторы с минимальным значением коллекторно-базовой ёмкости.

Рассмотрим схему на пентоде (рис.3.1.).

Рис.3.1. Схема УРЧ на пентоде электрическая принципиальная.

Условием самовозбуждения такой схемы является неравенство:

,

где Д – проницаемость лампы;

S – крутизна лампы;

Z_p – резонансные сопротивление контура.

Для обеспечения устойчивости необходимо, чтобы:

Поскольку у пентода , условие устойчивости принимает вид:

- для лампы,

- для транзистора,

где S_к – крутизна коллекторного перехода.

Анализируя схему с учетом того, что и получим максимально допустимое значение резонансного сопротивления контура, при котором усилитель будет устойчив.

,

где ω – частота входного сигнала.

Это же условие можно записать через ограничение коэффициента усиления:

Для обеспечения некоторого запаса устойчивости полученные значения Z_p и К_у уменьшают в 2 раза.

Из формулы видно, что для обеспечения устойчивости необходимо уменьшать . Этого можно добиться увеличением r и С, и уменьшением L. Все это приводит к уменьшению добротности . Поэтому в схемах УРЧ обычно используют частотное включение колебательного контура в анодную или коллекторную цепь, что уменьшает Z_p, не влияя на добротность.

Произведем расчет параметров усилителя радиочастоты на транзисторе, схема которого представлена на рис.3.2.

Lк₁

Рис.3.2. схема УРЧ на транзисторе электрическая принципиальная.

Исходные данные для расчета:

1. ёмкость коллектор-база – С_к-б = 5 пФ;

2. сопротивление потерь - r_п = 2 Ом;

3. входное сопротивление – R_вх = 10 кОм;

4. коэффициент усиления – К_у = 30;

5. крутизна коллекторного тока – S_к = 25 мА/В.

Исходя из заданных значений и результатов расчета ВУ определим:

1. число каскадов на выбранном типе транзистора;

2. параметры колебательного контура УРЧ - L_K1, C_K1, Q₁, Z_p1;

3. избирательность усилителя – V₁;

4. выходное напряжение УРЧ – U_вых;

5. проводить выполнение устойчивости УРЧ и сделать вывод о способе подключения колебательного контура;

6. для уточнения напряжения УРЧ учесть его входное сопротивление R_вх, то есть найти эквивалентную добротность ВУ Q_э и уточнить коэффициент передачи К_пер.

Эквивалентная добротность рассчитывается по формуле:

,

где Q – добротность входного контура,

Z_p – его входное сопротивление.

Коэффициент передачи:

Входное напряжение УРЧ:

В

Выходное напряжение усилителя радиочастоты найдем по формуле:

В

Ом

Условие устойчивости усилителя радиочастоты определяется по формуле:

Ом

Так как Z_Р1<Z_Pдоп то усилитель радиочастоты неустойчив и контур включается частично.

Гн

Ф