- 465 кГц в радиовещательных приемниках АМ сигналов (диапазоны ДВ, СВ, КВ);
- 10.7 МГц в радиовещательных приемниках ЧМ сигналов (диапазон УКВ);
- 500 кГц в приемниках ОМ сигналов (диапазон КВ).
В данном случае для нашего приёмника значение fПЧ=465 кГц.
3.2. Выбор системы тракта ПЧ и преселектора.
Основную роль в формировании резонансной характеристики приемника и обеспечении требований ТЗ по ослаблению соседнего канала играет тракт промежуточной частоты. Полоса пропускания приемника (ΔFПР) приблизительно равна полосе пропускания тракта ПЧ. Исключение составляют приемники ДВ и СВ диапазонов, где полоса пропускания приемника оказывается более узкой, чем полоса пропускания тракта ПЧ.Значение ΔFПР определяют следующим образом:
ΔFПР = ΔFС + 2 (ΔfПЕР + ΔfПР ),
где ΔFС - полоса частот принимаемого сигнала; ΔfПЕР иΔfПР - нестабильности частот передатчика и приемника.
Для АМ сигнала: ΔFС = 2 FВ ;
ΔFС = 2 FВ = 2*4 = 8 кГц
3.3. Определение числа и типа избирательных систем преселектора
Число избирательных систем преселектора в каждом диапазоне определяют исходя из заданного ослабления зеркального канала (σЗК), которое должно обеспечиваться на максимальной частоте диапазона (f0 = fМАКС), т.е. в “худшей точке”.
Задаемся значением конструктивной (максимальной реализуемой на данной частоте) добротности контура преселектора QК.
Ориентировочные значения QК следующие:
в диапазоне
ДВ - от 40 до 60,
СВ - от 50 до 80,
КВ - от 80 до 180,
УКВ - от 60 до 120.
Выбираем значение QК = 100 для приёмников СВ.
Оцениваем значения добротности эквивалентного контура QКЭ = (0.6...0.8)QК и его полосы пропускания DFКЭ = f0 / QКЭ.
QКЭ = (0.6...0.8)QК =0,7*100 = 70
DFКЭ = f0 / QКЭ = 1605/70 = 22,9
Рассчитываем крутизну характеристики избирательности преселектора (в децибелах на декаду), при которой будет обеспечено выполнение требований ТЗ по ослаблению зеркального канала:
,
где 3 дБ - ослабление на границах полосы пропускания.
γпрес = (40-3)/ (3,27-1,36) = 19,37
Рассчитываем число колебательных контуров преселектора
mПРЕС = round ( gПРЕС / 20) ,
где round означает округление аргумента до ближайшего целого, превышающего аргумент; 20 дБ/дек - крутизна характеристики избирательности одного колебательного контура за пределами полосы пропускания.
mПРЕС = round ( gПРЕС / 20) = 19,37 / 20 = 1,709 = 1
При mПРЕС = 2 в преселекторе целесообразно использовать одноконтурное входное устройство и резонансный УРЧ, который помимо дополнительного ослабления помех обеспечивает снижение коэффициента шума приемника.
Приняв решение о числе колебательных контуров преселектора и значении их добротности, проверяем выполнение требования ТЗ по ослаблению помехи с частотой, равной промежуточной (sПЧ), на частоте диапазона (f0), ближайшей к fПЧ :
sПЧ = mПРЕС * 10 * lg (1 + xПЧ2 ),
где xПЧ = QКЭ ( fПЧ / f0 - f0 / fПЧ ).
xПЧ = QКЭ ( fПЧ / f0 - f0 / fПЧ )= 35 (465/1605 – 1605/465) = 70 (0,29 – 3,45) = - 221,2
sПЧ = mПРЕС * 10 * lg (1 + xПЧ2 )= 1*10* lg (1+12232,36) = 10 lg(12233,36)=10*4,68=46,8
Выяснили, что ТЗ выполняется.
3.4. Выбор блока переменных конденсаторов
Для настройки транзисторных радиоприемников на волну принимаемой радиостанции применяются односекционные и двухсекционные блоки конденсаторов переменной емкости (КПЕ) с воздушным и с твердым диэлектриком. В качестве диэлектрика используется пленка из фторопласта или полиэтилена. У большинства блоков КПЕ с твердым диэлектриком на крышке блока установлены четыре подстроечных конденсатора емкостью от 2—3 до 10—12 пф, которые используются в контурах входной цепи и гетеродина диапазонов дв и св.
Некоторые из блоков КПЕ имеют встроенные в корпус шариковые верньеры, которые обеспечивают замедление вращения оси роторов в 2,5—3 раза относительно секции пластин ротора. Первоначально блок переменных конденсаторов выбирают по справочникам радиодеталей, выпускаемых промышленностью, а также по данным, приведенным в описаниях промышленных и любительских радиоприемников. Для предварительной ориентировки при выборе блока переменных конденсаторов его крайние емкости следует брать в пределах, указанных в таблице1. При этом рекомендуется за исходную брать минимальную частоту диапазона или самого низкочастного поддиапазона.
Таблица 1.
КПЕ с воздушным диэлектриком имеют лучшую температурную стабильность,
КПЕ с твердым диэлектриком обладают меньшими габаритами и лучшей устойчивостью к механическим воздействиям.
Рисунок 2.
На рисунке 2 представлена электрическая схема входного емкостного контура, отвечающего за настройку радиоприёмника на определённую частоту, так называемый «блок конденсаторов».
Расчёт блока конденсаторов начинается с расчёта крайних частот поддиапазонов с запасом.
F’max = 1.02* Fmax = 1.02*1605 = 1640 кГц
F’min = 0.98* Fmin = 0.98*520 = 509.6 кГц
Коэффициенты перекрытия поддиапазонов:
К’пд = F’max/F’min = 1640 / 509,6 = 3,22
Эквивалентная ёмкость схемы при использовании конденсатора КПТМ-4(данные взяты из таблицы 2):
Смах = 260 пф ; Сmin = 5 пф ;
Сэ = (Смах- К’пд 2 * Сmin) / (К’пд 2 -1) = (260 – 3,22 2 * 5) / (3,22 2 – 1) =
= (260-10,37*5) / (10,37 – 1) = 208 / 9,37 = 22,2 пф
Так как Сэ>0, определяем действительную ёмкость схемы для контура входной цепи:
С сх = См + СL
где См – ёмкость монтажа;
СL – собственная ёмкость катушки контура, данные берутся согласно таблице 3;
ОРИЕНТИРОВАЧНЫЕ ЁМКОСТИ МОНТАЖА И КАТУШЕК
|
Диапазон |
Ёмкость монтажа См, пф |
Ёмкость катушки СL, пф |
|
Длинные волны (ДВ) |
5 – 20 |
15 – 20 |
|
Средние волны (СВ) |
5 – 20 |
5 – 15 |
|
Короткие волны (КВ) |
8 – 10 |
4 – 10 |
|
Ультракороткие волны (УКВ) |
5 – 6 |
1 – 4 |
Таблица 2.
С сх = См + СL = 10 + 5 = 15 пф
Дополнительная ёмкость:
Сдоб = С э – С сх = 22,2 – 15 = 7,2 пф.
Так как Сдоб > 0, то блок конденсаторов выбран правильно.
Эквивалентная ёмкость контура входной цепи в диапазоне СВ:
С‘э = (Сmin + С э) … (Смах + С э) = (5 + 22,2) … (260 + 22,2) = 27 … 282 пф.
При механической настройке блоком КПЕ каждая из секций блока подключается к своему контуру (входного устройства, УРЧ, гетеродина). При повороте ротора конденсатора изменение емкости происходит одновременно во всех контурах. Для обеспечения минимальной погрешности сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина в контур гетеродина включены специальные конденсаторы сопряжения (рис.2).
3.5. Выбор детектора сигнала
В качестве детектора АМ сигнала предпочтительно использовать последовательную схему диодного детектора, но так как элементная база промышленности всё больше и больше выпускается во много функциональных микросхемах, то можно использовать в качестве детектора микросхему. Детектор однополосного сигнала можно выполнить с использованием аналогового перемножителя на микросхеме К174ПС1 на один вход которого подается детектируемый сигнал, а на второй - опорное колебание частоты несущей от специального генератора. В схеме опорного генератора рекомендуется использовать кварцевый резонатор. Выполнить генератор можно либо на отдельном транзисторе, либо на микросхеме К174ПС1. Напряжение сигнала на входе такого детектора должно составлять UВХ Д = 10...20 мВ.
Рисунок 3.
напряжение питания
UП = 9 + 0.9 В;
потребляемый ток
I < 2.5 мА;
входная емкость
CВХ = 20 пФ;
проходная емкость
CПРОХ = 0.02 пФ;
минимальный коэффициент шума
KШ МИН < 7дБ;
оптимальная по шумам проводимость генератора
gГ ОПТ = 1 мСм;
3.6. Выбор активных приборов ВЧ тракта и распределение усиления по каскадам
Определение требуемого усиления ВЧ тракта:
Исходными величинами для расчета требуемого коэффициента усиления ВЧ тракта являются заданное в ТЗ значение чувствительности по полю EА [мкВ/м] и выбранное напряжение на входе детектора UВХ Д. С учетом производственного разброса параметров и старения элементов необходимо рассчитать
UА0 = EА0 * hДА ,
где hДА - действующая высота антенны. Для обычно используемых ферритовых антенн hДА в диапазоне СВ - 5...15 мм. Действующая высота штыревой антенны приблизительно равна половине ее геометрической длины.
UА0 = EА0 * hДА = 0,3 *0,01 = 0,003 мВ = 3 мкВ
С учетом производственного разброса параметров и старения элементов необходимо обеспечить
K0 ТРЕБ > (2...3) UВХ Д / UА0 .
Т.е. K0 ТРЕБ > 2,5 * 0,8 / 3*10 -6
Каскады ВЧ тракта (ВхУ, УРЧ, ПрЧ, ФСИ, УПЧ) должны в совокупности обеспечить усиление не менее K0 ТРЕБ, то есть необходимо иметь:
K0 вх * K0 урч * K0 пр * K0 ф * K0 упч ≥ K0 треб .
3.7. Оценка коэффициента передачи входного устройства
