Расчёт супергетеродинного приёмника ДВ, СВ волн

1.2.10 Выбор транзисторов приёмника для тракта радио частоты и промежуточной частоты.

В целях унификации в тракте РЧ и ПЧ используются одни и теже транзисторы. Выбор транзисторов осуществляется исходя из следующих соображений:

1. Fmax≤0.1fгр

2. Uk≥Eи

Выбираю транзистор ГТ309Б

Fгр=80МГц и Eкmax=10В

Проверяю выполнение условий 1 и 2:

1. Fmax≤0,1fгр≤0,1*80=8МГц

2. Uk=10В≥Eи=6В

Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно, выписываю основные параметры в таблицу№9

Тип транзистора

Ik,

Uk,

ma/B

h21э

C12,

пФ

g11э,

сим

Rвх,

кОм

h22э,

мксим

h11э,

Ом

ГТ309Б

120

0,001

1,25

Тип транзистора

τк,

мксек

Ск,

пФ

rб, Ом

gi,

сим

ГТ309Б

0,0005

0,0000045

0,00021

Так как параметры транзистора рассчитаны определённой частоте, чаще всего 1000Гц, то необходимо пересчитать его параметры на f0=465кГц

Вычисление высоко частотных параметров транзистора:

1. определяем параметры транзисторов при токе Ik2=1ma:

A=Ik2/Ik1=1/10=0.1; S0’=A*S0=0.1*26=26ma/B;

g’=A*g=0.1*0,00021=0,000021сим;

g’i=A*gi=0.1 * 0,0000045=0,00000045сим;

τ’=А*τ=0,1*0,5=0,05нсек=0,00005мксек;

2. определяем вспомогательные коэффициенты:

Н=S0’*rб/1000=2.6*75/1000=0.195;

Ф=S0’*rб*Ck/τ’*1000000000=2.6*75*10/0.0005*1000000000=0,0039сим

Б=τ’/rб*(1-g’*rб)*1000000=(0,00005/75)*(1-0,000021*75)*1000000= =0,6656пФ

v=2*π*f0*τ’=2*3.14*0,465*0,00005≈0,00015

3.Определяем входное сопротивление транзистора:

gвх=g’+v²/rб=0,000021+0,00015²/75≈0,000021сим

Rвх=1/gвх=1/0,000021=47619Ом≈48кОм

4. Определяем выходное сопротивление транзистора:

gвых=gi’+v²*Ф=0,00000045+0,00015²*0,0039≈0,00000045сим

Rвых=1/gвых=1/0,00000045=2222222,22≈2,2Мом

5.Определяем входную ёмкость:

Свх=Б=0,6656пФ

6.Определяем выходную ёмкость:

Свых=Ск*(1+Н)=10*(1+0,195)=11,9 5пФ

7.крутизна характеристики:

S=S0’=26ma/B

Для удобства выписываю ВЧ параметры транзистора на рабочей частоте f≤465кГц в таблицу№10:

Тип

транзистора

Ik,

τ,

мксек

Ск,

пФ

ma/B

Rвх,

кОм

Rвых,

МОм

Свх,

пФ

Свых,

пФ

ГТ309Б

0,00005

2.2

0.6656

11.95

1.2.11. Определение требуемого усиления до детектора:

Определение требуемого усиления до детектора:

При приёме на магнитную антенну чувствительность задаётся напряжённостью электрического поля Е в точке приёма, обеспечивающей на выходе приёмника нормальную выходную мощность.

Амплитуда напряжения на выходе первого каскада приёмника.

Umвх=Е*hд*Qэ*m2,мВ, где

Е - заданная напряжённость поля в точке приёма, мВ/м

hд. – действующая высота магнитной антенны, м; на ДВ и СВ можно принять hд=0,02÷0.04м

Qэ – эквивалентная добротность контура входной цепи;

m2 – коэффициент включения входа электронного прибора в контур входной цепи.

m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax), где ρmax – характеристическое сопротивление контура;

ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ]),

Rвх – сорпотивление первого каскада приёмника, т.к. УРЧ отсутствует, то

Rвх=1/(0,8*g11э)

dэп=1/Qэк

dкон=1/Qкон

Необходимый коэффициент усиления берут с запасом из – за разброса параметров, неточной настройки контуров и т.д.

Кн’=(1.4÷2)*Кн

Для ДВ:

dэп=1/Qэк=1/10,89=0,091

dкон=1/Qкон=1/90=0,011

Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм

ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ])=159/0,408*(11,9+30)=2,3 кОм

m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax)= (0,091 -0,011)*(1,25/2,3)=0,043

Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,03*10,89*0,043=47,6мкВ

Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0,6 /1,41*0,0000476=8939раз

Определяем коэффициент усиления с запасом на 40%:

Кн’=1,4*8939≈12520раз

Для СВ:

dэп=1/Qэк=1/31,9=0,031

dкон=1/Qкон=1/140=0,007

Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм

ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ])=159/1,605 *(10+30)=2,47 кОм

m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax)= (0,031-0,007)*(1,25/2,47)=0,012

Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,04*31,9*0,012=45,93мкВ≈46мкВ

Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0.6 /1.41*0,000045936=9263раз

Определяем коэффициент усиления с запасом на 40%:

Кн.’=1.4*9263≈13000раз

Определение числа и типов усилительных каскадов до детектра:

Так как УРЧ отсутствует, то рассчитываем коэффициент усиления Ку. Для начала выберем 2 каскада УПЧ, nпр=3;

для УПЧ:

Ку=6,3* S/f*Ck =6.3* 34/0.465*2,8=32,1

для ПЧ:

Кпр=6,3* Sc/Fc*Ck=6.3* 26/1.605*2,8=15раз

Определяю общий коэффициент усиления Кобщ

Кобщ=Кпр*Купч^(nпр-1)=8*15,96^3-1=15*32,1²=15456

Так как Кобщ>Кн’ для ДВ и Для СВ то хватет 2 каскадов УПЧ

Первый каскад УПЧ будет апериодический, а второй широкополосный.

Выбор схемы АРУ и числа регулируемых каскадов:

Выбираю схему АРУ с задержкой, работающую на принципе изменения эмиттерного тока за счёт подачи регулирующего напряжения в цепь базы транзистора.

Рассчитываем необходимые пределы изменения коэффициента усиления регулируемых каскадов по формуле:

nн=Д-В, где:

Д-заданное изменение сигнала на входе приёмника, дб

В- заданное изменение сигнала на выходе приёмника, дб

nн=25-6=19дб

Считая что регулируемые каскады идентичны, определяют необходимое количество регулируемых каскадов по формуле:

NАРУ=nн/20*lgn, где n-изменение коэффициента усиления одного регулируемого каскада

Зададимся n=10, тогда:

NАРУ=19/20*lg10=0.95»1

В соответствии с рекомендациями по выбору схемы АРУ в качестве регулируемого каскада используем первый каскад УПЧ по апериодической схеме.

1.2.12.Эскизный расчёт тракта низкой частоты:

Выбор типа электродинамического громкоговорителя:

Исходными данными, необходимыми для выбора динамического громкоговорителя, являются:

1. номинальная выходная мощность: Рвых=0,15Вт

2. полоса воспроизводимых частот: Fн=300Гц÷Fв=3500Гц

3. неравномерность частотной характеристики:

4. среднее звуковое давление при заданной номинальной мощности:

Применяемые в транзисторных переносных приёмниках электродинамические громкоговорители должны иметь маленькие размеры. Исходя, из этих соображений я выбираю громкоговоритель типа: 0,2ГД-1, с параметрами:

Таблица№11:

тип

Pном,

Вт

Диап. F(Гц)

Среднее

Звуковое

Давление

Полное

Сопротивление

Звуковой катушки, Ом

Габариты