3.4 Преобразователь частоты
Исходными данными для расчета являются:
- рабочая частота гетеродина fг = 110,7 МГц ;
- промежуточная частота fпр= 10,7 МГц;
- амплитуда колебаний гетеродина Uг = 100 мВ;
- ток в рабочей точке Iк = 0.5 мА.
- источник питания Еп= 9В,
- параметры нагрузки gвх = 3.37 мСм, Cвх = 94 пФ;
Преобразователь частоты выполнен на биполярном транзисторе типа КТ399А, включенном по схеме с ОЭ. Напряжение гетеродина Uг поступает в цепь эмиттера смесителя и по отношению к гетеродину смеситель оказывается включенным по схеме с ОБ, так как цепь сигнала представляет собой короткое замыкание для колебаний гетеродина. Подача сигнала и гетеродина на различные электроды ослабляет связь между их цепями и повышает стабильность частоты гетеродина. Нагрузкой преобразователя является ФСС. Пересчитаем параметры смесителя. Для этого будем использовать инженерные формулы, приведенные в [1].
Высокочастотные Y - параметры транзистора приведены в таблице Б1 (приложения Б).
Рисунок 3.3 Схема ПЧ
3.5 Фильтр сосредоточенной селекции
Расчет ФСС будем проводить по методике приведенной в [1]. Для обеспечения заданной избирательности по соседнему каналу необходимо использовать пятизвенный ФСС. Схема каскада с ФСС изображена на рис.3.4. Зададимся величиной затухания каждого контура dк = 0.01 и рассчитаем добротность первого приближения
Рисунок 3.4 Схема ФСС
(3.48)
Определяем неравномерность АЧХ, создаваемое одним звеном
дБ. (3.49)
По графику [1 рис.5.32,б] находим переходный коэффициент g
. (3.50)
Определим обобщенную добротность h
. (3.51)
Рассчитаем полосу частот среза
МГц. (3.52)
Найдем обобщенную растройку
(3.53)
С помощью обобщенных резонансных кривых ФСС [1, рис.5.32а] находим ослабление соседнего канала создаваемое одним звеном sск1= 7.1 и рассчитываем общее расчетное ослабление фильтра на частоте соседнего канала
дБ, (3.54)
где Ds – ухудшение избирательности фильтра за счет рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой;
N – число звеньев ФСС.
Ёмкость эквивалентная контура определится как:
пФ (3.55)
Определим величину эквивалентной проводимости контуров УРЧ
(3.56)
Определим величину собственной проводимости контуров УРЧ.
(3.57)
Выбираем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 0,3, тогда коэффициент подключения контура к нагрузке m2 найдем из заданного коэффициента усиления Кпч = 7
. (3.58)
Однако контур для получения заданной полосы пропускания необходимо шунтировать.
(3.59)
Rш=2,7кОм
Определяем по [1, рис. 5.33в] коэффициент передачи ФСС Кф = 0.53.
3.6 Гетеродин.
Гетеродин выполним по схеме автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты.
Гетеродин построен на основе транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Схема гетеродина показана ниже.
Рисунок 3.5 – Схема гетеродина
Эмиттер транзистора “заземлен” по переменному току при помощи емкости Сбл. Емкости С1,С2, кварцевый резонатор ZQ образуют колебательный контур, на резонансной частоте которого происходит самовозбуждение автогенератора. Резисторы R1, R2, Rэ задают режим транзистора по постоянному току. Индуктивность Lк необходима для того, чтобы переменный сигнал с коллектора транзистора VT не попадал на плюсовую шину питания, и при этом коллектор транзистора получается присоединенным к плюсовой шине питания по постоянному току. Сигнал гетеродина подается в смеситель через разделительную емкость Ср.
3.7 Детектор радиоимпульсов
Для детектирования радиоимпульсов, поступающих с усилителя промежуточной частоты, будем использовать последовательный диодный детектор, выполненный по схеме, приведенной на рис.3.6 Отрицательное напряжение поступает с выхода детектора на ограничитель, в качестве которого служит первый каскад видеоусилителя с ОЭ. В этом каскаде импульсы ограничиваются за счет отсечки коллекторного тока. В качестве детектора будем использовать германиевый диод типа Д10Б. Этот диод обладает малым внутренним сопротивлением Ri =45 Ом и большим обратным сопротивлением Rобр= 0.1 МОм и собственной емкостью Сд= 1 пФ. Эти данные приведены из [3,приложение 1].
Рисунок 3.6 – Последовательный детектор радиоимпульсов
Емкость конденсатора нагрузки выбираем равной
пФ, (3.60)
где Смн = 3 пФ – емкость монтажа.
Сопротивление нагрузки берем равным
Ом, (3.61)
где τс – длительность среза радиоимпульса.
Выбираем следующие номиналы Cн = 6.8 пФ, Rн = 27 кОм.
По графикам [1, рис. 8,26а] определяем коэффициент передачи детектора Кд = 0.95, и входное сопротивление детектора Rвх. д = 13 кОм.
3.8 Оконечный каскад УПЧ
Для запитки детектора радиоимпульсов в качестве оконечного каскада будем использовать слаборезонансный каскад на биполярном транзисторе, включенном по схеме с ОЭ. Выбираем кремниевый биполярный транзистор типа КТ331Г проводимости n-p-n. Для того чтобы резонансная характеристика не влияла на АЧХ приемника выбираем полосу пропускания контура равной Пупч = 3 МГц.
Детектор радиоимпульсов подключается к контуру оконечного каскада УПЧ. Схема оконечного каскада вместе с детектором радиоимпульсов изображена на рис.3.7.
Рисунок 3.7. - Схема оконечного каскада с детектором радиоимпульсов
Рассчитаем эквивалентное затухание нагруженного контура
. (3.62)
Зададимся величиной реализуемой индуктивности L=8мкГн. В качестве нагрузки контура будет выступать входное сопротивление импульсного детектора. Рассчитаем необходимую величину ёмкости контура:
пФ. (3.63)
Как было рассчитано ранее коэффициент подключения контура к детектору m2 = 0.36, тогда коэффициент подключения контура к транзистору m1 найдем из заданного коэффициента усиления Купч4 = 12,3
. (3.64)
Однако контур для получения заданной полосы пропускания необходимо шунтировать. Cобственная проводимость контура:
Cм, (3.65)
где dк = 0.005 – затухание ненагруженного контура.
Эквивалентная проводимость контура:
Cм. (3.66)
Шунтирующая проводимость контура:
(3.67)
кOм,
где g22 = 80 мкСим – выходная проводимость УПЧ;
gвх = 0.076 мСм – проводимость нагрузки.
Выбираем резистор сопротивлением Rш= 2кОм. Рассчитаем величину емкости контурного конденсатора
, (3.68)
где С22 = 5.35 пФ – выходная емкость УПЧ;
Свх = 1пФ – входная емкость детектора;
CL = 0,5 пФ – собственная емкость катушки [6];
СM = 0,5 пФ – емкость монтажа.
Выбираем номинал емкости Ск = 27 пФ.
3.9 Расчет результирующих характеристик
Рассчитаем полученный коэффициент усиления приемника и коэффициент шума
(3.69)
Коэффициент шума ВЦ + УРЧ можно рассчитать как [3]
, (3.70)
где:
(3.71)
– эквивалентная шумовая проводимость транзистора;
(3.72)
- эквивалентное шумовое сопротивление транзистора
– сопротивление базовой области транзистора;
a - коэффициент усиления по току в схеме с общей базой;
Ik - ток коллектора транзистора,
gc' и gk' пересчитанные ко входу транзистора активные проводимости источника сигнала и входного контура.
Рассчитаем коэффициент передачи по мощности УРЧ
. (3.73)
Коэффициент шума преобразователя можно определить как
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
