Transcript
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЖИТОМИРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра РТ і Т гр РТ-14
КУРСОВИЙ ПРОЕКТЗ ДИСЦИПЛІНИ
РАДІОПРИЙМАЛЬНІ ПРИСТРОЇ
Виконав Баталін ВЄ
Перевірив Хоменко МФ
Житомир 2013 г
Содержание
1Задание на курсовой проектhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33Разработка структурной схемыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44 Расчет полосы пропусканияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip65Разработка отдельных узлов 51Преселекторhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7 52УРЧhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12 53УПЧhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip166Выводhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip277Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip28
1Задание на курсовой проект
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
2Курсовой проэкт
Змн Лист докум Підпис Дата
Арк
1
Курсовий проект
Розроб Баталін ВЄ
Перевір Хоменко М Ф Реценз
Н Контр
Затверд
Літ Акрушів
ЖДТУ РТ-14
1Рассчитать параметры элементов преселектора считая полосы пропускания ВЦ и однокаскадного УВЧ одинаковыми
2 Рассчитать коэффициент передачи преселектора и избирательность (в дБ) по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения
3 Рассчитать элементы каскада УВЧ УПЧ обеспечивающие режим транзистора по постоянному току а также емкости блокировочных и разделительных конденсаторов
4Описать принцип построения преселектора изобразить электрическую схему
5Начальные данные частота сигнала 210МГц промежуточная частота 5МГц настройка гетеродина Нижняя полоса промежуточной частоты 08МГц проводимость антенны 10мСм проводимость нагрузки 5мСм емкость нагрузки 13пФ схема УВЧ с ОЭТип связи ВЦ с антенной ndash автотрансформаторная ВЦ с УВЧ ndash емкостная контура УВЧ с транзистором ndash трансформаторная контура УПЧ с нагрузкой ndash емкостная тип транзистора КТ368А ток коллектора 3мА
2 Введение
Электромагнитное поле в месте радиоприема создается многими естественными и искусственными источниками Очень малую часть этого поля составляет нужный сигнал несущий передаваемое сообщение или иную информацию которую требуется принять В месте приёма на радиосигнал могут накладываться электромагнитные колебания от посторонних источников радиоизлучений способные помешать правильному воспроизведению сообщения и называемые поэтому помехами радиоприёму Неблагоприятное влияние на качество радиосвязи могут оказывать также изменение во времени затухания радиоволн на пути распространения от передающей антенны к приёмной и распространение радиоволн одновременно по двум или нескольким траекториям различной протяжённости в последнем случае электромагнитное поле в месте приёма представляет собой сумму взаимно смещенных во времени радиоволн интерференция которых также вызывает искажения радиосигнала Поэтому и эти явления относят к категории помех радиоприёму Задача радиоприемного устройства ndash выделить этот сигнал и воспроизвести информацию
Всё многообразие радиоприёмников амплитудно - и частотно-модулированных сигналов можно разделить на две группы радиовещательные и профессиональные Радиовещательные приемники предназначены для приема звуковых и телевизионных программ Профессиональные приемники предназначены для работы на линиях радиосвязи в радиолокационных и радионавигационных установках и т П Каждая из групп в свою очередь делится на специализированные подгруппы По виду приемной схемы различают приемники прямого усиления регенеративные сверхрегенеративные и супергетеродинные По диапазону волн принимаемых сигналов приемники разделяются на длинноволновые средневолновые коротковолновые и ультракоротковолновые По роду работы различают приемники телефонные телеграфные телевизионные локационные и т д По способу модуляции принимаемых сигналов различают приемники предназначенные для приема сигналов амплитудной частотной фазовой и импульсной модуляции По месту установки приемники могут работать в стационарных или в подвижных системах например на самолете танке корабле и т д По протяженности линии связи различают приемники предназначенные для работы на магистральных линиях связи и на линиях средней и малой протяженности
Всякое радиоприемное устройство должно удовлетворять определенным требованиям которые позволяют использовать приемник по его прямому назначению Технические требования предъявляемые к радиоприемникам различных назначений могут включать примерно следующие показатели выходную мощность и выходное напряжение чувствительность избирательность и полосу пропускания диапазон частот и качество воспроизведения
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
3Курсовой проэкт
3 Разработка структурной схемы
В диапазоне гектометровых и более коротких волн транзисторные и ламповые приемники с необходимой в настоящее время селективностью и удовлетворительной чувствительностью могут выполняться только по супергетеродинной схеме
Приёмники собранные по схеме прямого усиления практически не применяются в связи с большими недостатками этого типа построения приёмников Один из наиболее серьёзных недостатков то что структурная схема прямого усиления имеет низкую чувствительность так как на высокой несущей частоте невозможно обеспечить высокий коэффициент усиления схема же супергетеродинного типа обеспечивает высокую чувствительность так как основное усиление происходит в каскадах УПЧ на неменяющейся при перестройки приёмника промежуточной частоте при сколь угодно большом числе каскадов УПЧ с высоким коэффициентом усиления Схема супергетеродинного типа имеет высокую избирательность так как основная избирательность по соседнему каналу обеспечивается в избирательной системе имеющей хорошую добротность узкую полосу пропускания и прямоугольность резонансной характеристики
Также схема супергетеродинного типа обладает более высокой помехоустойчивостью в отношении сигналшум а значит имеет лучшее качество воспроизведения так как в этой схеме усиление ведется по трем частотным трактам ( радио промежуточной и звуковой частоты) в результате уменьшаются паразитные помехи
В соответствии с техническим заданием и выше перечисленным причинами приемник должен иметь структурную схему супергетеродинного типа (рисунок 1)
Рис 1 ndash Структурная схема супергетеродинного УКВ приёмника
1 ВЦ ndash входная цепь2 УРЧ ndash усилитель радиочастоты3 ПЧ ndash Преобразователь частоты4 УПЧ ndash усилитель промежуточной частоты5 АД ndash амплитудный детектор
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
4Курсовой проэкт
6 УНЧ ndash Усилитель низкой частоты7 ВУ ndash воспроизводящее устройство
Входная цепь предназначена для выделения заданного сигнала высокой частоты из всех сигналов поступающих из антенны при этом заметно ослабляются сигналы других станций и различных помех Во входной цепи осуществляется предварительная начальная избирательность приёмника
Усилитель радиочастоты производит усиление выделенного колебания высокой частоты и ослабление других сигналов и помех То есть усилитель радиочастоты обеспечивает избирательность приёмника Усилитель радиочастоты должен обеспечить оптимальный уровень сигнала для детектора
Преобразователь частоты предназначен для преобразования сигнала высокой частоты усиленного усилителем радиочастоты в колебания промежуточной частоты Для преобразования частоты требуется вспомогательное напряжение Для получения этого напряжения используется маломощный генератор гармонических колебаний ndash гетеродин который является составной частью преобразователя частоты При совместном действии напряжения сигнала и напряжения гетеродина в смесителе образуется сложное колебание ndash биение из которого контуру выделяется разностная частота
Усилитель промежуточной частоты производит усиление разностной частоты преобразованной преобразователем частоты при этом увеличивается чувствительность и избирательность
Детектор осуществляет преобразование выделенных модулированных колебаний в низкочастотный сигнал
Усилитель низкой частоты необходим для усиления по мощности сигнала для лучшей работы воспроизводящего устройства при этом усилитель низкой частоты не должен искажать формы сигнала если это специально не предусмотрено
Воспроизводящее устройство предназначено для воспроизведения сигнала звуковой частоты усиленного усилителем низкой частоты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
5Курсовой проэкт
Расчёт полосы пропускания
Полоса пропускания преселектора определяется с учётом нестабильности
частоты принимаемого сигнала гетеродина и реальной неточности сопряжения
настроек контуров преселектора и гетеродина При без подстроечной
настройки ширина полосы пропускания преселектора равна
Ппрес = Пс + 2прес
где Пс ширина спектра частот принимаемого сигнала Пс = 08 МГц
Общий максимальный уход частоты настройки преселектора
где с относительная нестабильность частоты принятого сигнала (по ГОСТ
на радиовещательные передатчики с le 15 ∙ 105) - максимальная несущая
частота = 210 МГц
Г относительная нестабильность частоты гетеродина
При предварительном расчёте можно принять
для совмещённого гетеродина Г = 102
для отдельного нестабилизированного гетеродина Г = 103
для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией Г = 104
для гетеродина с кварцевой стабилизацией без термостата Г = 105
к = 5 ∙ 104hellip105 относительная нестабильность частоты колебательных
контуров
Δсопр неточность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина
Она определяется формулой
где кпд коэффициент перекрытия рассчитываемого поддиапазона кпд =
= 1
=
По условию ТЗ настройка гетеродина нижняя значит МГц
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
6Курсовой проэкт
Тк гетеродин не перестраиваемый то МГц
(kГц)
Тогда полоса пропускания преселектора
Ппрес = Пс + 2прес=08МГц + 2205(Кгц)=12 МГц
Рассчет максимально допустимой чувствительностиИспользуя формулу Найквиста опредилим уровень шумов приведенный ко
входу приемника
где ДжК - постоянная БольцманаТ = 300 К ndash температура окружающей среды
МГц ndash полоса частот R=1ga = 100 Ом ndash сопротивление антенны
Отсюда мкВТогда предельная чувствительность приемника с отношением сигналшум =
20 дБ составляет 12 мкВЕсли учитывать что напряжение на выходе детектора должно составлять
07 В то коэффициент усиления приемника должно быть Кu =
Разработка отдельных узловРасчет входных цепей
Рис2Схема входной цепи
Известно что главной задачей ВЦ является изберательнось по зекальному каналу Для радиовещательных приемников ослабление по зеркальному и соседнему каналу должно составлять не мение 30 дБ потому зададим ослабление зеркального канала выше чем требуемое равное 50Дб тоесть 316 раз поскольку на практике результаты получаются хуже чем расчетные
Пользуясь нормированными частотными характеристиками при больших обобщенных расстройках схему преселектора затухание его контуров можно выбрать следующим образом
Если промежуточная частота задана то следует выбрать эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь вносимых источником
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
7Курсовой проэкт
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Содержание
1Задание на курсовой проектhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33Разработка структурной схемыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44 Расчет полосы пропусканияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip65Разработка отдельных узлов 51Преселекторhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7 52УРЧhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12 53УПЧhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip166Выводhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip277Список литературыhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip28
1Задание на курсовой проект
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
2Курсовой проэкт
Змн Лист докум Підпис Дата
Арк
1
Курсовий проект
Розроб Баталін ВЄ
Перевір Хоменко М Ф Реценз
Н Контр
Затверд
Літ Акрушів
ЖДТУ РТ-14
1Рассчитать параметры элементов преселектора считая полосы пропускания ВЦ и однокаскадного УВЧ одинаковыми
2 Рассчитать коэффициент передачи преселектора и избирательность (в дБ) по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения
3 Рассчитать элементы каскада УВЧ УПЧ обеспечивающие режим транзистора по постоянному току а также емкости блокировочных и разделительных конденсаторов
4Описать принцип построения преселектора изобразить электрическую схему
5Начальные данные частота сигнала 210МГц промежуточная частота 5МГц настройка гетеродина Нижняя полоса промежуточной частоты 08МГц проводимость антенны 10мСм проводимость нагрузки 5мСм емкость нагрузки 13пФ схема УВЧ с ОЭТип связи ВЦ с антенной ndash автотрансформаторная ВЦ с УВЧ ndash емкостная контура УВЧ с транзистором ndash трансформаторная контура УПЧ с нагрузкой ndash емкостная тип транзистора КТ368А ток коллектора 3мА
2 Введение
Электромагнитное поле в месте радиоприема создается многими естественными и искусственными источниками Очень малую часть этого поля составляет нужный сигнал несущий передаваемое сообщение или иную информацию которую требуется принять В месте приёма на радиосигнал могут накладываться электромагнитные колебания от посторонних источников радиоизлучений способные помешать правильному воспроизведению сообщения и называемые поэтому помехами радиоприёму Неблагоприятное влияние на качество радиосвязи могут оказывать также изменение во времени затухания радиоволн на пути распространения от передающей антенны к приёмной и распространение радиоволн одновременно по двум или нескольким траекториям различной протяжённости в последнем случае электромагнитное поле в месте приёма представляет собой сумму взаимно смещенных во времени радиоволн интерференция которых также вызывает искажения радиосигнала Поэтому и эти явления относят к категории помех радиоприёму Задача радиоприемного устройства ndash выделить этот сигнал и воспроизвести информацию
Всё многообразие радиоприёмников амплитудно - и частотно-модулированных сигналов можно разделить на две группы радиовещательные и профессиональные Радиовещательные приемники предназначены для приема звуковых и телевизионных программ Профессиональные приемники предназначены для работы на линиях радиосвязи в радиолокационных и радионавигационных установках и т П Каждая из групп в свою очередь делится на специализированные подгруппы По виду приемной схемы различают приемники прямого усиления регенеративные сверхрегенеративные и супергетеродинные По диапазону волн принимаемых сигналов приемники разделяются на длинноволновые средневолновые коротковолновые и ультракоротковолновые По роду работы различают приемники телефонные телеграфные телевизионные локационные и т д По способу модуляции принимаемых сигналов различают приемники предназначенные для приема сигналов амплитудной частотной фазовой и импульсной модуляции По месту установки приемники могут работать в стационарных или в подвижных системах например на самолете танке корабле и т д По протяженности линии связи различают приемники предназначенные для работы на магистральных линиях связи и на линиях средней и малой протяженности
Всякое радиоприемное устройство должно удовлетворять определенным требованиям которые позволяют использовать приемник по его прямому назначению Технические требования предъявляемые к радиоприемникам различных назначений могут включать примерно следующие показатели выходную мощность и выходное напряжение чувствительность избирательность и полосу пропускания диапазон частот и качество воспроизведения
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
3Курсовой проэкт
3 Разработка структурной схемы
В диапазоне гектометровых и более коротких волн транзисторные и ламповые приемники с необходимой в настоящее время селективностью и удовлетворительной чувствительностью могут выполняться только по супергетеродинной схеме
Приёмники собранные по схеме прямого усиления практически не применяются в связи с большими недостатками этого типа построения приёмников Один из наиболее серьёзных недостатков то что структурная схема прямого усиления имеет низкую чувствительность так как на высокой несущей частоте невозможно обеспечить высокий коэффициент усиления схема же супергетеродинного типа обеспечивает высокую чувствительность так как основное усиление происходит в каскадах УПЧ на неменяющейся при перестройки приёмника промежуточной частоте при сколь угодно большом числе каскадов УПЧ с высоким коэффициентом усиления Схема супергетеродинного типа имеет высокую избирательность так как основная избирательность по соседнему каналу обеспечивается в избирательной системе имеющей хорошую добротность узкую полосу пропускания и прямоугольность резонансной характеристики
Также схема супергетеродинного типа обладает более высокой помехоустойчивостью в отношении сигналшум а значит имеет лучшее качество воспроизведения так как в этой схеме усиление ведется по трем частотным трактам ( радио промежуточной и звуковой частоты) в результате уменьшаются паразитные помехи
В соответствии с техническим заданием и выше перечисленным причинами приемник должен иметь структурную схему супергетеродинного типа (рисунок 1)
Рис 1 ndash Структурная схема супергетеродинного УКВ приёмника
1 ВЦ ndash входная цепь2 УРЧ ndash усилитель радиочастоты3 ПЧ ndash Преобразователь частоты4 УПЧ ndash усилитель промежуточной частоты5 АД ndash амплитудный детектор
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
4Курсовой проэкт
6 УНЧ ndash Усилитель низкой частоты7 ВУ ndash воспроизводящее устройство
Входная цепь предназначена для выделения заданного сигнала высокой частоты из всех сигналов поступающих из антенны при этом заметно ослабляются сигналы других станций и различных помех Во входной цепи осуществляется предварительная начальная избирательность приёмника
Усилитель радиочастоты производит усиление выделенного колебания высокой частоты и ослабление других сигналов и помех То есть усилитель радиочастоты обеспечивает избирательность приёмника Усилитель радиочастоты должен обеспечить оптимальный уровень сигнала для детектора
Преобразователь частоты предназначен для преобразования сигнала высокой частоты усиленного усилителем радиочастоты в колебания промежуточной частоты Для преобразования частоты требуется вспомогательное напряжение Для получения этого напряжения используется маломощный генератор гармонических колебаний ndash гетеродин который является составной частью преобразователя частоты При совместном действии напряжения сигнала и напряжения гетеродина в смесителе образуется сложное колебание ndash биение из которого контуру выделяется разностная частота
Усилитель промежуточной частоты производит усиление разностной частоты преобразованной преобразователем частоты при этом увеличивается чувствительность и избирательность
Детектор осуществляет преобразование выделенных модулированных колебаний в низкочастотный сигнал
Усилитель низкой частоты необходим для усиления по мощности сигнала для лучшей работы воспроизводящего устройства при этом усилитель низкой частоты не должен искажать формы сигнала если это специально не предусмотрено
Воспроизводящее устройство предназначено для воспроизведения сигнала звуковой частоты усиленного усилителем низкой частоты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
5Курсовой проэкт
Расчёт полосы пропускания
Полоса пропускания преселектора определяется с учётом нестабильности
частоты принимаемого сигнала гетеродина и реальной неточности сопряжения
настроек контуров преселектора и гетеродина При без подстроечной
настройки ширина полосы пропускания преселектора равна
Ппрес = Пс + 2прес
где Пс ширина спектра частот принимаемого сигнала Пс = 08 МГц
Общий максимальный уход частоты настройки преселектора
где с относительная нестабильность частоты принятого сигнала (по ГОСТ
на радиовещательные передатчики с le 15 ∙ 105) - максимальная несущая
частота = 210 МГц
Г относительная нестабильность частоты гетеродина
При предварительном расчёте можно принять
для совмещённого гетеродина Г = 102
для отдельного нестабилизированного гетеродина Г = 103
для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией Г = 104
для гетеродина с кварцевой стабилизацией без термостата Г = 105
к = 5 ∙ 104hellip105 относительная нестабильность частоты колебательных
контуров
Δсопр неточность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина
Она определяется формулой
где кпд коэффициент перекрытия рассчитываемого поддиапазона кпд =
= 1
=
По условию ТЗ настройка гетеродина нижняя значит МГц
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
6Курсовой проэкт
Тк гетеродин не перестраиваемый то МГц
(kГц)
Тогда полоса пропускания преселектора
Ппрес = Пс + 2прес=08МГц + 2205(Кгц)=12 МГц
Рассчет максимально допустимой чувствительностиИспользуя формулу Найквиста опредилим уровень шумов приведенный ко
входу приемника
где ДжК - постоянная БольцманаТ = 300 К ndash температура окружающей среды
МГц ndash полоса частот R=1ga = 100 Ом ndash сопротивление антенны
Отсюда мкВТогда предельная чувствительность приемника с отношением сигналшум =
20 дБ составляет 12 мкВЕсли учитывать что напряжение на выходе детектора должно составлять
07 В то коэффициент усиления приемника должно быть Кu =
Разработка отдельных узловРасчет входных цепей
Рис2Схема входной цепи
Известно что главной задачей ВЦ является изберательнось по зекальному каналу Для радиовещательных приемников ослабление по зеркальному и соседнему каналу должно составлять не мение 30 дБ потому зададим ослабление зеркального канала выше чем требуемое равное 50Дб тоесть 316 раз поскольку на практике результаты получаются хуже чем расчетные
Пользуясь нормированными частотными характеристиками при больших обобщенных расстройках схему преселектора затухание его контуров можно выбрать следующим образом
Если промежуточная частота задана то следует выбрать эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь вносимых источником
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
7Курсовой проэкт
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
1Рассчитать параметры элементов преселектора считая полосы пропускания ВЦ и однокаскадного УВЧ одинаковыми
2 Рассчитать коэффициент передачи преселектора и избирательность (в дБ) по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения
3 Рассчитать элементы каскада УВЧ УПЧ обеспечивающие режим транзистора по постоянному току а также емкости блокировочных и разделительных конденсаторов
4Описать принцип построения преселектора изобразить электрическую схему
5Начальные данные частота сигнала 210МГц промежуточная частота 5МГц настройка гетеродина Нижняя полоса промежуточной частоты 08МГц проводимость антенны 10мСм проводимость нагрузки 5мСм емкость нагрузки 13пФ схема УВЧ с ОЭТип связи ВЦ с антенной ndash автотрансформаторная ВЦ с УВЧ ndash емкостная контура УВЧ с транзистором ndash трансформаторная контура УПЧ с нагрузкой ndash емкостная тип транзистора КТ368А ток коллектора 3мА
2 Введение
Электромагнитное поле в месте радиоприема создается многими естественными и искусственными источниками Очень малую часть этого поля составляет нужный сигнал несущий передаваемое сообщение или иную информацию которую требуется принять В месте приёма на радиосигнал могут накладываться электромагнитные колебания от посторонних источников радиоизлучений способные помешать правильному воспроизведению сообщения и называемые поэтому помехами радиоприёму Неблагоприятное влияние на качество радиосвязи могут оказывать также изменение во времени затухания радиоволн на пути распространения от передающей антенны к приёмной и распространение радиоволн одновременно по двум или нескольким траекториям различной протяжённости в последнем случае электромагнитное поле в месте приёма представляет собой сумму взаимно смещенных во времени радиоволн интерференция которых также вызывает искажения радиосигнала Поэтому и эти явления относят к категории помех радиоприёму Задача радиоприемного устройства ndash выделить этот сигнал и воспроизвести информацию
Всё многообразие радиоприёмников амплитудно - и частотно-модулированных сигналов можно разделить на две группы радиовещательные и профессиональные Радиовещательные приемники предназначены для приема звуковых и телевизионных программ Профессиональные приемники предназначены для работы на линиях радиосвязи в радиолокационных и радионавигационных установках и т П Каждая из групп в свою очередь делится на специализированные подгруппы По виду приемной схемы различают приемники прямого усиления регенеративные сверхрегенеративные и супергетеродинные По диапазону волн принимаемых сигналов приемники разделяются на длинноволновые средневолновые коротковолновые и ультракоротковолновые По роду работы различают приемники телефонные телеграфные телевизионные локационные и т д По способу модуляции принимаемых сигналов различают приемники предназначенные для приема сигналов амплитудной частотной фазовой и импульсной модуляции По месту установки приемники могут работать в стационарных или в подвижных системах например на самолете танке корабле и т д По протяженности линии связи различают приемники предназначенные для работы на магистральных линиях связи и на линиях средней и малой протяженности
Всякое радиоприемное устройство должно удовлетворять определенным требованиям которые позволяют использовать приемник по его прямому назначению Технические требования предъявляемые к радиоприемникам различных назначений могут включать примерно следующие показатели выходную мощность и выходное напряжение чувствительность избирательность и полосу пропускания диапазон частот и качество воспроизведения
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
3Курсовой проэкт
3 Разработка структурной схемы
В диапазоне гектометровых и более коротких волн транзисторные и ламповые приемники с необходимой в настоящее время селективностью и удовлетворительной чувствительностью могут выполняться только по супергетеродинной схеме
Приёмники собранные по схеме прямого усиления практически не применяются в связи с большими недостатками этого типа построения приёмников Один из наиболее серьёзных недостатков то что структурная схема прямого усиления имеет низкую чувствительность так как на высокой несущей частоте невозможно обеспечить высокий коэффициент усиления схема же супергетеродинного типа обеспечивает высокую чувствительность так как основное усиление происходит в каскадах УПЧ на неменяющейся при перестройки приёмника промежуточной частоте при сколь угодно большом числе каскадов УПЧ с высоким коэффициентом усиления Схема супергетеродинного типа имеет высокую избирательность так как основная избирательность по соседнему каналу обеспечивается в избирательной системе имеющей хорошую добротность узкую полосу пропускания и прямоугольность резонансной характеристики
Также схема супергетеродинного типа обладает более высокой помехоустойчивостью в отношении сигналшум а значит имеет лучшее качество воспроизведения так как в этой схеме усиление ведется по трем частотным трактам ( радио промежуточной и звуковой частоты) в результате уменьшаются паразитные помехи
В соответствии с техническим заданием и выше перечисленным причинами приемник должен иметь структурную схему супергетеродинного типа (рисунок 1)
Рис 1 ndash Структурная схема супергетеродинного УКВ приёмника
1 ВЦ ndash входная цепь2 УРЧ ndash усилитель радиочастоты3 ПЧ ndash Преобразователь частоты4 УПЧ ndash усилитель промежуточной частоты5 АД ndash амплитудный детектор
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
4Курсовой проэкт
6 УНЧ ndash Усилитель низкой частоты7 ВУ ndash воспроизводящее устройство
Входная цепь предназначена для выделения заданного сигнала высокой частоты из всех сигналов поступающих из антенны при этом заметно ослабляются сигналы других станций и различных помех Во входной цепи осуществляется предварительная начальная избирательность приёмника
Усилитель радиочастоты производит усиление выделенного колебания высокой частоты и ослабление других сигналов и помех То есть усилитель радиочастоты обеспечивает избирательность приёмника Усилитель радиочастоты должен обеспечить оптимальный уровень сигнала для детектора
Преобразователь частоты предназначен для преобразования сигнала высокой частоты усиленного усилителем радиочастоты в колебания промежуточной частоты Для преобразования частоты требуется вспомогательное напряжение Для получения этого напряжения используется маломощный генератор гармонических колебаний ndash гетеродин который является составной частью преобразователя частоты При совместном действии напряжения сигнала и напряжения гетеродина в смесителе образуется сложное колебание ndash биение из которого контуру выделяется разностная частота
Усилитель промежуточной частоты производит усиление разностной частоты преобразованной преобразователем частоты при этом увеличивается чувствительность и избирательность
Детектор осуществляет преобразование выделенных модулированных колебаний в низкочастотный сигнал
Усилитель низкой частоты необходим для усиления по мощности сигнала для лучшей работы воспроизводящего устройства при этом усилитель низкой частоты не должен искажать формы сигнала если это специально не предусмотрено
Воспроизводящее устройство предназначено для воспроизведения сигнала звуковой частоты усиленного усилителем низкой частоты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
5Курсовой проэкт
Расчёт полосы пропускания
Полоса пропускания преселектора определяется с учётом нестабильности
частоты принимаемого сигнала гетеродина и реальной неточности сопряжения
настроек контуров преселектора и гетеродина При без подстроечной
настройки ширина полосы пропускания преселектора равна
Ппрес = Пс + 2прес
где Пс ширина спектра частот принимаемого сигнала Пс = 08 МГц
Общий максимальный уход частоты настройки преселектора
где с относительная нестабильность частоты принятого сигнала (по ГОСТ
на радиовещательные передатчики с le 15 ∙ 105) - максимальная несущая
частота = 210 МГц
Г относительная нестабильность частоты гетеродина
При предварительном расчёте можно принять
для совмещённого гетеродина Г = 102
для отдельного нестабилизированного гетеродина Г = 103
для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией Г = 104
для гетеродина с кварцевой стабилизацией без термостата Г = 105
к = 5 ∙ 104hellip105 относительная нестабильность частоты колебательных
контуров
Δсопр неточность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина
Она определяется формулой
где кпд коэффициент перекрытия рассчитываемого поддиапазона кпд =
= 1
=
По условию ТЗ настройка гетеродина нижняя значит МГц
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
6Курсовой проэкт
Тк гетеродин не перестраиваемый то МГц
(kГц)
Тогда полоса пропускания преселектора
Ппрес = Пс + 2прес=08МГц + 2205(Кгц)=12 МГц
Рассчет максимально допустимой чувствительностиИспользуя формулу Найквиста опредилим уровень шумов приведенный ко
входу приемника
где ДжК - постоянная БольцманаТ = 300 К ndash температура окружающей среды
МГц ndash полоса частот R=1ga = 100 Ом ndash сопротивление антенны
Отсюда мкВТогда предельная чувствительность приемника с отношением сигналшум =
20 дБ составляет 12 мкВЕсли учитывать что напряжение на выходе детектора должно составлять
07 В то коэффициент усиления приемника должно быть Кu =
Разработка отдельных узловРасчет входных цепей
Рис2Схема входной цепи
Известно что главной задачей ВЦ является изберательнось по зекальному каналу Для радиовещательных приемников ослабление по зеркальному и соседнему каналу должно составлять не мение 30 дБ потому зададим ослабление зеркального канала выше чем требуемое равное 50Дб тоесть 316 раз поскольку на практике результаты получаются хуже чем расчетные
Пользуясь нормированными частотными характеристиками при больших обобщенных расстройках схему преселектора затухание его контуров можно выбрать следующим образом
Если промежуточная частота задана то следует выбрать эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь вносимых источником
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
7Курсовой проэкт
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
2 Введение
Электромагнитное поле в месте радиоприема создается многими естественными и искусственными источниками Очень малую часть этого поля составляет нужный сигнал несущий передаваемое сообщение или иную информацию которую требуется принять В месте приёма на радиосигнал могут накладываться электромагнитные колебания от посторонних источников радиоизлучений способные помешать правильному воспроизведению сообщения и называемые поэтому помехами радиоприёму Неблагоприятное влияние на качество радиосвязи могут оказывать также изменение во времени затухания радиоволн на пути распространения от передающей антенны к приёмной и распространение радиоволн одновременно по двум или нескольким траекториям различной протяжённости в последнем случае электромагнитное поле в месте приёма представляет собой сумму взаимно смещенных во времени радиоволн интерференция которых также вызывает искажения радиосигнала Поэтому и эти явления относят к категории помех радиоприёму Задача радиоприемного устройства ndash выделить этот сигнал и воспроизвести информацию
Всё многообразие радиоприёмников амплитудно - и частотно-модулированных сигналов можно разделить на две группы радиовещательные и профессиональные Радиовещательные приемники предназначены для приема звуковых и телевизионных программ Профессиональные приемники предназначены для работы на линиях радиосвязи в радиолокационных и радионавигационных установках и т П Каждая из групп в свою очередь делится на специализированные подгруппы По виду приемной схемы различают приемники прямого усиления регенеративные сверхрегенеративные и супергетеродинные По диапазону волн принимаемых сигналов приемники разделяются на длинноволновые средневолновые коротковолновые и ультракоротковолновые По роду работы различают приемники телефонные телеграфные телевизионные локационные и т д По способу модуляции принимаемых сигналов различают приемники предназначенные для приема сигналов амплитудной частотной фазовой и импульсной модуляции По месту установки приемники могут работать в стационарных или в подвижных системах например на самолете танке корабле и т д По протяженности линии связи различают приемники предназначенные для работы на магистральных линиях связи и на линиях средней и малой протяженности
Всякое радиоприемное устройство должно удовлетворять определенным требованиям которые позволяют использовать приемник по его прямому назначению Технические требования предъявляемые к радиоприемникам различных назначений могут включать примерно следующие показатели выходную мощность и выходное напряжение чувствительность избирательность и полосу пропускания диапазон частот и качество воспроизведения
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
3Курсовой проэкт
3 Разработка структурной схемы
В диапазоне гектометровых и более коротких волн транзисторные и ламповые приемники с необходимой в настоящее время селективностью и удовлетворительной чувствительностью могут выполняться только по супергетеродинной схеме
Приёмники собранные по схеме прямого усиления практически не применяются в связи с большими недостатками этого типа построения приёмников Один из наиболее серьёзных недостатков то что структурная схема прямого усиления имеет низкую чувствительность так как на высокой несущей частоте невозможно обеспечить высокий коэффициент усиления схема же супергетеродинного типа обеспечивает высокую чувствительность так как основное усиление происходит в каскадах УПЧ на неменяющейся при перестройки приёмника промежуточной частоте при сколь угодно большом числе каскадов УПЧ с высоким коэффициентом усиления Схема супергетеродинного типа имеет высокую избирательность так как основная избирательность по соседнему каналу обеспечивается в избирательной системе имеющей хорошую добротность узкую полосу пропускания и прямоугольность резонансной характеристики
Также схема супергетеродинного типа обладает более высокой помехоустойчивостью в отношении сигналшум а значит имеет лучшее качество воспроизведения так как в этой схеме усиление ведется по трем частотным трактам ( радио промежуточной и звуковой частоты) в результате уменьшаются паразитные помехи
В соответствии с техническим заданием и выше перечисленным причинами приемник должен иметь структурную схему супергетеродинного типа (рисунок 1)
Рис 1 ndash Структурная схема супергетеродинного УКВ приёмника
1 ВЦ ndash входная цепь2 УРЧ ndash усилитель радиочастоты3 ПЧ ndash Преобразователь частоты4 УПЧ ndash усилитель промежуточной частоты5 АД ndash амплитудный детектор
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
4Курсовой проэкт
6 УНЧ ndash Усилитель низкой частоты7 ВУ ndash воспроизводящее устройство
Входная цепь предназначена для выделения заданного сигнала высокой частоты из всех сигналов поступающих из антенны при этом заметно ослабляются сигналы других станций и различных помех Во входной цепи осуществляется предварительная начальная избирательность приёмника
Усилитель радиочастоты производит усиление выделенного колебания высокой частоты и ослабление других сигналов и помех То есть усилитель радиочастоты обеспечивает избирательность приёмника Усилитель радиочастоты должен обеспечить оптимальный уровень сигнала для детектора
Преобразователь частоты предназначен для преобразования сигнала высокой частоты усиленного усилителем радиочастоты в колебания промежуточной частоты Для преобразования частоты требуется вспомогательное напряжение Для получения этого напряжения используется маломощный генератор гармонических колебаний ndash гетеродин который является составной частью преобразователя частоты При совместном действии напряжения сигнала и напряжения гетеродина в смесителе образуется сложное колебание ndash биение из которого контуру выделяется разностная частота
Усилитель промежуточной частоты производит усиление разностной частоты преобразованной преобразователем частоты при этом увеличивается чувствительность и избирательность
Детектор осуществляет преобразование выделенных модулированных колебаний в низкочастотный сигнал
Усилитель низкой частоты необходим для усиления по мощности сигнала для лучшей работы воспроизводящего устройства при этом усилитель низкой частоты не должен искажать формы сигнала если это специально не предусмотрено
Воспроизводящее устройство предназначено для воспроизведения сигнала звуковой частоты усиленного усилителем низкой частоты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
5Курсовой проэкт
Расчёт полосы пропускания
Полоса пропускания преселектора определяется с учётом нестабильности
частоты принимаемого сигнала гетеродина и реальной неточности сопряжения
настроек контуров преселектора и гетеродина При без подстроечной
настройки ширина полосы пропускания преселектора равна
Ппрес = Пс + 2прес
где Пс ширина спектра частот принимаемого сигнала Пс = 08 МГц
Общий максимальный уход частоты настройки преселектора
где с относительная нестабильность частоты принятого сигнала (по ГОСТ
на радиовещательные передатчики с le 15 ∙ 105) - максимальная несущая
частота = 210 МГц
Г относительная нестабильность частоты гетеродина
При предварительном расчёте можно принять
для совмещённого гетеродина Г = 102
для отдельного нестабилизированного гетеродина Г = 103
для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией Г = 104
для гетеродина с кварцевой стабилизацией без термостата Г = 105
к = 5 ∙ 104hellip105 относительная нестабильность частоты колебательных
контуров
Δсопр неточность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина
Она определяется формулой
где кпд коэффициент перекрытия рассчитываемого поддиапазона кпд =
= 1
=
По условию ТЗ настройка гетеродина нижняя значит МГц
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
6Курсовой проэкт
Тк гетеродин не перестраиваемый то МГц
(kГц)
Тогда полоса пропускания преселектора
Ппрес = Пс + 2прес=08МГц + 2205(Кгц)=12 МГц
Рассчет максимально допустимой чувствительностиИспользуя формулу Найквиста опредилим уровень шумов приведенный ко
входу приемника
где ДжК - постоянная БольцманаТ = 300 К ndash температура окружающей среды
МГц ndash полоса частот R=1ga = 100 Ом ndash сопротивление антенны
Отсюда мкВТогда предельная чувствительность приемника с отношением сигналшум =
20 дБ составляет 12 мкВЕсли учитывать что напряжение на выходе детектора должно составлять
07 В то коэффициент усиления приемника должно быть Кu =
Разработка отдельных узловРасчет входных цепей
Рис2Схема входной цепи
Известно что главной задачей ВЦ является изберательнось по зекальному каналу Для радиовещательных приемников ослабление по зеркальному и соседнему каналу должно составлять не мение 30 дБ потому зададим ослабление зеркального канала выше чем требуемое равное 50Дб тоесть 316 раз поскольку на практике результаты получаются хуже чем расчетные
Пользуясь нормированными частотными характеристиками при больших обобщенных расстройках схему преселектора затухание его контуров можно выбрать следующим образом
Если промежуточная частота задана то следует выбрать эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь вносимых источником
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
7Курсовой проэкт
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
3 Разработка структурной схемы
В диапазоне гектометровых и более коротких волн транзисторные и ламповые приемники с необходимой в настоящее время селективностью и удовлетворительной чувствительностью могут выполняться только по супергетеродинной схеме
Приёмники собранные по схеме прямого усиления практически не применяются в связи с большими недостатками этого типа построения приёмников Один из наиболее серьёзных недостатков то что структурная схема прямого усиления имеет низкую чувствительность так как на высокой несущей частоте невозможно обеспечить высокий коэффициент усиления схема же супергетеродинного типа обеспечивает высокую чувствительность так как основное усиление происходит в каскадах УПЧ на неменяющейся при перестройки приёмника промежуточной частоте при сколь угодно большом числе каскадов УПЧ с высоким коэффициентом усиления Схема супергетеродинного типа имеет высокую избирательность так как основная избирательность по соседнему каналу обеспечивается в избирательной системе имеющей хорошую добротность узкую полосу пропускания и прямоугольность резонансной характеристики
Также схема супергетеродинного типа обладает более высокой помехоустойчивостью в отношении сигналшум а значит имеет лучшее качество воспроизведения так как в этой схеме усиление ведется по трем частотным трактам ( радио промежуточной и звуковой частоты) в результате уменьшаются паразитные помехи
В соответствии с техническим заданием и выше перечисленным причинами приемник должен иметь структурную схему супергетеродинного типа (рисунок 1)
Рис 1 ndash Структурная схема супергетеродинного УКВ приёмника
1 ВЦ ndash входная цепь2 УРЧ ndash усилитель радиочастоты3 ПЧ ndash Преобразователь частоты4 УПЧ ndash усилитель промежуточной частоты5 АД ndash амплитудный детектор
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
4Курсовой проэкт
6 УНЧ ndash Усилитель низкой частоты7 ВУ ndash воспроизводящее устройство
Входная цепь предназначена для выделения заданного сигнала высокой частоты из всех сигналов поступающих из антенны при этом заметно ослабляются сигналы других станций и различных помех Во входной цепи осуществляется предварительная начальная избирательность приёмника
Усилитель радиочастоты производит усиление выделенного колебания высокой частоты и ослабление других сигналов и помех То есть усилитель радиочастоты обеспечивает избирательность приёмника Усилитель радиочастоты должен обеспечить оптимальный уровень сигнала для детектора
Преобразователь частоты предназначен для преобразования сигнала высокой частоты усиленного усилителем радиочастоты в колебания промежуточной частоты Для преобразования частоты требуется вспомогательное напряжение Для получения этого напряжения используется маломощный генератор гармонических колебаний ndash гетеродин который является составной частью преобразователя частоты При совместном действии напряжения сигнала и напряжения гетеродина в смесителе образуется сложное колебание ndash биение из которого контуру выделяется разностная частота
Усилитель промежуточной частоты производит усиление разностной частоты преобразованной преобразователем частоты при этом увеличивается чувствительность и избирательность
Детектор осуществляет преобразование выделенных модулированных колебаний в низкочастотный сигнал
Усилитель низкой частоты необходим для усиления по мощности сигнала для лучшей работы воспроизводящего устройства при этом усилитель низкой частоты не должен искажать формы сигнала если это специально не предусмотрено
Воспроизводящее устройство предназначено для воспроизведения сигнала звуковой частоты усиленного усилителем низкой частоты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
5Курсовой проэкт
Расчёт полосы пропускания
Полоса пропускания преселектора определяется с учётом нестабильности
частоты принимаемого сигнала гетеродина и реальной неточности сопряжения
настроек контуров преселектора и гетеродина При без подстроечной
настройки ширина полосы пропускания преселектора равна
Ппрес = Пс + 2прес
где Пс ширина спектра частот принимаемого сигнала Пс = 08 МГц
Общий максимальный уход частоты настройки преселектора
где с относительная нестабильность частоты принятого сигнала (по ГОСТ
на радиовещательные передатчики с le 15 ∙ 105) - максимальная несущая
частота = 210 МГц
Г относительная нестабильность частоты гетеродина
При предварительном расчёте можно принять
для совмещённого гетеродина Г = 102
для отдельного нестабилизированного гетеродина Г = 103
для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией Г = 104
для гетеродина с кварцевой стабилизацией без термостата Г = 105
к = 5 ∙ 104hellip105 относительная нестабильность частоты колебательных
контуров
Δсопр неточность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина
Она определяется формулой
где кпд коэффициент перекрытия рассчитываемого поддиапазона кпд =
= 1
=
По условию ТЗ настройка гетеродина нижняя значит МГц
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
6Курсовой проэкт
Тк гетеродин не перестраиваемый то МГц
(kГц)
Тогда полоса пропускания преселектора
Ппрес = Пс + 2прес=08МГц + 2205(Кгц)=12 МГц
Рассчет максимально допустимой чувствительностиИспользуя формулу Найквиста опредилим уровень шумов приведенный ко
входу приемника
где ДжК - постоянная БольцманаТ = 300 К ndash температура окружающей среды
МГц ndash полоса частот R=1ga = 100 Ом ndash сопротивление антенны
Отсюда мкВТогда предельная чувствительность приемника с отношением сигналшум =
20 дБ составляет 12 мкВЕсли учитывать что напряжение на выходе детектора должно составлять
07 В то коэффициент усиления приемника должно быть Кu =
Разработка отдельных узловРасчет входных цепей
Рис2Схема входной цепи
Известно что главной задачей ВЦ является изберательнось по зекальному каналу Для радиовещательных приемников ослабление по зеркальному и соседнему каналу должно составлять не мение 30 дБ потому зададим ослабление зеркального канала выше чем требуемое равное 50Дб тоесть 316 раз поскольку на практике результаты получаются хуже чем расчетные
Пользуясь нормированными частотными характеристиками при больших обобщенных расстройках схему преселектора затухание его контуров можно выбрать следующим образом
Если промежуточная частота задана то следует выбрать эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь вносимых источником
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
7Курсовой проэкт
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
6 УНЧ ndash Усилитель низкой частоты7 ВУ ndash воспроизводящее устройство
Входная цепь предназначена для выделения заданного сигнала высокой частоты из всех сигналов поступающих из антенны при этом заметно ослабляются сигналы других станций и различных помех Во входной цепи осуществляется предварительная начальная избирательность приёмника
Усилитель радиочастоты производит усиление выделенного колебания высокой частоты и ослабление других сигналов и помех То есть усилитель радиочастоты обеспечивает избирательность приёмника Усилитель радиочастоты должен обеспечить оптимальный уровень сигнала для детектора
Преобразователь частоты предназначен для преобразования сигнала высокой частоты усиленного усилителем радиочастоты в колебания промежуточной частоты Для преобразования частоты требуется вспомогательное напряжение Для получения этого напряжения используется маломощный генератор гармонических колебаний ndash гетеродин который является составной частью преобразователя частоты При совместном действии напряжения сигнала и напряжения гетеродина в смесителе образуется сложное колебание ndash биение из которого контуру выделяется разностная частота
Усилитель промежуточной частоты производит усиление разностной частоты преобразованной преобразователем частоты при этом увеличивается чувствительность и избирательность
Детектор осуществляет преобразование выделенных модулированных колебаний в низкочастотный сигнал
Усилитель низкой частоты необходим для усиления по мощности сигнала для лучшей работы воспроизводящего устройства при этом усилитель низкой частоты не должен искажать формы сигнала если это специально не предусмотрено
Воспроизводящее устройство предназначено для воспроизведения сигнала звуковой частоты усиленного усилителем низкой частоты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
5Курсовой проэкт
Расчёт полосы пропускания
Полоса пропускания преселектора определяется с учётом нестабильности
частоты принимаемого сигнала гетеродина и реальной неточности сопряжения
настроек контуров преселектора и гетеродина При без подстроечной
настройки ширина полосы пропускания преселектора равна
Ппрес = Пс + 2прес
где Пс ширина спектра частот принимаемого сигнала Пс = 08 МГц
Общий максимальный уход частоты настройки преселектора
где с относительная нестабильность частоты принятого сигнала (по ГОСТ
на радиовещательные передатчики с le 15 ∙ 105) - максимальная несущая
частота = 210 МГц
Г относительная нестабильность частоты гетеродина
При предварительном расчёте можно принять
для совмещённого гетеродина Г = 102
для отдельного нестабилизированного гетеродина Г = 103
для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией Г = 104
для гетеродина с кварцевой стабилизацией без термостата Г = 105
к = 5 ∙ 104hellip105 относительная нестабильность частоты колебательных
контуров
Δсопр неточность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина
Она определяется формулой
где кпд коэффициент перекрытия рассчитываемого поддиапазона кпд =
= 1
=
По условию ТЗ настройка гетеродина нижняя значит МГц
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
6Курсовой проэкт
Тк гетеродин не перестраиваемый то МГц
(kГц)
Тогда полоса пропускания преселектора
Ппрес = Пс + 2прес=08МГц + 2205(Кгц)=12 МГц
Рассчет максимально допустимой чувствительностиИспользуя формулу Найквиста опредилим уровень шумов приведенный ко
входу приемника
где ДжК - постоянная БольцманаТ = 300 К ndash температура окружающей среды
МГц ndash полоса частот R=1ga = 100 Ом ndash сопротивление антенны
Отсюда мкВТогда предельная чувствительность приемника с отношением сигналшум =
20 дБ составляет 12 мкВЕсли учитывать что напряжение на выходе детектора должно составлять
07 В то коэффициент усиления приемника должно быть Кu =
Разработка отдельных узловРасчет входных цепей
Рис2Схема входной цепи
Известно что главной задачей ВЦ является изберательнось по зекальному каналу Для радиовещательных приемников ослабление по зеркальному и соседнему каналу должно составлять не мение 30 дБ потому зададим ослабление зеркального канала выше чем требуемое равное 50Дб тоесть 316 раз поскольку на практике результаты получаются хуже чем расчетные
Пользуясь нормированными частотными характеристиками при больших обобщенных расстройках схему преселектора затухание его контуров можно выбрать следующим образом
Если промежуточная частота задана то следует выбрать эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь вносимых источником
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
7Курсовой проэкт
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Расчёт полосы пропускания
Полоса пропускания преселектора определяется с учётом нестабильности
частоты принимаемого сигнала гетеродина и реальной неточности сопряжения
настроек контуров преселектора и гетеродина При без подстроечной
настройки ширина полосы пропускания преселектора равна
Ппрес = Пс + 2прес
где Пс ширина спектра частот принимаемого сигнала Пс = 08 МГц
Общий максимальный уход частоты настройки преселектора
где с относительная нестабильность частоты принятого сигнала (по ГОСТ
на радиовещательные передатчики с le 15 ∙ 105) - максимальная несущая
частота = 210 МГц
Г относительная нестабильность частоты гетеродина
При предварительном расчёте можно принять
для совмещённого гетеродина Г = 102
для отдельного нестабилизированного гетеродина Г = 103
для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией Г = 104
для гетеродина с кварцевой стабилизацией без термостата Г = 105
к = 5 ∙ 104hellip105 относительная нестабильность частоты колебательных
контуров
Δсопр неточность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина
Она определяется формулой
где кпд коэффициент перекрытия рассчитываемого поддиапазона кпд =
= 1
=
По условию ТЗ настройка гетеродина нижняя значит МГц
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
6Курсовой проэкт
Тк гетеродин не перестраиваемый то МГц
(kГц)
Тогда полоса пропускания преселектора
Ппрес = Пс + 2прес=08МГц + 2205(Кгц)=12 МГц
Рассчет максимально допустимой чувствительностиИспользуя формулу Найквиста опредилим уровень шумов приведенный ко
входу приемника
где ДжК - постоянная БольцманаТ = 300 К ndash температура окружающей среды
МГц ndash полоса частот R=1ga = 100 Ом ndash сопротивление антенны
Отсюда мкВТогда предельная чувствительность приемника с отношением сигналшум =
20 дБ составляет 12 мкВЕсли учитывать что напряжение на выходе детектора должно составлять
07 В то коэффициент усиления приемника должно быть Кu =
Разработка отдельных узловРасчет входных цепей
Рис2Схема входной цепи
Известно что главной задачей ВЦ является изберательнось по зекальному каналу Для радиовещательных приемников ослабление по зеркальному и соседнему каналу должно составлять не мение 30 дБ потому зададим ослабление зеркального канала выше чем требуемое равное 50Дб тоесть 316 раз поскольку на практике результаты получаются хуже чем расчетные
Пользуясь нормированными частотными характеристиками при больших обобщенных расстройках схему преселектора затухание его контуров можно выбрать следующим образом
Если промежуточная частота задана то следует выбрать эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь вносимых источником
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
7Курсовой проэкт
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Тк гетеродин не перестраиваемый то МГц
(kГц)
Тогда полоса пропускания преселектора
Ппрес = Пс + 2прес=08МГц + 2205(Кгц)=12 МГц
Рассчет максимально допустимой чувствительностиИспользуя формулу Найквиста опредилим уровень шумов приведенный ко
входу приемника
где ДжК - постоянная БольцманаТ = 300 К ndash температура окружающей среды
МГц ndash полоса частот R=1ga = 100 Ом ndash сопротивление антенны
Отсюда мкВТогда предельная чувствительность приемника с отношением сигналшум =
20 дБ составляет 12 мкВЕсли учитывать что напряжение на выходе детектора должно составлять
07 В то коэффициент усиления приемника должно быть Кu =
Разработка отдельных узловРасчет входных цепей
Рис2Схема входной цепи
Известно что главной задачей ВЦ является изберательнось по зекальному каналу Для радиовещательных приемников ослабление по зеркальному и соседнему каналу должно составлять не мение 30 дБ потому зададим ослабление зеркального канала выше чем требуемое равное 50Дб тоесть 316 раз поскольку на практике результаты получаются хуже чем расчетные
Пользуясь нормированными частотными характеристиками при больших обобщенных расстройках схему преселектора затухание его контуров можно выбрать следующим образом
Если промежуточная частота задана то следует выбрать эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь вносимых источником
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
7Курсовой проэкт
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
сигналов и нагрузкой из условия dрgt или = 002 Тогда dр=004 тоесть добротность контуров не велика и равна 20
Опредилим обобщенную расстройку зеркального канала при нижней настройке гетеродина вычислим по формуле
ξзк = 4 ( fпч fc ) [ ( fc- fпч) ( fc -2 fпч )] dр= =4middot(5210)middot[(210-5)(210-2middot5)]=24
Ослабление на границе полосы пропускания преселектора находится из
выражения
или 07 дБ
Избирательность по соседнему каналу выбирается в зависимости от типа
приёмника она используется при расчёте УПЧ Исходя из условий ТЗ входная
цепь будет работать в диапазоне умерено высоких частот (метровый диапазон )
с настроенной антенной и на фиксированной частоте ВЦ будет одноконтруной
и автотрансформаторной связью с антенной Связь с УРЧ будет емкосная
Рассчитаем входные цепиВыберем полную емкость схемы Для предварительной ориентировки при выборе емкости следует
обратиться к таблице1Таблица 1 f0 МГц 03 03-15 15-6 6-30 30-100 gt100
Ссх пФ 500-300 300-200 200-100 100-50 50-30 lt15
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
8
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Так как fс = 210 МГц то Ссх = 10 пФ Вычислим коэффициент включения фидера mа и входа УРЧ mвх
dэр=004По таблице 2 выбираем собственное затухание контура Таблица 2
Диапазон волн
ДВ СВ КВ МВ
d 002-00125 00125-0008 0006-0005 001-0005
d = 0005Так как антенна приемника настроенная то
Rа=Wф=1gа=110middot10 3 = 100( Ом )
(так как gа=10 мСм - проводимость антенны задана в техническом задании)
Для того чтобы найти коэффициент включения входа УРЧ необходимо найти входное сопротивление каскада с ОЭ Rвх
Rвх= 1g11Э
g11Э для транзистора КТ386A равно 145 мСм
Rвх=1145middot10 -3 = 69 Ом
Рассчитываем емкость контура Ск= Ссх ndash СL - mвх 2 (См+ Свх)
СL ndash паразитная емкость катушки контура СL = 3 пФСм ndash емкость монтажаСм = 4 пФСвх ndash входная емкость каскада с ОЭ
Свх = С11Э =175 пФ
Ск= 10 middot 10 -12 ndash 3middot 10 -12 - 0014 (4middot 10 -12 + 126middot 10 -12 ) = 7 ( пФ )
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
10Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
11Курсовой проэкт
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Тогда емкость контура составляет = ( )( + ) = (1714510-3)(17+14510-3) = 6 пФ что
приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов Находим индуктивность контура
(мкГн)
Где L измерено в микрогенри Cсх- в пикофарадах f0- в мегагерцахНайдем коэффициент передачи входной цепи
Ко вц = Lф middot КосLф ndash коэффициент передачи фидераПусть длина фидера lф = 1м а погонное затухание фидера βф=01дБм
тогда произведение βф middot lф = 01 middot 1 = 01то из графика изображенного на рисунке 4 найдем Lф = 099
Рисунок 4Определим коефициент передачи собственно ВЦ при согласовании
Таким образом коефициент передачи напряжения ВЦ Ковц = Lф middot Кос =099 middot 036 = 0356
42Усилитель радиочастоты
Усилители радиочастоты (УРЧ) или УВЧ следуют непосредственно за вход-
ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции основными из
которых являются следующие усиление принимаемых сигналов на несущей
частоте необходимое для увеличения реальной чувствительности
радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности
полезного сигнала к мощности шумов обеспечение избирательности
радиоприемника к сильным помехам вызывающим нелинейные эффекты
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
12Курсовой проэкт
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
избирательность по побочным каналам приема таким как зеркальный канал
и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу
как правило невелика) ослабление паразитного излучения гетеродина через
входную цепь и антенну
УРЧ классифицируются в зависимости от типа усилительного прибора
транзисторные ламповые на туннельном диоде параметрические УРЧ делятся
на резонансные и апериодические В резонансных УРЧ в качестве резонансного
элемента используются колебательные контуры различного вида Такие УРЧ
обладают частотной избирательностью Апериодический УРЧ не содержит
колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает Как
правило УРЧ содержит один-два каскада Большее число каскадов усложняет
настройку и снижает устойчивость работы УРЧ
Резонансные усилители предназначены для усиления колебаний высокой
и промежуточной частоты и обеспечения необходимых избирательных свойств
приемника На вход резонансного усилителя подается напряжение от единиц
микровольт до единиц милливольт Большое сопротивление нагрузки часто
обеспечивается с помощью колебательной системы настраиваемой в резонанс
с частотой подводимого ко входу сигнала Применяемые колебательные
системы определяют избирательные свойства усилителя Следует заметить что
в подобных усилителях усиливается не только напряжение но и мощность
входного сигнала
Расчет каскада УРЧ
Таким образом каскад УРЧ будет состоять из одного контура Связь ВЦ с УРЧ ёмкостная Транзистор включен по схеме с ОЭ
УРЧ имеет вид
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Рис 5
Активный элемент ndash транзистор КТ368А ( по техническому заданию ) Ik max = 30 мАIkб0 = 5 мкАPk max = 100 мВтfгр = 600 МГц
Расчет элементов обеспечивающих режим УВЧНапряжение источника питания (В)Зададимся интервалом температур или 303
или 253 или 293
1 Изменение обратного тока коллектора (мА)2 Тепловое смещение напряжения базы
(мВ) =18(мВК)3 Нестабильность коллекторного тока
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
13Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
14Курсовой проэкт
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
(мА) 4 Сопротивление резистора Rэ
5 Сопротивление делителя R2
6 Сопротивление делителя R1
7 Сопротивление в цепи питания Rф
8 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
347(пФ)
9 Ёмкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2
(нФ)
где 1315 (радс)
10 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
347(пФ)
Расчет одноконтурного УРЧ
Выбираем индуктивность контура Lк1 = Lк2= L которая равна индуктивности найденной дла ВЦ
Lк1 = Lк2 = 0057 Гн
Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1 = 02 hellip1 Возьмем значение m1 = 05
Поскольку связь транзистора с контуром трансформаторная определим Lсв=Lm1=017405=0029 (Гн)
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
15Курсовой проэкт
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Определим коэфициент включения в контур из условия обеспечения необходимой полосы пропускания и ослабления по зеркальному каналу
Здесь d ndash собственное затухание контура dэр - эквивалентное затухание контура каскада которое обеспечивает требуемое ослабление зеркального канала gвых = g22э=10мСм gвх2 ndash входная проводимость следующего каскада gвх2 = g11поскольку следующий каскад ndash смеситель на аналогичном транзисторе
dэр = 004d=0005 из табл 2
=0179
=0026 Определим коэффициент из условия
= 01
Таким образом УВЧ обеспечивает как необходимую полосу пропускания
так и ослабление по зеркальному каналу
Резонансный коэффициент усиления
где - эквивалентное затухание контура
0018
мСм
183
Ёмкость конденсатора контура равна ёмкости конденсатора контура
входной цепи
Ск= 8 ( пФ )42Усилитель промежуточной частоты
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Особенность усилителей промежуточной частоты заключается в необходимости получения значительного усиления по напряжению что трудно осуществить в одном каскаде По этой причине УПЧ состоят из двух трёх и более каскадов усиления Наибольшим допустимым коэффициентом усиления обладает каскадный усилитель особенно на ПЧ характерных для трактов ЧМ сигналов При применении его в тракте усиления АМ сигналов в простых ПЗВ часто можно обойтись и одним каскадом ПЧ
Между каскадами применяют различные способы связи В радиовещательных приёмниках в основном индуктивная трансформаторная В профессиональных ndash комбинированная
Основные назначения усилителя промежуточной частоты1 Основное усиление2 Избирательность по соседнему каналу3 Должен обеспечить прохождение заданной полосы частот по этой
причине УПЧ в диапазонах УКВ ndash широкополосные усилители
Наиболее часто применяют широкополосные УПЧ рассчитанные для усиления ЧМ сигналов ПЧ требуют введения в них до пяти каскадов При применении широкополосных УПЧ следует учитывать возможность проникновения на их вход напряжения гетеродина которое может привести к снижению усиления вследствие срабатывания цепи АРУ или даже вызвать релаксационные колебания в УПЧ Поэтому необходимо тщательно экранировать входные цепи широкополосных УПЧ от цепей гетеродина
Являясь широкополосными такие УПЧ одновременно усиливают и широкий спектр шумов транзисторов первого каскада поэтому перед детекторным каскадом целесообразно включить фильтр уменьшающий шумовую полосу пропускания
Кроме комбинаций различных схем включения транзисторов одного типа проводимости можно сочетать транзисторы с разным типом проводимости что приводит также к новым качественным характеристикам каскадов УПЧ
Расчет УПЧТак как приемник узлы которого необходимо рассчитать ndash
радиовещательный то в УПЧ в таких приемниках обычно используют фильтры сосредоточенной селекции которые состоят из нескольких резонансных контуров количество которых зависит от предъявляемых к УПЧ требований
Исходные данные для расчета ФСС- промежуточная частота fпч = 5 МГц-полоса пропускания Ппч=08 МГц-относительная растройка = Ппч=12 МГц поскольку приемник не
перестраиваемый -ослабление сигнала на границе полосы пропускания преселектора =
=28 дБ 3дБ-ослабление соседнего канала требуемого от ФСС =30 дБ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
16Курсовой проэкт
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
17Курсовой проэкт
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности
Для расчета ФСС можно использовать семейство обобщенных резонансных
кривых показанных на рис 9
По оси абсцисс отложена относительная расстройка соответ-
ствующая абсолютной расстройке mdash ослабление создаваемое одним
звеном Кривые построены для различных значений параметра
где d mdash собственное затухание контуров ФСС Значение d выбирают равным
00025hellip0005 зададимся d = 0005
Определим величину
Возьмем число звеньев ФСС=3
Определим ослабление на границе создаваемое одним звеном
По графику на рис6 определим параметр
Рис 6
из графика он равен 097 определим разность частоты среза
МГц
Вычислим значение относительной расстройки при
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
19Курсовой проэкт
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Определим параметр
По графику на рисунке 7 найдем ослабление соседнего канала
обеспечивающее одним звеном
Рис 7
(дБ)
Определим общее расчётное ослабление фильтра на частоте соседнего
канала
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
20Курсовой проэкт
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
(дБ)
где =36 дБ ndash ухудшение избирательности фильтра из-за
рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой Пусть =3 дБ
Так как равно ослаблению по соседнему канала то можно считать что
фильтр содержит оптимальное количество звеньев и обладает необходимой
избирательностью
Зададим величину характеристического сопротивления фильтра w0 = 1hellip50 кОмОбычно величину w0 выбирают из условия
w0 ( кОм) middot fпч ( МГц) le 100
Из этого условия
w0 ( кОм) le 100 fпч ( МГц)w0 le 100 5 = 20 кОм
Выбираем w0 = 20 ( кОм )
По условию задания связь транзисторного каскада с ФСС емкосная
Рассчитаю коэффиценты трансформации первого и последнего контуров ФСС
Поскольку w0 middot g22э=2gt1 и w0 middot gн=100gt1 то шунтирующие резисторы на входе и выходе ФСС не нужны
Так как количество звеньев фильтра по предыдущим расчетам n=3 то схема фильтра будет иметь вид
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
21Курсовой проэкт
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Рис 9
Произведем расчет элементов фильтра
С1 = ( пФ )
С2 = (пФ )
С3 = 05 С2 ndash m1 sup2 С22Из справочных данных на транзистор КТ368A опредилим в22э =05 мСм
(30 МГц) тогда С22= ( пФ )
С3 = 05 middot 161 middot 10 -12 ndash 05 middot 27 middot 10 -12 = 67 ( пФ ) С4 = 05 С2 ndash m2 sup2 Сн C4 = 05 middot27 ndash 001 middot 13 = 523( пФ )
Тогда емкость С4 составляет C4=(C4C5)(C4+C5) = (630)(6+30) = 72 пФ что приемливо учитывая погрешность номинала конденсаторов
L2 = W0 middot ∆fср 4 π middot fпч sup2 L2 = 20 middot10 3 middot 8247 middot 10 5 4 middot 314 middot 25middot 10 12 = 05 ( мкГн ) L1 = 2 L2 L1 = 2 middot 05 middot 10 -6 = 1 ( мкГн ) Из рисунка 10 найду коэффициент передачи фильтра при η = n = 3
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Рис 10
Кпф = 095Коэффициент усиления каскада равен Коф = 05 m1 m2 Y21 W0 Кпф (мСм) Коф = 05 middot 0707 middot 01 middot 114middot10 -3 middot 20 middot10 3 middot 095 = 77 Коефициэнта усиления 77 для УПЧ явно недостаточно потому надо
добавить несколько одноконтурных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада УПЧРассчитаю критическое эквивалентное затухание контура
параметр a опредмляют с неравенства
b обычно выбирают в пределах 01hellip03 выберем 02
(для УПЧ содноконтурним каскадом)Подставив значения получим 125d = 0005 ndash собственное затухание катушки
это значение намного больше
Для начала m1=1
Опредилим коэффициент включения
Еквивалентная емкость контура
пФ
Индуктивность контура
Поскольку индуктивность контура намного меньше Lmin=75 мкГ (Из табл 3) тогда опредилим максимально допустимую еквивалентную емкость контура
Табл 3f0 МГц 01-05 05-10 1-5 5-10 10-20 20-40 40-100
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
22Курсовой проэктИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
23Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Lmin
мкГ
1000-400 400-250 250-20 20-10 10-5 5-08 08-005
пФ
Находим коэффициент
Вычисляем уточненные коэффициенты включенияm1= m1χ=07070406=029 m2= m2χ=0406012=0049Опредилим емкость контура
пФСвязь с контуром ndash автотрансформаторнаяКоэффициент усиления каскада равен Ко = m1 m2 Y21
2πfПСэdэ=007070120114628510^66310^(-12)004=2023Исходя их общего коэффициента усиления приемника
=5512(раз) =182
Умножив коэффициенты усиления всех каскадов кроме получили 1247 раза
Необходимо еще 55121247=2155 Этот коэффициент усиления получим двумя каскадами одноконтурных УПЧ 20232023 = 4092 (раз)
Общий коэффициент усиления приемника =12474092=51000(раз)Ёмкости разделительных конденсаторов Ср
пФ где
2761 (радс)
Расчет по постоянному току
Активным элементом УПЧ служит биполярный транзистор КТ368А включенный по схеме с ОЭ Нагрузкой контура выступает ФСС
Схема каскада
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Рисунок 11
Зададимся интервалом температур или 303 или 253 или 293 1 Изменение обратного тока коллектора (мкА)11 Тепловое смещение напряжения базы (мВ) =18(мВК)12 Нестабильность коллекторного тока (мА) 13 Сопротивление резистора Rэ
14 Сопротивление делителя R2
15 Сопротивление делителя R1
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
24Курсовой проектИзм Арк докум Подпись Дата
Лист
25Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
16 Сопротивление в цепи питания Rф
17 Ёмкость конденсатора в цепи питания Сф
752(пФ)
18 Ёмкость конденсатора в цепи эмитера Сэ
736(нФ)
19 Индуктивность катушки связи равна L1 ФСС поскольку коэффицент трансформации
Lсв = 145 мкГн
ВыводВ данном курсовом проекте мною была разработана структурная схема а
также схема электрическая принципиальная преселектора и УПЧ радиоприемника УКВ диапазона работающего на частоте 110 МГц Промежуточная частота 15 МГц Активным элементом каскада УВЧ и УПЧ является биполярный транзистор КТ312А включенный по схеме с ОЭ Коэффициент передачи входной цепи 085 избирательность преселектора по зеркальному каналу 50 дБ В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны параметры элементов преселектора УРЧ и УПЧ
Изм Лист докум Подпись
Дата
Лист
27Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
Список использованной литературы
1 Проектирование радиоприемных устройств под редакцией А П Сиверса М Советское радио 1976 г
2 Радиоприемные устройства ВФ Баркан ВК Жданов Москва Сов Радио 1966
3 Проектирование радиоприемных устройств ВД Екимов КМ Павлов издательство laquoСвязьraquo 1970 г
4 Радиоприемные устройства НИ Чистяков ВМ Сидоров М laquoСвязьraquo 1974
Изм Арк докум Подпись Дата
Лист
28Курсовой проект
top related