Радиовещательный приемник коротковолнового диапазона Кафедра У и СРС

УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра У и СРС
Курсовая работа
Радиовещательный приемник коротковолнового
диапазона
Ташкент 2011
Содержание
1. Введение ……………………………………………………………………………………………...3
2. Предварительный расчет приемника …………………………………………………4
2.1. Расчет необходимой полосы пропускания линейного тракта ………...4
2.2. Расчет допустимого коэффициента шума приемника ……………...………5
2.3. Выбор средств обеспечения избирательности приемника ……….……10
2.4. Выбор средств обеспечения усиления линейного тракта ………...…..11
3. Основной расчет приемника ……………………………….……………………………..12
3.1. Входная цепь приемника ..……………………………………..…………………………12
3.2. Расчет усилителя радиочастоты ………………………………………….…..……....14
3.3. Расчет преобразователя частоты …………..………………………………………..19
3.4. Расчет усилителя промежуточной частоты ………………………………………23
4. Список использованной литературы ..…………………………….………………...28
2
1.Введение
Радиоприёмное
радиоприёмника
и
устройство
состоит
из
оконечного
устройства,
приёмной
антенны,
предназначенного
для
воспроизведения сигналов [1].
Для устранения недостатков приемников прямого усиления была
предложена схема приемника с преобразованием частоты. При этом
основное усиление сигнала осуществляется на промежуточной частоте.
Усилитель промежуточной частоты обеспечивает высокую избирательность
по соседнему каналу. Перестройка по диапазону осуществляется за счет
простых систем перестройки частоты гетеродина и частоты настройки
входной цепи. В этом случае частотно-избирательные цепи, включенные до
преобразователя частоты, осуществляют избирательность по зеркальному
каналу
Все супергетеродинные приёмники состоят из трёх основных частей:
линейного тракта, демодулятора и устройств регулировок (управления).
Линейный тракт одинаков для приёмников различных типов. Он состоит из
входной цепи (ВЦ), усилителя радиочастоты (УРЧ), смесителя (С) и
гетеродина (Г) преобразователя частоты, а также усилителя промежуточной
частоты (УПЧ).
Достоинства:
 улучшается избирательность по соседнему каналу;
 упрощается перестройка частоты приемника;
 при перестройке не изменяются основные характеристики приемника;
Недостатком
супергетеродинных
побочных каналов приема.
3
приемников
является
наличие
2.Предварительный расчет.
2.1Расчет полосы пропускания приемника
Полоса пропускания приемника П складывается из ширины спектра
сигнала Пс и нестабильностей в тракте и неточности настроек Пн:
П=Пс+Пн
.
Ширина спектра сигнала определяется верхней частотой спектра
сигнала:
ПC  FВ  4.5кГц
Нестабильность учитывается следующим образом:
Пн  2 
где
г
с
f с 2  f г 2  f нач 2  (f НС ) ,
2
- нестабильность частоты сигнала,
- нестабильность частоты гетеродина приемника,
нач
нс
- начальная неточность настройки гетеродина,
- неточность настройки сигнала
Для наших расчетов выбираем значение промежуточной частоты fп =
465кГц
Пусть
f Г  f C  f П  (12.85  0.465)  10 6 Гц  12.385  10 6 Гц ,
тогда для транзисторного гетеродина с кварцевой стабилизацией
f Г  f Г  10 5  12.385  10 6  10 5  124 Гц .
начальная неточность настройки гетеродина
f НАЧ  f Г  10 4  12.385  10 6  10 4  1.24кГц
4
нестабильность частоты сигнала равна
f C  12.85  10 6  10 5  129 Гц
неточность настройки сигнала равна
f CН  66.45  10 6  10 4  1.29кГц
ПН  2 
f с 2  f г 2  f нач 2  ( f cн ) 2
 2  (124) 2  (129) 2  (1240) 2  (1290) 2 
 3.6кГц
Тогда полоса пропускания ПРМУ составит:
П  4.3 103  3.6 1 103  7.9кГц
2.2 Расчёт допустимого коэффициента шума приёмника.
Если реальная чувствительность задана в виде мощности сигнала РА,
отдаваемой антенной согласованному с ней приёмнику, при которой
отношение сигнал/помеха больше или равно
 ВЫХ , то допустимый
коэффициент шума ПРМУ равен:
N ДОП 

2
ВХ
PА
Т
 А  1 (1.5)
kT0 П Ш Т 0
U min (1.5  10 6 ) 2
PА 

 45  10 15
RA
50
где ТА - шумовая температура антенны, которая характеризует
интенсивность воздействующих на антенну внешних шумов. Найдем
шумовую температуру антенны по графику представленному на [1 рис. 1.4]
Т А  400 К.
5
П Ш  1.1  П  1.1  7.9  10 3  8.7кГц - шумовая полоса линейного тракта.
k  1.38 10 23
Дж
- постоянная Больцмана
К
T0  290 К - температура приёмника (Н.У.)
Тогда допустимый коэффициент шума равен:
N ДОП 
PА
ТА
45  10 15
580


1


1  8
2
2
 23
3
 ВХ kT0 П Ш Т 0
12  1.38  10  290  8.7  10 290
Такой приемник осуществим.
Проведем расчет реального коэффициента шума приемника N 0 (без
УРЧ) с целью выяснить необходимо - ли применение УРЧ.

N ПЧ  1 N УПЧ  1 

 N ВЦ 

K
K
K
Р
.
ВЦ
Р
.
ВЦ
Р
.
ПЧ
 , где
N0  
LФ
N ВЦ , N ПЧ , N УПЧ - коэффициенты шума входной цепи, ПЧ, УПЧ
соответственно;
К Р.ВЦ , К Р.ПЧ - коэффициенты передачи по мощности входной цепи, ПЧ
соответственно;
LФ - коэффициент передачи по мощности антенного фидера:
L Ф  10
Ф - погонное затухание,
lФ - длина фидера.
6
0.1Ф lф
Для кабеля РК-50-9-12 на частоте 100 МГц погонное затухание не
превышает Ф  0.05
дБ
.
м
Возьмем длину фидера l Ф  2 м.
0.1 l
L Ф  10 Ф ф  10 0.10.052  0.98
В качестве входной цепи используется контур с фиксированной
частотой настройки с индуктивной связью с антенной. Данная связь
обеспечит большой коэффициент передачи по напряжению и высокую
избирательность. Примем коэффициент передачи входной цепи равным:
К Р. ВЦ  0.6
Коэффициент шума ВЦ:
N ВЦ 
1
К Р.ВЦ

1
 1.66
0.6
Если в качестве преобразователя использовать каскад на полевом
транзисторе 2П306А с общим истоком:
К Р.ПЧ  0.07 
Y21И
, N ПЧ  4  N MIN .T ,где Y21И  2 мСм, Y12И  7 мкСм,
Y12И
N MIN.T.дБ  3 дБ - минимальный коэффициент шума для малошумящего
полевого транзистора 2П306А.
N T.MIN  10
0.1 N T . MIN. дБ
 10 0.13дБ  2
Тогда N ПЧ  4  N MIN .T  8
К Р.ПЧ
Y21И
2  10 3
 0.07 
 0.07
 20
Y12И
7  10 6
Возьмем К Р. ПЧ  10 , N ПЧ  8
7
В качестве первого каскада УПЧ используем каскад на транзисторе
КТ368Б в схеме с ОЭ. Коэффициент шума первого каскада УПЧ равен:
Y
К Р.УПЧ  0.07  21Э , N УПЧ  2  N MIN .T ,где Y21Э  50 мСм, Y12Э  50 мкСм,
Y12Э
N MIN.T.дБ  3 дБ - минимальный коэффициент шума для транзистора КТ368А.
N УПЧ  2 N T .MIN
N УПЧ  2 N T .MIN  4
Тогда реальный коэффициент шума будет равен:
N ВЦ 
N0 
NУПЧ  1
N ПЧ  1

K Р.ВЦ
K Р.ВЦ K Р. ПЧ
LФ

1.66 
8 1 4 1

0.6 0.6  10  14.1
0.98
N ДОП  8
N0  N ДОП
Таким образом, необходимо использование УРЧ в схеме приемника.
Теперь проведем расчет реального коэффициента шума ПРМУ с
использованием УРЧ .

N УРЧ 1 N ПЧ  1
N УПЧ  1


 N ВЦ 
K ВЦ
K ВЦ K УРЧ K ВЦ K УРЧ К ПЧ

N0  
LФ



Если в качестве УРЧ использовать каскад на малошумящем полевом
транзисторе 2П302А в схеме с общим истоком:
К Р.УРЧ  0.07 
Y21И
, N УРЧ  2  N MIN .T ,где Y21И  10 мСм, Y12 И  8 мкСм,
Y12И
8
N MIN.T.дБ  1дБ - минимальный коэффициент шума для малошумящего
полевого транзистора 2П302А.
N T.MIN  10
0.1 N T . MIN. дБ
 10 0.11дБ  1.26
Тогда N УРЧ  2  N MIN .T  2.52
К Р.УРЧ
Y21И
10  10 3
 0.07 
 0.07
 43
Y12И
8  10 6
Тогда реальный коэффициент шума будет равен:
N ВЦ 
N0 
N УРЧ  1
N УПЧ  1
N ПЧ  1


K Р. ВЦ
K Р. ВЦ  K Р.УРЧ K Р. ВЦ  K Р.УРЧ  K Р. ПЧ
LФ

1.66 

2.5  1
8 1
4 1


0.6
0.6  20 0.6  10  20  4.77
0.98
N ДОП  8
N 0  N ДОП
2.3 Выбор средств обеспечения избирательности приёмника.
Полоса пропускания преселектора равна
обеспечивает
избирательность
только
П  8.7кГц .
по
Преселектор
зеркальному
каналу.
Избирательность по соседнему каналу в преселекторе не учитываем и она
будет полностью определяться только УПЧ. Входная цепь и УРЧ
осуществляет
основную
избирательность
по
зеркальному
каналу
образованным гетеродином, их расчет будем производить исходя из заданной
избирательности
S Е.ЗК  34дБ
при
полосе
задерживания
Промежуточную частоту выберем исходя из условия:
9
ПЗ  2 f П .
f П  200 П
f ПР  0.25 ЗК f c d ЭР  0.25  13  12.85  10 6  0.011  460кГц
Для 3-го типа преселектора.
Примем f П  465кГц , тогда
 ЗК . Н
 f  f  f П
4 П  C
f
f  2 fП
  C  C
d ЭП

 465  10 3
 4  
6
   12.85  10
 12.85  10 6  465  10 3 


6
3 
 12.85  10  2  465  10   13дБ
0.014
При данных  ЗК промежуточной частоты
f П  465кГц
ослабление
зеркального канала из рис. 1.11 [1] равен
S Е.ЗК  34дБ . Т.е. выбранная промежуточная частота может обеспечить
избирательность по зеркальному каналу.
Так как преселектор не обеспечивает избирательности по соседнему каналу
можно принять, что SCK.ПР  0дБ . Вся избирательность по соседнему каналу
обеспечивается в УПЧ.
Для подавления с.к. SCK  30дБ , можно взять схему УПЧ с
использованием ФСС.
2.4Определение средств обеспечение усиления линейного тракта.
К Р  К ВЦ  К УРЧ  К ПЧ  К УПЧ
K P -коэффициент передачи приемника по мощности
350  10 3
КР 
 7.8  1012
15
45  10
10
К РОПТ  1.1  7.8  10 6  8.6  1012
К РОПТ -оптимальный коэффициент передачи приемника
Кпр  0.6  20  10  120
Кпр - коэффициент передачи
К УПЧОПТ 
преселектора
КР
8.6  1012

 72  10 9
К ПР
120
Примем коэффициент передачи ФСС равный K ФСС  0.5 тогда
КУПЧОПТ - оптимальный коэффициент передачи по мощности УПЧ
К УПЧОПТ 
72  10 9
 141  10 9
0.5
Примем число каскадов УПЧ равное 6.
т.о. коэф. передачи одного каскада УПЧ
К УПЧКАС  log 6 140  10 9  72
3. Основной расчет приемника
3.1 Входная цепь
Входная цепь соединяет антенну с первым каскадом приемника (с
усилителем
радиочастоты).
Для
диапазона
УКВ
радиовещательных
приемников можно использовать неперестраиваемые ВЦ с полосой
пропускания, равной диапазону частот вещания на УКВ.
Полосу пропускания входной цепи примем равной:
П ВЦ  f C .MAX  f C .MIN  13.1  12.6  0.5 МГц
11
Частота настройки контура входного цепи:
f0 
f C .MAX  f C .MIN 13.1  12.6

 12.9 МГц
2
2
Эквивалентное затухание в контуре равно:
dЭ 
П ВЦ
f0

0.5
 0.039
12.9
Вычисляем коэффициенты включения фидера m A и входа УРЧ m ВХ для
согласования при заданном d Э контура входной цепи:
m A  0.5d Э 0 CCX W
mBX  0.5(d Э  2d)0 CCX R BX ,
где W  50 Ом – волновое сопротивление фидера.
d  0.01 - затухание ненагруженного контура входной цепи.
C CX - полная емкость схемы входной цепи.
Примем C CX  30 пФ.
m A  0.5d Э0 CCX W  0.5  0.039  2    12.9  10 6  30  10 12  50  0.04
mBX  0.5(d Э  2d )0 CCX RBX
 0.50.039  2  0.012  12.9  10 6  30  10 12  10 6  0.005
Рассчитаем емкость контура:
CK  CCX  CL  m2BX CM  CBX ,
12
где C L  3 пФ – собственная емкость катушки, C M  5 пФ – монтажная
емкость, C BX  3.5 пФ – входная емкость транзистора 2П302А.
CK  CCX  CL  m2BX CM  CBX   30  3  5  3.5  18.5 пФ
В качестве емкости контура используем подстроечный конденсатор.
Рассчитаем индуктивность контура:
L
CCX
1
1

2
2

12
 4  f 0
30  10  4 2  12.9  10 6


2
 5 мкГн
Для получения заданного затухания необходимо шунтировать контур.
RШ 
2  f 0  L 2  12.9  10 6  5  10 6

 15 кОм
dЭ  d
0.039  0.01
Данное сопротивление и будем считать входным для каскада УРЧ
Определим индуктивность катушки связи с антенной:
LCB. A 
Вычисляем
W
50

 3.9 мкГн
2  f 0 12.9  10 6
минимальный
коэффициент
связи,
при
обеспечивается согласование:


2
k CB . A  2 d  mBX
g BX  0 L 
1


 2 0.01  0.005 2
 2  12.9  10 6  0.19  10 6   0.14
3
2  10


Рассчитаем коэффициент передачи входной цепи:
 2d  RBX
 2  0.01  300

K ВЦ  0.5 1 
 0.5 1 
 2.49

0.039  50

 d Э  W
Схема входной цепи дана на рисунке 2.
13
котором
Рис. 2. Принципиальная схема входной цепи приемника
3.2 Расчет УРЧ
Схема УРЧ приведена на рисунке 3. Рассчитаем параметры этой схемы,
обеспечивающие
термостабилизацию
и
задание
транзистора.
Рис.3. Схема УРЧ1
14
рабочего
режима
Задаем рабочую точку для транзистора 2П302А: U СИ  8.5 В, I C  4 мА,
U ЗИ  1 В.
Диапазон
рабочих
 40,
температур
 60  .
0
Входная
проводимость g 22  1мСм, S  10 мСм, C BX  3.5 пФ, C BЫЫ  3.5 пФ.
Зададимся нестабильностью тока стока: I С  0.1 .
Найдем необходимое сопротивление в цепи истока R И :
RИ 
1  I C
1  0.1

 1000 Ом
S  I C 10  10 3  0.1
Сопротивление резистора в цепи затвора выбирается из условия
R З  2 Мом.
Для
получения
необходимо
заданного
подключить
к
смещения
истоку
на
делитель
затворе
транзистора
напряжения.
Падение
напряжения на R И  1 кОм при токе 4 мА равно 4 В. U ЗИ  1 В, следовательно,
делитель должен обеспечивать напряжение 5 В относительно
общего:
UД  UЗИ  URИ  4  1  5 В.
Примем сопротивление нижнего плеча делителя R Д 2  100 кОм, тогда
сопротивление верхнего плеча R Д1  140 кОм.
Примем падение напряжения на фильтре питания равным 1 В, тогда
сопротивление резистора фильтра питания равно:
RФ 
Е П  U СИ 
IС
15

98
 250 Ом
4  10 3
Рассчитаем емкости блокировочных конденсаторов фильтра и цепи
истока:
СИ 
500
500

 2.4 нФ,
2  f 0  RИ 6.28  12.9  10 6  10 3
CФ 
50
50

 0.96 нФ
2  f 0  RФ 6.28  12.9  10 6  250
Рассчитываем элементы контуров каскада УРЧ. Контур являющейся
нагрузкой первого каскада УРЧ – перестраиваемый с помощью варикапа
КВ111А. Управляющее напряжение равно U УПР  1...10 В.
Данное напряжение поступает с блока управления приемником
(синтезатора). При этом напряжении емкость варикапа изменяется от
C B.MAX  50 пФ до C B.MIN  25 пФ.
Определим индуктивность катушки по формуле:
L
где k ПД
k
4  f
2
2
MAX
2
ПД

1
C MAX  C MIN 
,
f C .MAX
13.1.  10 6
 1.05
 1.05
 1.09
f C .MIN
12.6  10 6
L
1.09  1
 10 50  10
2
4 2  13.12
12
12
 25  10 12
  1.1мкГн
Найдем значение дополнительной емкости в контуре:
C ДОП 
Найдем
C
MAX
k
эквивалентное
  50  1.09  25  107 пФ
1.09  1
 1
2
 k ПД
C MIN
2
ПД
2
2
затухание
пропускания УРЧ равной П  0.5 МГц: d ЭР 
16
П
f MAX
контура.

Примем
0.5  10 6
 0.038
13.1  10 6
полосу
Коэффициент включения стока транзистора в контур равен:
mВЫХ 
d Э  d 
2f MAX Lg 22

0.038  0.01
2  13.1  10 6  1.1  10 6  10 3
 0.55
Влияние входного сопротивления следующего каскада учитывать не
будем, так как оно велико.
Рассчитаем резонансный коэффициент усилителя УРЧ:
K 0  S  m1  m 2 
2f 0 L
, где
d ЭП
2f 0 L
2  13.1  10 6  1.1  10 6
3
K 0  S  m1  m2 
 10  10  1  0.55 
 13
d ЭП
0.038
K УСТ  0.45
Y21
10  10 3
 0.45
 15.9
Y12
8  10 6
Резонансный коэффициент усиления меньше устойчивого.
Произведем расчет конденсатора подстройки:
C П  C ДОП  С M  m12 C ВЫХ  m 22 C ВХ  C L , где
С K - емкость контура,
C ВЫХ  3.5 пФ, C ВХ  3.5 пФ C L  3 пФ – паразитная емкость катушки.
C П  C ДОП  С M  m12 C ВЫХ  m22 C ВХ  C L 
 22  5  3.5  1.69 2  3.5  3  6.5пФ
Определим реальный коэффициент шума УРЧ:
g
N 1
2

 gK 
gC  gK  g11 
,
 RШ
gС
gC
ЗИ
17
где g ЗИ 
0.12   0  C ЗИ 0.12  13.1  10 6  3.5  10 12

 0.55 мСм,
g 21
10  10 3
RШ  20  I C
gC  g C
1
1
 20  0.55  10 3
2
Y21
10  10 3

m 2ВЦ
m
, gK  g K
2
K
1
m 2K

2
 1.1 Ом,
- пересчитанные ко входу транзистора
активные проводимости источника сигнала (входной цепи) и нагрузочного
контура,
gC 
gK 
d ЭП . ВЦ
2  f 0  LВЦ

0.039
 6,6 мСм,
2  13.1  10 6  0.19  10 6
d ЭП .K
0.038

 4.2 мСм,
2  f 0  LK 2  13.1  10 6  1.1  10 6
g C  g C
2
m ВЦ
m K2
 1.6 
12
1
1
 5.3 мСм, g K  g K 2  4
 13.2 мСм
2
0.3
0.55
mK
N  1
0.55 10
 1
3
g ЗИ
g   g K  g11 2
 g K 
 RШ C

g С
g C


 13.2  10 3
5.3  10 3  13.2  10 3  10 6

1
.
3
5.3  10 3
5.3  10 3
Второй каскад УРЧ полностью аналогичен первому.
18

2
 1 .7
3.3 Расчет преобразователя частоты (ПЧ)
Для преобразователя частоты используем двухзатворный полевой
транзистор 2П306А.
Задаем рабочие точки для транзистора 2П306А: U СИ  8 В, I C  4 мА,
U З1И  1 В (сигнальный вход),
Диапазон
рабочих
U З 2 И  0.5 В (вход частоты гетеродина).
температур
 40,
 60  .
0
Входная
проводимость
g 22  0.1мСм, S  5 мСм, C BX  4 пФ, C ВЫХ  4 пФ.
Зададимся нестабильностью тока стока:
I С  0.1
Найдем необходимое сопротивление в цепи истока R И :
RИ 
1  I C
1  0.1

 1000 Ом
S  I C 10  10 3  0.1
Для получения заданного смещения на первом затворе транзистора
необходимо
подключить
к
истоку
делитель
напряжения.
Падение
напряжения на R И  1 кОм при токе 4 мА равно 4 В. U ЗИ  1 В, следовательно,
делитель должен обеспечивать напряжение 5 В относительно
общего:
UД  UЗИ  URИ  4  1  5 В.
Примем сопротивление нижнего плеча делителя R Д 2  100 кОм, тогда
сопротивление верхнего плеча R Д1  140 кОм.
Для получения заданного смещения на втором затворе транзистора
необходимо
подключить
напряжения на
к
истоку
делитель
напряжения.
Падение
R И  1 кОм при токе 4 мА равно 4 В. U ЗИ  0.5 В,
19
следовательно,
делитель
должен
обеспечивать
напряжение
4.5
В
относительно общего: U Д  U ЗИ  U RИ  4  0.5  4.5 В.
Примем сопротивление нижнего плеча делителя R Д 2  100 кОм, тогда
сопротивление верхнего плеча R Д1  166 кОм.
Примем падение напряжения на фильтре питания равным 1 В, тогда
сопротивление резистора фильтра питания равно:
RФ 
Е П  U СИ 
IС

98
 250 Ом
4  10 3
Рассчитаем емкости блокировочных конденсаторов фильтра и цепи
истока:
СИ 
500
500

 2.4 нФ,
2  f 0  RИ 6.28  12.9  10 6  10 3
CФ 
50
50

 0.96 нФ
2  f 0  RФ 6.28  12.9  10 6  250
Рассчитываем выходной контур ПЧ, настроенный на промежуточную
частоту f П  0.465 МГц. Для этого выбираем коэффициент подключения
контура к транзистору:
m 1  0 .2
Индуктивность контура берем равной:
L  5 мкГн
Рассчитываем эквивалентную емкость контура
20
CЭ 
1
2f П 
2
L

1
6.28  0.465 10 
6 2
 5  10 6
 0,02 мкФ
Полоса пропускания ПЧ равна П  4.5 кГц. Тогда эквивалентное
затухание контура
d ЭР 
П
4.5  10 3

 0.0096
f 0 0.465  10 6
П

  d  2f 0 L  m12  g ВЫХ
f

m2   0

g ВХ 2
 4.5  10 3


 0.006  2  0.465  10 6  5  10 6  0.2 2  0.1  10 3
6
0.465  10

 
 0.14
10 3
Рассчитаем резонансный коэффициент усиления ПЧ
K0 
0.5Sm1 m2 2f 0 L 0.5  5  10 3  0.2  0.14  2  0.465  10 6  5  10 6

 0.1
d ЭР
0.0096
Коэффициент усиления каскада мал, следовательно, необходимо
увеличить затухание в контуре тем самым, расширив полосу пропускания
каскада. Будем учитывать избирательность только в следующих каскадах.
Полоса
пропускания
ПЧ
примем
равной
П  20
кГц.
эквивалентное затухание контура
d ЭР 
П
20  10 3

 0.04
f 0 0.465  10 6
П

  d  2f 0 L  m12  g ВЫХ
f

m2   0

g ВХ 2
 20  10 3


 0.01 2  0.465  10 6  5  10 6  0.2 2  0.1  10 3
6
0.465  10

 
 1.43
10 3
21
Тогда
Рассчитаем резонансный коэффициент усиления ПЧ
K0 
0.5Sm1 m2 2f 0 L 0.5  5  10 3  0.2  1.43  2  0.465  10 6  5  10 6

 1.1
d ЭР
0.0096
Устойчивый коэффициент усиления каскада УРЧ равен
K УСТ
Т.к.
Y21
5  10 3
 0.45
 0.45
 12
Y12
7  10 6
K 0  K УСТ , то переходим к расчету емкости подстроечного
конденсатора C П с помощью формулы
CП  CЭ  m12 CВЫХ  m22 CВХ 2  СL ,
C М  5 пФ – емкость монтажа,
C L  3...5 пФ – паразитная емкость катушки.
CП  44  10 12  0.22  4  10 12  0.332  5  10 12  3  10 12  40 пФ
Далее рассчитаем эквивалентное затухание каскада
d Э min  d  2f 0 Lm12 g ВЫХ  m 22 g ВХ 2  
 0.01  2  10.7  10 6  5  10 6 0.2 2  0.1  10 3  0.332  10 3   0.047
Определим коэффициент шума каскада. Коэффициент шума ПЧ
выполненного на транзисторе 2П306А равен:
N ПЧ  4 N T.MIN  4  2.5  10
22
Рис.4 Схема преобразователя частоты.
3.4 Расчет УПЧ
УПЧ будем строить по схеме с фильтром сосредоточенной селекции
(ФСС). В качестве активного элемента применяем транзистор КТ368Б.
S  50 мСм, Y12Э  50 мкСм, g11  10 3 мСм, g 22  10 4 мСм
Определяем величину * :
2 f П d 2  0,465  10 6 0.0025...0.005 2  0.465  10 6  0.003
 


 0.62
П
4,5  10 3
4.5  103
*
Задаемся числом звеньев ФСС n  4 . Определяем ослабление на
границе полосы П, создаваемое одним звеном:
Se П1 
Se П 3
  0.75 дБ
n
4
23
По графикам 6.4 определяем   0.8 . Определяем разность частот
среза:
f СР
4.5  10 3


 5,625  10 3 Гц

0.8
П
y1  2
f СК
14,5
2
 2,57
f СР
5,625
Найдем значение параметра     *  0.8  0.62  0.5 .
Находим по графикам ослабление соседнего канала одним звеном:
SeCK 1  12 дБ
Общее расчетное ослабление фильтра на частоте соседнего канала
равно:
Se CK  n  Se CK1  Se , где
Se  5 дБ – ухудшение избирательности из-за рассогласования
фильтра с источником сигнала и нагрузкой.
SeCK  n  SeCK 1  Se  4  12  5  43 дБ
ФСС обеспечивает избирательность по соседнему каналу лучшую, чем
требуется.
Зададимся величиной W0  5 кОм.
Вычислим коэффициенты трансформации соответственно для первого
и последнего каскадов:
m1 
1
1

 1.4 ,
W0 g 22
5  10 3  10 4
24
1
1

 0.4
W0 g11
5  10 3  10 3
m2 
Подключим шунтирующий резистор:
RШ 
W0
5  103

 10 кОм
1  W0g 22 1  0.5
Рассчитаем элементы, образующие звенья фильтра:
C1 
C2 
1
1

 0,06 нФ,
3
2  W0  f  2  5  10  0,465  10 6
1
1
 2C1 
 2  10  10 12  11 нФ
3
3
  W0  f CP
  5  10  5,625  10
C3  0.5  C 2  m12  C 22  0.5  2800  10 12  12  15  10 12  1.4 нФ
C4  0.5  C2  m22  C11  0.5  2800  10 12  0.45 2  20  10 12  1.4 нФ
L2 
W0 f CP 5  10 3  5,625  10 3

 10 мкГн
4f 2
4  0,465 2  1012

 

L1  2L2  2 10  10 мкГн
Рассчитаем
индуктивность
связи
ФСС
с
коллекторной
цепью
транзистора:
LCB
m
 L1  1
 k CB
2

1 
  1  
  1.4 мкГн
 0.7 

2
Определим коэффициент передачи K   по графику 6.6 [1]:
K   0.5
Рассчитаем коэффициент усиления каскада, нагруженного на ФСС:
K 0Ф  0.5  m1  m2  S  W0  K   0.5  1  0.4  50  10 3  5  103  0.5  25
25
K УСТ  0.45
Y21
50
 0.45
 14
Y12
0.05
Коэффициент усиления первого каскада УПЧ больше устойчивого.
Снизим коэффициент усиления введением ООС с фактором :
F
K0
25

 1.8
K YCT 14
Данный фактор ОС обеспечит незашунтированное сопротивление в
цепи эмиттера транзистора:
R ДОП 
F  1 1.8  1

 16 Ом
S
50  10 3
Принципиальная схема УПЧ с ФСС представлена на рисунке 5.
Рис. 5. Схема УПЧ с ФСС
26
Рассчитаем элементы, обеспечивающие режим работы транзисторов.
Определяем изменение обратного тока коллектора
I KБ0  I KБ0  20.1T
MAX T0

 0.5  10 6  20.1333293  8 мкА
Находим тепловое смещение напряжения базы
U ЭБ   Т MAX  TMIN  ,
где   1.8 мВ/К,
UЭБ  Т MAX  TMIN   1.8  10 3 333  293  72 мВ
Вычисляем необходимую нестабильность коллекторного тока
I K Т MAX  TMIN  1  10 3 333  233 
I K 

 0.34 мА
T0
293
Вычисляем сопротивление резисторов


10...20 I KБ 0  
10  8  10 6 
 U ЭБ 
  0.072 

g11
1  10 3 



RЭ 

 450 Ом
I K
0.34  10 3
RФ 
Е П  U КЭ 
IK
R Д 1  10...20
R Д 2  10...20
 RЭ 
98
 450  550 Ом
1  10 3
Eп
9
 10  3
 16300 кОм
g11 RЭ I K
10  550  1  10 3
Eп
9
 10  3
 10,6 кОм
g11 E П  RЭ I K 
10  9  550  1  10 3


Рассчитаем емкости конденсаторов
Cб  СЭ 
500
500

 0,38 мкФ
2  f 0  RЭ 6.28  0,465  10 6  450
27
CФ 
50
50

 31 нФ
2  f 0  RФ 6.28  0,465  10 6  550
4.Список использованной литературы
1. Радиоприёмные устройства. Учебник для вузов/ Н.Н.Фомин,
Н.Н.Буга, О.В.Головин и др.; Под ред.Н.Н. Фомина. – М.: Горячая линия –
Телеком, 2007. – 520 с.: ил.
2. Головин О.В. Радиоприемные устройства. – М.: Горячая линия –
Телеком, 2004. – 384 с.: ил.
3. Онищук А.Г., Забеньков И.И., Амелин А.М. Радиоприёмные
устройства. Уч. пособие. Минск, ООО «Новые знания», 2005. – 240 с.
28
Задание на выполнение курсовой работы.
Расчет радиовещательного приемника КВ диапазона.
Пояснительная записка; предварительный расчет; электрический расчет ВЦ,
УРЧ, преобразователя частоты, УПЧ; список литературы.
Графический материал: Схема электрическая принципиальная (А1), печатная
плата приемника (А2).
Исходные данные:
диапазон частот=12.6-13.1 МГц,
частотная характеристика=0.2-4.5 КГц,
Umin=1.5мкв,
∆fск=14КГц,
γ=12,
Slзк=34дБ, Slск=30дБ,
Uпит=9В, Рвых=350мВт.
29