Определение типа и числа избирательных систем настроенных на промежуточную частоту

2.7 определение типа и числа избирательных систем настроенных на промежуточную частоту

Избирательность по соседним каналам в основном реализуется в тракте промежуточной частоты, с помощью сложных избирательных систем. В качестве избирательных систем в ТПЧ будем применять пьезокерамические фильтры (ПКФ) типа ФП1П-049Б (полоса пропускания по уровню 6дБ – (200-280)кГц), обладающие по сравнению с ФСС следующими достоинствами:

-  малая критичность к изменению нагрузочных сопротивлений позволяет подключать их к базе транзисторов непосредственно;

-  постоянство ЧХ;

-  небольшие размеры, вес;

-  технологичность изготовления.

Определим ослабление на краях полосы пропускания σ_пу и избирательность по соседнему каналу σ_cу, которые должен обеспечить ТПЧ:

(2.45)

 (2.46)

где σ_п и σ_с – ослабление и избирательность, заданная для ВЧ тракта приемника;

σ_пmax, σ_cmin – ослабление на краях полосы пропускания и избирательность по соседнему каналу ТПЧ в наихудших точках всех поддиапазонов приемника.

Поскольку фильтр ФП1П-049Б обеспечивает избирательность 26дБ, то для получения требуемой селекции СК будем использовать 3 таких фильтра. Общая избирательность 72 дБ. Недостающие 16 дБ способны дать широкополосные колебательные контура согласующие преобразователь частоты и ПКФ, УПЧ и ПКФ.

Определяем требования по избирательности σ_сш и ослабление на краях полосы пропускания σ_пш для широкополосного контура

 (2.47)

(2.48)

где σ_фп=4дБ – ослабление на краях полосы пропускания ПКФ;

σ_фс=72дБ – избирательность по соседнему каналу обеспечиваемая ПКФ.

Допустимая добротность контуров обеспечивающая заданное ослабление на краях полосы пропускания

 (2.49)

Необходимая добротность

 (2.50)

Возможную эквивалентную добротность определим по формуле (2.30), приняв Q_k=75, Ψ=0.17

Эквивалентную добротность контура принимаем равной Q_эквmax=50 (чтобы выполнялось условие ).

Находим вспомогательные коэффициенты

 (2.52)

 (2.53)

Избирательность по соседнему каналу

(2.54)

Ослабление на краях полосы пропускания

 (2.55)

Ослабление на краях полосы пропускания ВЧ тракта приемника

(2.56)

Избирательность по соседнему каналу

(2.57)

2.8 Выбор числа и типов усилительных каскадов

Определим требования к коэффициенту шума первого усилительного каскада преселектора, остальными мы пренебрегаем виду малого оказываемого ими влияния.

(2.58)

где - входное отношение сигнал помеха, его нужно иметь таким для обеспечения работы частотного детектора в надпороговом режиме и получения выигрыша;

Е – реальная чувствительность заданная в единицах напряженности вТЗ;

К=1.38·10^-23 Дж/град – постоянная Больцмана;

П_ш»1.1·П=225.5кГц – шумовая полоса линейного тракта;

Т₀=293 К – стандартная температура приемника;

R_A»50 Om;

E_П=1мкВ/м – средний уровень помех днем;

Из справочника по графикам для КТ399 находим К_ш@ 0.1(дБ)=1.012.

Требуемое усиление линейного тракта находим как

(2.59)

где U_упч=0.1 В, напряжение на выходе последнего каскада УПЧ;

Е_а=25мкВ/м – заданная по ТЗ чувствительность;

h_д – действующая высота антенны, находится по формуле для несимметричного вибратора

(2.60)

где l=4.68 м – длинна волны сигнала;

l=1 м – длинна телескопической антенны.

Поскольку коэффициент усиления каскада, с точки зрения устойчивой работы, не может быть больше устойчивого коэффициента усиления, то коэффициент усиления каскада примем равным устойчивому коэффициенту усиления на максимальной рабочей частоте.

При использовании транзистора КТ399, он нам подходит по коэффициенту шума, в УРЧ его коэффициент усиления составит

 (2.61)

где S – крутизна ВАХ, мА/В;

f^’_max – максимальная рабочая частота, МГц;

С_к – емкость перехода коллектор-база, пФ.

Коэффициент усиления ПЧ рассчитываем по (2.61).

Для каскада УПЧ коэффициент усиления так же рассчитываем по (2.61).

Общее усиление до детектора

(2.62)

где К_вц=0.5 – коэффициент передачи входной цепи;

n_урч=1, n_упч=3 – количество каскадов в УРЧ и УПЧ соответственно, для начала зададимся приведенными цифрами.

Поскольку К_0min<K_общ, то расчет произведен верно и принимается схема с одним УРЧ и тремя УПЧ.

Коэффициент усиления выбран с запасом по следующим причинам:

1.  Уменьшение коэффициента усиления в результате старения элементов;

2.  В предварительном расчете не учитывались затухания вносимые избирательными системами, стоящими в тракте ПЧ;

3.  Уменьшения напряжения источника питания питания в результате эксплуатации;

4.  Необходимость учесть расстройку контуров.

2.9 Анализ предварительного расчета

На основании предварительного расчета составляем структурную схему рис.2.2. Результаты расчета сведены в таб.3, там же приведены параметры которые должен обеспечить приемник.

 Таб3.

Рис2.2.