Расчет усилителя радиочастоты

3.2 Расчет усилителя радиочастоты

принципиальная схема приведена на рис3.2.

Рис3.2. Принципиальная схема УРЧ

Комбинированная связь позволяет выровнять коэффициент передачи в пределах поддиапазона.

В контуре УРЧ так же применяем встречно-последовательное соединение варикапов. Как и в предыдущем случае С_vmin=200пФ, С_vmax=300пФ.

Находим минимальную емкость контура

 (3.20)

где м1, м2 – коэффициенты включения предыдущего и последующего каскадов в контур соответственно м1=м2=0.23;

С_посл=11пФ – входная емкость преобразователя частоты;

С_пред=2.79пФ – выходная емкость УРЧ;

С₆=5.1пФ – добавочная емкость, служащая для выравнивания величин катушек индукцивности контуров ВЦ и УРЧ;

С_м=8пФ – емкость монтажа.

Индуктивность контура

(3.21)

Находим собственную частоту коллекторной цепи

(3.22)

где n=2 – коэффициент удлинения.

Определяем индуктивность катушки связи

 (3.23)

Значение С₃ выбираем так, чтобы индуктивности L₁, одного порядка с L₂, С₃=1нФ.

Найдем емкость контура необходимую для настройки УРЧ на частоты приведенные в таб 3.2. Так же как и в предыдущем пункте, результаты расчетов сведем в таб 3.3

(3.24)

Величину емкости С₈ найдем как 476.7-214.8=261.9 пФ.

Поскольку конденсатора такой величины нет, то для получения необходимой емкости соединяем параллельно конденсаторы 240 и 20 пФ.

Параметр связи р₀ выбираем из следующих условий:

1)  Обеспечение устойчивой работы каскада;

2)  Увеличение затухания колебательного контура не более чем на 25%;

3)  Смещение настройки контура не более чем на половину полосы пропускания;

4)  Обеспечение требуемого коэффициента усиления.

Согласно первому условию параметр связи:

(3.25)

где G_посл=0.96мСм – входная проводимость преобразователя частоты;

C_пр=1.7пФ – проходная емкость транзистора;

Согласно второму условию

 (3.26)

где G_кэ=43.7мСм – внутренняя проводимость транзистора;

Поскольку коэффициенты включения малы, а необходимое изменение емкости контура, нужное для перестройки по частоте, значительно больше возможного значения входных и выходных емкостей транзисторов, то третье условие можно опустить.

Согласно четвертому условию

(3.27)

где G_пред=57.6мкСм – выходная проводимость УРЧ;

к₀=5.38 – требуемый от УРЧ коэффициент усиления.

Из всех полученных значений выбираем наименьшее, р₀=0.216.

Находим проводимость нагрузки

 (3.28)

Рассчитываем коэффициент взаимоиндукции М и емкость связи С₅, обеспечивающие постоянства коэффициента усиления на крайних частотах поддиапазона.

Вспомогательные коэффициенты

 (3.29)

где G_нmax, G_нmin – проводимость нагрузки в конце и в начале поддиапазона соответсвенно.

 (3.30)

(3.31)

где f – значение частоты, при которой определено значение параметра р.

 (3.32)

Принимаем С₅=300пФ.

Находим коэффициент связи

 (3.33)

Коэффициент усиления по напряжению

 (3.34)

Устойчивый коэффициент усиления транзистора по схеме с ОЭ

 (3.35)

В любой точке поддиапазона, для предотвращения самовозбуждения, коэффициент устойчивого усиления должен быть больше коэффициента усиления, обеспечиваемого УК, проверим выполнение этого условия на верхней частоте диапазона

Условие выполняется следовательно усилитель будет работать устойчиво.

Находим эквивалентную добротность контура

(3.36)

Рассчитываем избирательность усилителя.

Для одноконтурного усилителя величину избирательности можно определить по следующей формуле

 (3.36)

где f₀ – частота принимаемого сигнала;

f – частота помехи, для зеркального канала f=f₀-2·f_пр, для канала прямого прохождения f=f_пр.

Определим избирательность по побочным каналам, обеспечиваемую ВЦ и УРЧ.

 (3.37)

Поскольку рассчитанная избирательность больше чем заданная ТЗ, то расчет произведен верно.

Таб 3.3

Определяем элементы схемы питания и цепей фильтрации.

Сопротивление термокомпенсации R₃

 (3.38)

где R₄=910(Ом) – сопротивление фильтра (этим значением мы задаемся);

U_к=8В – напряжение U_кэ в выбранной рабочей точке.

Принимаем R₃=240(Ом).

Находим величину сопротивления резистора R₁

(3.39)

где V=3 – коэффициент нестабильности схемы;

Принимаем R₁=2.7кОм

Находим величину сопротивления резистора R₂

(3.40)

Принимаем R₂=620(Ом)

Емкость в цепи эмиттера С₂ равна

 (3.41)

Принимаем С₂=820пФ.

Определяем входное сопротивление УРЧ

(3.42)

Разделительную емкость С₁ найдем как

 (3.43)

Принимаем С₁=62пФ.