Эквивалентное затухание контура 0. 016

1.  Эквивалентное затухание контура 0. 016

2.  Собственное затухание контура выберем наиболее подходящее для этого диапазона частот - ;

3.  Сопротивление антенны ;

4.  Входная емкость и входное сопротивление УРЧ на основе микросхемы К174ХА15 R_вх=100 ;

Определим максимальную и минимальную емкость двух последовательно включенных варикапа.

,

Величину емкости С₁ находим так

Найдем максимальную емкость схемы

А теперь определим индуктивность контура

Коэффициенты включения определим по формулам

А теперь рассчитаем коэффициент передачи контура

для этого найдем проводимость контура

Эквивалентная проводимость контура

Коэффициент передачи контура

R₁ - выбираем 100 кОм.

Расчет входной цепи закончен.

7. Расчет резонансного УРЧ

Исходными данными для расчета резонансного контура УРЧ будут являться теже параметры что и для расчета входной цепи, только с теми изменениями что вместо сопротивления антены будет использоваться выходное сопротивление УРЧ, а вместо входного сопротивления УРЧ будет использоваться входное сопротивление смесителя микросхемы К174ХА15.

·  R_вых=100 Ом - выходное сопротивление УРЧ;

·  R_вх=750 Ом - входное сопротивление смесителя;

·  С_схмах=35. 1 пФ - максимальная емкость контура;

·  d₀ =0. 016 d_э=0. 004 - собственное и эквивалентное затухание контура;

Рассчитаем коэффициенты включения

Проводимость G_o останется такой же как и во входной цепи, пересчитаем эквивалентную проводимость

коэффициент передачи контура равен

Схема включения ИМСК174ХА15 приведена на рис. 3

Рисунок 3. Схема включения ИМС К174ХА15

8. Расчет ФСС

При анализе данных приведенных в [4], приходим к выводу, что реализация ФСС с нужными параметрами на основе стандартных фильтров основной частотно селекции затруднена тем, что нет фильтров с такой, достаточно широкой, полосой пропускания, кроме того, нет фильтров с затуханием вне полосы пропускания 56дБ, а те фильтры, которые имеют полосу более 200кГц имеют сравнительно малое затухание. Потому приходится строить ФСС на основе многоконтурных фильтров.

Исходными данными для расчета фильтра являются:

·  f_пр=10. 7МГц - промежуточная частота;

·  П_апч=247кГц - полоса пропускания приемника;

·  f_ск=250кГц - расстройка по соседнему каналу;

·  Se_ск=50дБ=316 - селективность по соседнему каналу;

·  M=6дБ=2 - ослабление на границе полосы пропускания;

Для расчета ФСС зададимся значением d_э=0. 0025

Затем определим величину

h^*=2f_прd₀/П_апч=

по графикам для кривой ослабления сигнала на границе полосы пропускания (рис. 4), равного M=0. 8дБ, и расчитанной величины h^* находим коэффициент расширения полосы пропускания,

Рисунок 4. График для определения .

а затем вычисляем разность частот среза.

Находим относительную расстройку по соседнему каналу:

вычислим параметр h

по рисунку. 5 определяем селективность по соседнему каналу одного звена ФСС

Рисунок 5. Обобщенные резонансные кривые ФСС

Se₁=9дБ=2. 8

Так как требуемое обеспечение селективности по соседнему каналу составляет 45дБ, то достаточно 5-ти звеньев ФСС. N=5

Вычислим селективность по соседнему каналу и ослабление сигнала границе полосы пропускания ФСС.

Рисунок 6. Принципиальная схема ФСС.

Выберем характеристическое сопротивление контура из следующих ограничений:

,

где f в МГц, в нашем случае f=10,7МГц.

Принимаем r=3000 Ом.

Определим коэффициенты трансформации первого и последнего контуров ФСС.

R_вых=1кОм - выходное сопротивление смесителя;

С_вых=5пФ - выходная емкость смесителя;

 - входное сопротивление микросхемы К174ХА6;

 - входная емкость микросхемы К174ХА6.

Рассчитаем коэффициенты включения первого и последнего контура.

,

Определим L C - элементы цепи ФСС

Найдем коэффициент передачи ФСС К_фсс по рис. 5

Рисунок 7. График для определения коэффициента передачи ФСС.

К_фсс=0.6=-4дБ

В качестве усилителя ПЧ и детектора была выбрана микросхема К174ХА6.

Проверим сможет ли ограничитель содержащийся в микросхеме К174ХА6 обеспечить изменение уровня выходного сигнала в пределах 5 дБ, при изменении входного сигнала на 65 дБ. Для этого найдем уровень входного сигнала УПЧ.

по графику рис. 7 определяем коэффициент ослабления паразитной амплитудной модуляции К_осам=72дБ, а глубина модуляции должна быть равной Г=D-B=65-5=60дБ, где D-динамический диапазон изменения сигнала на входе, а B - динамический диапазон изменения сигнала на выходе. Так как К_осам>Г значит ограничитель обеспечивает ослабление паразитной амплитудной модуляции с достаточным запасом, автоматическую регулировку уровня сигнала применять нет необходимости.

Рисунок 8. Зависимость коэффициента ослабления паразитной амплитудной модуляции от уровня входного сигнала микросхемы К174ХА6.

Схема включения ИМСК174ХА6 приведена на рис. 7

Рисунок 9. Схема включения ИМС К174ХА6

9. Требования предъявляемые к УНЧ

Усилитель низкой частоты одноканальный с выходным сопротивлением 8 Ом, должен обеспечивать на выходе не менее 10Вт при нагрузке 8 Ом, питание 8-12 В двухполярное. Коэффициент усиления не менее

, где

10. Требования предъявляемые к схеме питания приемного устройства

Блок питания приемного устройства должен работать от сети переменного напряжения 220В частоты 50Гц и обеспечивать на выходе постоянное двухполярное напряжение 9В±5%.

11. Структурная схема спроектированного приемного устройства

Структурная схема приемника с указанием всех параметров составляющих ее звеньев приведена на рис. 9

Рисунок 10. Структурная схема приемника.

Приложения

Приложение 1. ИМС К174ХА15

Микросхема представляет собой многофункциональную схему, предназначенную для УКВ блоков (аппаратов любой категории сложности до высшей). Достижение высоких параметров УКВ приема связано с тем что ИМС содержит симметричный смеситель-перемножитель U1 с глубокой обратной связью, большим входным сопротивлением и значительным усилением, балансный гетеродин G1, буферный каскад A3, предохраняющему гетеродин от входных сигналов, усилитель АРУ A2, повышающий устойчивость блока УКВ к образованию паразитных каналов приема, и высококачественный стабилизатор напряжения A4, обеспечивающий, в частности стабильность частоты гетеродина при колебаниях питающего напряжения. Кроме того, в состав ИМС входит усилитель высокой частоты A1 и фильтр низкой частоты Z1.

В ИМС предусмотрен также каскад на транзисторе VT13 внутренней АРУ дя предотвращения перегрузки при сильных сигнала и стабилизатор напряжения на транзисторе VT1 и диодах VD1. VD5.

Принципиальная схема ИМС К174ХА15

Структурная схема ИМС К174ХА15

Электрические параметры ИМС К174ХА15

Ток потребления I_пот, мА не более . 30

Коэффициент усиления по напряжению К_уU, дБ при U_вх=1мВ f=69МГц, не менее . 22

Коэффициент шума К_ш, дБ не более . 10

Предельные эксплуатационные параметры ИМС К174ХА15

Напряжение питания U_{и. п}, В:

минимальное. 8. 1

максимальное. 15. 6

Ток на выводе 7 I₇, мА не более5

Частота входного сигнала f_вх, МГц не более . 108

Сопротивление нагрузки R_н, Ом не менее50

Приложение 2. ИМС К174ХА6

Микросхема представляет собой многофункциональную схему, предназначенную для усиления ограничения и детектирования ЧМ сигналов промежуточной частоты3, бесшумной настройки приемников на принимаемую станцию, формирования управляющих напряжений для индикатора напряженности поля в антенне и АПЧ. Выпускается в корпусе типа 238. 18-3. (DIP - 18).

Назначение выводов: 1 - корпус; 2 - отключение АПЧ; 3 - фильтр; 4,6 - фильтры НЧ; 5 - выход АПЧ; 7 - выход НЧ; 8,11 - выходы ПЧ; 9,10 - фазосдвигающий контур; 12 - питание (+U_ип); 13 - вход БШН; 14-выход на индикатор; 15 - выход БШН, 16,17 - блокировка, 18 - вход ПЧ.

Электрические параметры ИМС К174ХА6 при 25±10°С и U_ип =12 В

Ток потребления I_пот, мА, не более ____________________________16

Входное напряжение ограничения U_{вх. огр} мкВ, при fвх=10,7МГц не более________60

Выходное напряжение низкой частоты

U_выхНЧ мВ при U_вх =10мВ f _вх=10,7 МГц, Δf=±50 кГц, f_мод=1кГц. не менее________160

Коэффициент ослабления амплитудной модуляции

K_АМ дБ, при U_вх=10 мВ, f_ВХ=Ю,7мГц, Δf=±50 кГц, f_мод =1 кГц, m=30 % не менее___46

Коэффициент гармоник К_Г, %, при

U_вх=10 мВ. f_ВХ=10. 7 мГц, Δf=±50 кГц. f_мод=1 кГц. не более ________1

Входная емкость С_вх, пФ,не более _____________________________25

Входное сопротивление R_вх, кОм, не менее ______________________10

Предельные эксплуатационные параметры ИМС К174ХА6

Напряжение питания U_ип, В: минимальное ______________________4.5

максимальное______________________________________________18

Ток потребления I_пот, мА. при U_ип=18 В, не более ________________21

Максимальный ток, мА: через вывод 14 I_{14max ________________________________}3

через вывод 15 I_{15max1________________________________________________}1

Амплитудно-частотная Зависимость напряжения характеристика ИМС К174ХА6. на выводах 14,16 ИМС К174ХА6.

Рис.П. 2. 3 Структурная схема ИМС К174ХА6

Принятые обозначения на структурной схеме:

Усилитель-ограничитель А1,Детектор уровня А2,Частотный детектор UZ1,Стабилизатор напряжения A3,Усилитель А4,Триггер А5,КлючиSI,S2.