Определение типа, параметров и числа избирательных

3.8. Определение типа, параметров и числа избирательных

систем, настроенных на промежуточную частоту.

 

Одной из особенностей современных транзисторных приёмников является широкое применение в них пьезокерамических фильтров сосредоточенной селекции (ФСС). Они обеспечивают высокую избирательность по соседнему каналу, имеют небольшие размеры, малый вес и постоянство частоты настройки. Для нормальной работы ФСС необходимо согласовывать с выходом ПЧ и входом УПЧ.

Ослабление на краях полосы пропускания σпу

 σпу = σп – σп мах = 10 - 2 = 8 дБ

где σп – ослабление на краях полосы ВЧ тракта приёмника (= 10 дБ); σп мах – ослабление на краях полосы пропускания тракта радиочастоты (= 2 дБ).

Избирательность по соседнему каналу тракта УПЧ σсу

σсу = σс – σс мin = 80 - 0 = 80 дБ

где σс – избирательность по соседнему каналу (= 80 дБ); σс мin – избирательность по соседнему каналу тракта радиочастоты (= 0 дБ)

Выбираем ФСС электромеханического типа ЭМФП-5-465-9 со следующими параметрами:

f0 = 465 кГц;

П = 8,4 …9,6 кГц;

σфс = 34 дБ;  

σфп = 4 дБ;

σф0 = 7 дБ;

номинальные значения нагрузочных сопротивлений

Rвх = 1 кОм; Rвых = 10 кОм;

номинальные ёмкости на входе и выходе

Свх = 300 пф; С вых = 2200 пф;

Рисунок 4

Для согласования УПЧ с детектором применим широкополосный контур nпр = 1. Параметры контура:

σпш = σпу – σфп = 8 – 4 = 4 дБ

σсш = σсу – σфс = 80 – 34 = 38 дБ

αп = 0,8 – расчётный коэффициент;

Определим ширину расчётной полосы ФСС:

Пр = П / αп = 8 / 0,8 = 10 кГц

Определим необходимую добротность контуров:

Определим величину относительной расстройки для соседнего канала:

а) на краях полосы пропускания

αn = П/Пр = 8/10 = 0,8

б) для соседнего канала

αс = (2*Δfс)/Пр = 20/10 = 2

Определяем величину обобщённого затухания:

σп1 = 1 дБ

σс1 = 12 дБ

Число звеньев ФСС необходимый для обеспечения избирательности по соседнему каналу.

n_и = σфс/σс1 = 34 / 12 = 2,8 = 3

Определяем число звеньев ФСС обеспечивающее заданное ослабление на краях полосы:

n_п = σфп/σп1 = 4 / 1 = 4

n_ф = n_и = 3

Определяем ослабление на краях полосы пропускания УПЧ:

σпш = n_ф* n_п1 = 3*1= 3дБ

Избирательность по соседнему каналу

σс = n_ф* σс1= 3*12= 36дБ

 

3.9. Выбор активного прибора УРЧ и оценка коэффициента передачи УРЧ

 

Каскады УРЧ выполняют, как правило, на дискретных транзисторах. В УРЧ находят применение как биполярные (БТ), так и полевые (ПТ) транзисторы. Биполярные транзисторы обладают большей проводимостью прямой передачи (y₂₁) и работают при небольшом потребляемом токе (1...2 мА).

Полевые транзисторы работают при токе 5...10 мА и имеют небольшие значения y21. Высокое входное сопротивление ПТ позволяет сильнее связывать его с контуром ВхУ, получая при этом большие значения K0 вх.

В результате К0 прес = К0 вх * К0 урч оказывается достаточным для обеспечения нормальной работы преобразователя частоты. Основное преимущество ПТ в существенно лучших параметрах многосигнальной избирательности, определяемых отношением y₂₁^///y₂₁.

Конкретный тип транзистора УРЧ выбирают из следующих соображений:

   1. В пределах диапазона рабочих частот модуль проводимости прямой передачи (y₂₁) должен оставаться приблизительно постоянным.

   2. Коэффициент шума транзистора должен быть по возможности малым.

   3. Коэффициент устойчивого усиления на высшей рабочей частоте (K_{0 УСТ}) и предельный коэффициент усиления (K_{0 ПРЕД}), рассчитанные по выражениям (1) и (2), желательно иметь как можно больше.

(1)

(2)

где y₁₂ = wС₁₂

 

 

Таблица 5

Вычислим коэффициент устойчивого усиления транзистора ГТ310Б, принятого к использованию в УВЧ:

Тогда коэффициент преселектора будет равен К0 прес = К0 вх * К0 урч = 0,8 * 28 = 22

3.10. Выбор активного прибора и оценка коэффициента

передачи преобразователя частоты

Лучшей из отечественных ИМС для построения преобразователя частоты является ИМС К174ПС1 (зарубежные аналоги TCA240 и U5010A). Ее принципиальная схема и параметры приведены ниже (рис.5 и табл.6 и 7.)

ИМС К174ПС1

Схема принципиальная электрическая

Рисунок 5

Параметры ИМС:

напряжение питания	UП = 9 + 0.9 В;
потребляемый ток	I < 2.5 мА;
входная емкость	CВХ = 20 пФ;
проходная емкость	CПРОХ = 0.02 пФ;
минимальный коэффициент шума	KШ МИН < 7дБ;
оптимальная по шумам проводимость генератора	gГ ОПТ = 1 мСм;

Таблица 6

f, МГц		0.1	1.0	10	40	80	100
gВХ, мСм		0.41	0.45	0.70	1.3	1.7	1.9
ПрЧ с несиммет.	y21 ПР, мСм	5
включен.нагрузки	CВЫХ, пФ	6
(рис.6.1)	gВЫХ, мкСм	3.8	4.1	5.8	8.2	10	12
ПрЧ с симметр.	y21 ПР, мСм	10
включен.нагрузки	CВЫХ, пФ	3
(рис.6.2)	gВЫХ, мкСм	1.9	2.0	2.9	4.1	5	6
УПЧ с несиммет.	y21 , мСм	15
включен.нагрузки	CВЫХ, пФ	6
(рис.9.3)	gВЫХ, мкСм	5.1	5.5	7.7	11	13	18

Таблица 7 

Сигнал от входного устройства или УРЧ подают между выводами 7 и 8 ИМС, при этом один из них может быть “заземлен“ по переменному току через блокировочный конденсатор.

Схема допускает построение преобразователя частоты либо с совмещенным гетеродином на транзисторах, входящих в ИМС, либо с внешним гетеродином.

При работе от отдельного гетеродина его напряжение подается между выводами 11 и 13 ИМС (базы нижних транзисторов, которые в этом случае выполняют функции генераторов тока, управляемых напряжением гетеродина). При этом выводы 10 и 12 ИМС (эмиттеры этих транзисторов) соединяют непосредственно, либо через небольшое сопротивление.

При подсоединении к выводам ИМС внешних элементов необходимо следить за тем, чтобы по постоянному току выводы не были соединены с источником постороннего постоянного напряжения, либо с корпусом.

В зависимости от способа подключения согласующего контура (СК) к выходу ИМС реализуется либо балансная, либо кольцевая схема преобразователя частоты. В первом случае СК подключен несимметрично либо к выводу 2, либо к выводу 3 ИМС. Во втором случае СК подключен симметрично между выводами 2 и 3 ИМС.

Несимметричное подключение СК к ИМС позволяет включить в свободный вывод еще один СК, настроенный на f_ПЧ АМ тракта, либо на f_ПЧ ЧМ тракта. В первом случае снимаемое с этого контура напряжение можно подать на отдельный детектор АРУ для УРЧ. Второй вариант позволяет иметь один преобразователь частоты для всех диапазонов приемника.

Параметры ИМС в режиме преобразования частоты приведены в таблице7. При построении преобразователя частоты на ИМС К174ПС1 обычно не возникает проблем с получением нужного коэффициента усиления. На этапе эскизного расчета рекомендуется принять коэффициент передачи преобразователя частоты K_{0 ПР} = 20...30 при работе в диапазонах ДВ, СВ и КВ и K_{0 ПР} = 4...6 при работе в диапазоне УКВ.

Таким образом из вышеописанных обоснований получим следующую структурную схему приёмника:

Рисунок 6

Структурная схема приёмника состоит из:

- антенна внутренняя с ферритовым сердечником;

- входная цепь, в которую входит блок конденсаторов;

- усилитель радиочастоты;

- преобразователь частоты;

- гетеродин;

- фильтр сосредоточенной селекции;

- усилитель промежуточной частоты;

- детектор;

- усилитель звуковой частоты;

4. Выбор и обоснование принципиальной

электрической схемы.

4.1. Расчёт контура входной цепи:

Рисунок 7

- Определяется индуктивность катушки контура

L=2530 / (509.6*10³) ²*22.2*10 ^-9=226 мкгн

 

- Выбираем тип подстроечного конденсатора, исходя из:

Сп ср ≤ Сдоб

 

Сдоб = 7,2 пф → Сп ср = 6 пф

- Определяем ёмкость уравнительного конденсатора

Су = Сдоб – Сп ср = 7,2 – 6 = 1,2 пф

Так как Су < 0,5Сп ср т.е. 1,2 < 3, то уравнительный конденсатор не ставится.