Расчёт детектора АМ сигнала

4.5. Расчёт детектора АМ сигнала.

Исходными данными для расчёта всех детекторов является:

- значение промежуточной частоты fпч = 465 кгц

- значения нижней и верхней частот модуляции

- допустимые амплитудные искажения на нижних и верхних частотах модуляции Мн=Мв=1,1..1,2

- входное сопротивление (R_{вх узч}) и ёмкость выбранной ИМС УЗЧ (С вх узч = 25 пф)

Определяем сопротивление нагрузки:

Rн = 2*0,3*4,6 = 2,76 кОм

Рисунок 10.

Определим значения R1 и R2 по графику на рисунке 10.

Получаем R2 = 1,4 кОм. примем как = 1,2 кОм

Определяем R1 = Rн – R2 = 2,76 – 1,2 = 1,56 кОм ≈ 1,5 кОм

Общее сопротивление нагрузки переменному току

Rн = R1 + (R2*Rвх н) /(R2 +Rвх н) = 1,5+0,79 = 2,3 кОм

Сопротивление нагрузки постоянному току:

Rн = R1+R2 = 1,5+1,2 = 2,7 кОм

Величина эквивалентной ёмкости шунтирующей нагрузку детектора

Сэ = (2,4*10⁵) / (4*2,7) = 14,8*10³ пф

Величина ёмкости С2, обеспечивающая фильтрацию на промежуточной частоте

С2 = (0,8*10³) / (fпр*R₂) = 1,43*10³ пф

принимаем С₂ = 6800 пф.

На рис.11 представлена электрическая схема возможного построения тракта УПЧ на специализированных ИМС, в которых предусмотрена АРУ УПЧ. К таким микросхемам относятся ИМС серии К157ХА2

Рисунок 11

ИМС содержит три каскада усиления сигналов и УПТ АРУ. Первые два каскада идентичны, построены на дифференциальных парах транзисторов. Между эмиттерами транзисторов встречно включены пары диодов, сопротивление которых изменяется под действием напряжения, поступающего от УПТ АРУ. При изменении регулирующего напряжения изменяется глубина обратной связи, что приводит к изменению коэффициента усиления УПЧ. Эффективность регулирования такова, что при изменении входного напряжения от 1 до 100 мВ выходное напряжение изменяется не более, чем в три раза.

Выходной нерегулируемый каскад имеет несимметричный выход 8, к которому подключается резонансная нагрузка. При подсоединении нагрузки надо следить, чтобы вывод 8 (коллектор транзистора V9) по постоянному току был соединен с корпусом.

Входное сопротивление ИМС практически равно характеристическому сопротивлению выпускаемых промышленностью ПКФ (приблизительно 3 кОм), что позволяет подсоединить ПКФ непосредственно ко входу ИМС без согласующего трансформатора или контура. Для обеспечения нормального режима работы каскада по постоянному и переменному токам выводы 2 и 3 должны быть соединены с корпусом с помощью внешних конденсаторов.

4.6. Усилитель низкой частоты.

Динамическая головка проектируемого приемника выбирается из условия обеспечения номинальной выходной мощности и заданного диапазона воспроизводимых частот. Для УЗЧ следует выбрать ИМС отечественного производства: К174УН7, К174УН8, К174УН9, К174УН15, КФ174УН17 и т.п. или аналогичные схемы производства зарубежных фирм. Выбранная ИМС должна обеспечивать номинальную выходную мощность не ниже указанной в ТЗ при минимально возможном токе покоя. Предпочтительны ИМС, не требующие большого числа дополнительных элементов.

В каскаде УНЧ я взял микросхему ИМС К174УН4Б, которая представляет собой усилитель мощности низкой частоты с номинальной выходной мощностью 1,5 Вт на нагрузке 4 Ом. Как раз такая мощность задана мне для приемника. Микросхема состоит из входного каскада, согласующего каскада, каскада усиления напряжения и выходного каскада.

Входной каскад выполнен по схеме дифференциального усилителя с несимметричным входом. С него сигнал через эмиттерный повторитель на транзисторе поступает на усилитель напряжения и далее на квазикомплементарный выходной каскад, выполненный на составных транзисторах. Начальное смещение на базах транзисторов выходного каскада для работы в режиме АВ задается транзисторами. Входное напряжение, подводимое к микросхеме укладывается в ее характеристики. Так перемножая чувствительность 107 мкВ на усиления каскадов получим, что входное напряжение будет равно U_{вх микр} =0,43 В.

Электрические параметры:

1.    Ток потребления I_пот. Не более 30 мА.

2.    Коэффициент усиления по напряжению 80 – 120.

3.    Коэффициент гармоник при P_вых =1,5 Вт не более 11.

4.    Входное сопротивление R_вх =10 кОм.

5.    Полоса воспроизводимых частот от 30 Гц до 10 кГц.

6.    Выходная мощность P_вых = не менее 1,5 Вт.

Предельные эксплуатационные параметры:

1.          Напряжение питания не более 13,2 В.

2.          Входное напряжение не более 1 В.

3.          Сопротивление нагрузки не менее 3,2 Ом.

Рисунок 13.

На рисунке 13 приведена электрическая схема УНЧ на ИМС К174УН4Б.

Общая электрическая схема собрана в основном на ИМС отечественной разработки.

ПрЧ собран на основе микросхемы К174ПС1;

УПЧ собранно на микросхемах К157ХА2

УНЧ основан на ИМС К174УН4Б.

Все данные микросхемы имеют аналоги и по сей день выпускаются отечественной промышленностью. Питание всей схемы осуществляется от источника постоянного напряжения = 9 ±0,3 В. Для обеспечения питания можно воспользоваться аккумуляторной батареей типа «Крона» или 4 пальчиковыми батареями. Также возможно подключение стационарного источника питания.

Печатная плата, собранная по данной схеме, может иметь размеры способные поместится в карманном приёмнике. Основную часть объёма приёмника займёт динамик и магнитная антенна.

Литература.

 

Кульский А.Л. «КВ-приёмник мирового уровня», изд. «Наука и Техника», 2000 г. http://www.cs.ua/rad/lib/wrx Екимов В.Д. «Расчёт и конструирование транзисторного радиоприёмника», изд. «Связь», 1972г. Баркан В.Ф., Жданов В.К. «Проектирование радиотехничесих устройств», ОБОРОНГИЗ, 1963г. http://www.qrz.ru/shemes/contribute/constr/rw6hrm - радиоприёмник на микросхемах. Кузнецов М.А., Сенина Р.С. «Радиоприёмники АМ, ОМ, ЧМ - методические указания по проектированию» СПбГУТ им. Бонч-Бруевича. http://www.radiostation.ru/index.html - Радиовещательные технологии.