Выбор параметров избирательной системы тракта ВЧ

2.3 Выбор параметров избирательной системы тракта ВЧ

Избирательные системы тракта высокой частоты (ТВЧ) представляют собой резонансные системы. Они ставятся во входных цепях и каскадах усилителей ВЧ и обеспечивают избирательность по зеркальному каналу.

Количество резонансных систем берется исходя из требований к избирательности по зеркальному каналу.

Так как моя избирательность Slзер = 25 дБ, а при fпр =

465 кГц (для моего диапазона принимаемых частот

150-400 кГц) избирательность одного резонансного контура Slзер = 25-40 дБ, то в тракте ВЧ ориентировочно достаточно одного контура.

Исходными данными для определения параметров избирательной системы тракта ВЧ является заданная избирательность Sезер и полоса пропускания тракта ВЧ (2DFтвч).

Добротность контуров тракта ВЧ (Qэ) необходимо рассчитать так, чтобы одновременно удовлетворить двум условиям: обеспечить избирательность по зеркальному каналу и пропустить полосу частот не уже 2DFтвч.

Таким образом, исходя из условия обеспечения избирательности, рассчитываем добротность Qэи по формуле (2.2)

6444448

Slзер_*_fmax

_?Ö_ fmax+2fпр________

Qэи = ìfmax+2fпр _  fmax__ü

î fmax fmax+2fпр þ , (2.2)

где n - количество ориентировочно выбранных контуров;

Slзер - заданное значение избирательности по зеркальному каналу, дБ;

Smax - максимальная частота диапазона, кГц;

Sпр - промежуточная частота моего диапазона, кГц.

Из моих исходных данных Sезер = 25 дБ = 17,8, fmax = 400 кГц, fпр = 465 кГц, n = 1.

 17,8*0,4__

_ 0,4+(2*0,465)________ 5,35____

 Qэи = ì0,4+(2*0,465) _ ____0,4______ü = 3,325-0,3 = 1,77.

î 0,4 0,4+(2*0,465)þ

Затем рассчитываем добротность Qэп, исходя из условий обеспечения заданной полосы пропускания по формуле (2.3)

====¬¬

fmin Ö1-?Ö(Мк)?

Qэп = 2DFтсч * ?Ö(Мк) , (2.3)

где fmin - минимальная частота принимаемого диапазона, кГц;

2DFтcч - полоса пропускания ТСЧ;

Мк - коэффициент частотных искажений.

В данном случае fmin = 150 кГц, n = 1, Мк выбирается в пределе 0,7 - 0,9, в данном случае Мк выбрано равным 0,8.

2DFтcч рассчитывается по формуле (2.4)

2DFтcч = 2*(DF+Dfсопр+Dfг), (2.4)

где DF - полоса воспроизводимых частот;

Dfсопр - допустимая неточность сопряжения настроек контуров, кГц;

Dfг - возможное отклонение частоты гетеродина, кГц.

Для моего диапазона Dfсопр = 1-5 кГц, выбираем 1 кГц.

DF = Fв - Fн = 4,9 кГц.

-3

Dfг = 1 * 10 * fmin = 0,15 кГц.

Подставляем данные числовые значения и получаем:

2DFтcч = 2*(4,9+1+0,15) = 12,1 кГц.

———  

Qэп = (150/12,1)*((v1-0.8?)0,8) = 12,4*0,75 = 9,3.

Искомая добротность должна удовлетворять условию (2.5)

Qэп > Qэ > Qэи. (2.5)

Лишь в этом случае можно получить резонансную кривую контура, обеспечивающую данную избирательность и полосу пропускания.

9,3 > Qэ > 1,77.

В данном случае Qэ = 2. Эту добротность приравнивают к Qэmax - добротность контуров тракта ВЧ на максимальной частоте.

Qэ должно быть практически осуществимо. Конструктивная добротность контура (Q), из-за шунтирования входным сопротивлением транзистора, уменьшается. Поэтому значение Qэ не должно превышать 0,8*Q, а значение Q для моего приемника не должно превышать 100. Зададимся Q = 2,5.

Рассчитываем Qэmin - добротность на минимальной частоте по формуле (2.6)

Qэmin = 1/dэmin, (2.6)

dэmin = d+(dэmax-d)*(fmin/fmax), (2.7)

dэmax = 1/Qэmax, (2.8)

где Q - конструктивная добротность контуров,

Qэmax - добротность контура на максимальной частоте диапазона.

Исходя из формул и моих данных вычислим Qэmin :

 

dэmax = 1/2 = 0,5.

dэmin = 1/2,5 + (0,5 - (1/2,5))*(0,15/0,4)=0,44.

 

Qэmin = 2,3.

Полученные добротности должны выполняться в условиях неравенств: Qэп > Qэmin; Qэmax > Qэи. Условие неравенств выполняются, следовательно расчет добротностей произведен верно.

Теперь необходимо проверить, возможно ли обеспечить заданную избирательность при полученных значениях Qэmin и Qэmax.

Избирательность по зеркальному каналу на минимальной частоте рассчитывается по формуле (2.9)

ìfmin+2fпр _ fmin__ ü

Slзер(min) = Qэmin * î fmin fmin+2fпр þ *

ì fmin+2fпр ü

* î fmin þ ,  (2.9)

где Qэmin - добротность контуров тракта ВЧ на минимальной частоте.

Из моих исходных данных fmin = 150 кГц, fпр = 465 кГц и из главы 2.3 Qэmin = 2,3, n = 1 можно вывести следующее:

ì0,15 + (2 * 0,465) _ _ 0,15_ _____ü

Slзер(min) = 2,3 * î 0,15 0,15 + (2 * 0,465)þ*

ì0,15 + (2 * 0,465)ü

* î 0,15 þ = 2,3 * (7,2 - 0,14) * 7,2 =

= 116,9 = 40 дБ.

Избирательность по зеркальному каналу на максимальной частоте рассчитывается по формуле (2.10)

ìfmax+2fпр _ fmax__ ü

Slзер(max) = Qэmax * î fmax fmax+2fпр þ *

ì fmin+2fпр ü

* î fmin þ , (2.10)

Из моих исходных данных fmax = 400 кГц, fпр = 465 кГц и из главы 2.3 Qэmax = 2, n = 1 можно вывести следующее:

ì0,4 + (2 * 0,465) _  0,4 ______ü

Slзер(max) = 2 * î 0,4 0,4 + (2 * 0,465)þ *

ì0,4 + (2 * 0,465)ü

* î 0,4 þ = 2 * (3,325 - 0,3) * 3,325 = 26 дБ

Далее рассчитываем избирательность тракта ВЧ по соседнему каналу по формуле (2.11)

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

Slтсч = [Ö1 + ((2Df/fmax) * Qэmax)?]? , (2.11)

где Df - стандартная расстройка, кГц.

Из моих исходных данных fmax = 400 кГц, из главы 2.3

Qэmax = 2, n = 1, Df = 9 кГц можно найти Slтсч:

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ ¾¾¾¾¾¾

 Slтсч = Ö1 + ((2*9/400) * 2)? = Ö1 + 0,0081 = 1 = 0 дБ.

Далее находим вносимые частотные искажения Мтсч на заданной полосе пропускания приемника 2Df:

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

Мтсч = 1 / (Ö1 + ((Qэmin * (2Df/fmin))?) , (2.12)

Из моих исходных данных fmin = 150 кГц, fпр = 465 кГц и из главы 2.3 Qэmin = 2,3, n = 1, Df = 9 кГц можно вывести следующее:

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

Мтсч = [1/ (Ö1 + (2,3 * (2*9/150))?) = 1/1,037 = 1 = 0 дБ.

Рассчитаем избирательность приемника по промежуточной частоте по формуле (2.13)

Slпр = (Qэmin(fпр/fо - fо/fпр))? * fпр/fо, (2.13)

где fо - крайняя частота поддиапазона, наиболее близка к промежуточной fпр;

Qэ - добротность контуров по частоте fо;

n - число однотипных контуров ТСЧ.

Полученное значение Slпр оказалось больше заданного, фильтр-пробка не нужен.