1.2.9 Определение типов и числа контуров тракта промежуточной частоты.
Группа сложности приёмника | АМ тракт | |||
Тип А3 | Селективная система | |||
Преобра- зователь | УПЧ-1 | УПЧ Оконе- чное | ||
высшая | ПТ БПТ | ФСС-3,4 ПКФ | К К | К Р |
ДКС | К К | ДПФ ФСС-3,4 | ДПФ: К К | |
ИС | ПКФ | РИС | РИС: К | |
1 | ПТ; БПТ | ФСС-3,4 К | К ФСС-3,4 | К К |
ДКС | К | ФСС-3,4 | К | |
ИС | ПКФ | РИС | РИС; К | |
2
| БТП | ФСС-3,4 К | К ФСС-3,4 | К К |
ДКС | К | ФСС-3,4 | К | |
ИС | ПКФ ПКФ | К РИС | РИС РИС |
Таблица№7:
Исходя из таблицы №7 для приёмника 2-го класса сложности я выбираю ПЧ на биполярном транзисторе, нагруженным либо на ФСС-3,4; либо на одиночный колебательный контур.
Схему ПЧ выбирают либо с совмещённым, либо с отдельным гетеродином, так как мой приёмник 2-го класса сложности то я выбираю схему
ПЧ с отдельным гетеродином нагрузкой которого является ФСИ, состоящий из LC контуров. Избирательность по соседнему каналу, которая обеспечивается входной цепью.
Se′=(N+1)*20lg 1+(2*∆f*Qэк./fc max)² дБ, где N- число каскадов УРЧ, ∆f- стандартная расстройка, равная 9кГц для километрового, гектометрового и декаметрового диапазонов; fc max- максимальная частота сигнала; Qэк.-ранее выбранная добротность контуров входной цепи и УРЧ.
Значение Seфси рассчитывают по формуле:
Seфси =Se-(Se′+Seупчобщ),дБ. Таблица№8
параметр | ПФ1П-1 | Пф1П-2 | ПФ1П-001 | ПФ1П-013 |
Средняя частота полосы пропускания, кГц | 465±2,5 | 465±2,5 | 465±2,5 | 465±2,5 |
Ширина полосы пропускания на уровне, дб, кГц | 6,5-10,0 | 8,5-12,5 | 7,0-10,5 | 9,5-13,5 |
Неравномерность затухания в полосе пропускания, дб, не более | 3 | 3 | 1 | 1 |
Затухание в полосе пропускания, дб, не более | 12 | 12 | 4,5 | 4,5 |
Избирательность по соседнему каналу (ослабление при расстройке ±9кГц), дб, не менее | 41 | 38 | 12 | 9 |
Согласующие сопротивления, кОм со стороны: Входа Выхода | 1,2 0,68 | 1,2 0,68 | 2 1 | 2 1 |
Для (ДВ):
Se′=(0+1)*20lg 1+(2*9*9.74/408 )² = 20*lg1,08=0,73дб
Seфси=30-(0,73+6)=23,27дб
Для (СВ):
Se′=(0+1)*20lg 1+(2*9*31.9/1605)² = 0.52дб
Seфси=30-(0,52+6)=23,48дб
Пфси =П./а, где, а=0,8÷0,9 – коэффициент расширения полосы. Выбираю, а=0,85
Пфси =7кГц/0,85=8,2кГц
Для определения количества звеньев рассчитывают необходимую эквивалентную добротность контуров ФСИ:
Qэк.фси= 2*1,41*fпр/Пфси=2*1,41*465/8,2=160
Максимальная конструктивная добротность контуров ФСИ Qконфси=200. Должно выполнятся условие:
Qэк.фси≤(0,6÷0,8)*Qконфси
160≤120÷160 – условие выполняется.
Относительная расстройка и обобщенное затухание:
αe=2*∆f/Пфси = 2*9/12,5=1,44
βe=2*fпр/Qэкфси *Пфси =2*465/160*12,5=0,465
подставляя эти значения в графики, получаем Se1=6дб
определяем необходимое число звеньев по формуле:
Для ДВ:
Nфси= Seфси/Se1=23,27/6=3,87≈4
Для СВ:
Nфси= Seфси/Se1=23,48/6=3,91≈4
Исходя из полученного коэффициента видно, что нагрузкой моего ПЧ будет являться 4-х звенный ФСИ состоящий из LC контуров.
1.2.10 Выбор транзисторов приёмника для тракта радио частоты и промежуточной частоты.
В целях унификации в тракте РЧ и ПЧ используются одни и теже транзисторы. Выбор транзисторов осуществляется исходя из следующих соображений:
1. Fmax≤0.1fгр
2. Uk≥Eи
Выбираю транзистор ГТ309Б
Fгр=80МГц и Eкmax=10В
Проверяю выполнение условий 1 и 2:
1. Fmax≤0,1fгр≤0,1*80=8МГц
2. Uk=10В≥Eи=6В
Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно, выписываю основные параметры в таблицу№9
Тип транзистора | Ik, ma | Uk, B | S, ma/B | h21э | C12, пФ | g11э, сим | Rвх, кОм | h22э, мксим | h11э, Ом | ||
ГТ309Б | 10 | 5 | 26 | 120 | 5 | 0,001 | 1,25 | 5 | 38 | ||
Тип транзистора | τк, мксек | Ск, пФ | rб, Ом | gi, сим | g, сим | ||||||
ГТ309Б | 0,0005 | 10 | 75 | 0,0000045 | 0,00021 | ||||||
Так как параметры транзистора рассчитаны определённой частоте, чаще всего 1000Гц, то необходимо пересчитать его параметры на f0=465кГц
Вычисление высоко частотных параметров транзистора:
1. определяем параметры транзисторов при токе Ik2=1ma:
A=Ik2/Ik1=1/10=0.1; S0’=A*S0=0.1*26=26ma/B;
g’=A*g=0.1*0,00021=0,000021сим;
g’i=A*gi=0.1 * 0,0000045=0,00000045сим;
τ’=А*τ=0,1*0,5=0,05нсек=0,00005мксек;
2. определяем вспомогательные коэффициенты:
Н=S0’*rб/1000=2.6*75/1000=0.195;
Ф=S0’*rб*Ck/τ’*1000000000=2.6*75*10/0.0005*1000000000=0,0039сим
Б=τ’/rб*(1-g’*rб)*1000000=(0,00005/75)*(1-0,000021*75)*1000000= =0,6656пФ
v=2*π*f0*τ’=2*3.14*0,465*0,00005≈0,00015
3.Определяем входное сопротивление транзистора:
gвх=g’+v²/rб=0,000021+0,00015²/75≈0,000021сим
Rвх=1/gвх=1/0,000021=47619Ом≈48кОм
4. Определяем выходное сопротивление транзистора:
gвых=gi’+v²*Ф=0,00000045+0,00015²*0,0039≈0,00000045сим
Rвых=1/gвых=1/0,00000045=2222222,22≈2,2Мом
5.Определяем входную ёмкость:
Свх=Б=0,6656пФ
6.Определяем выходную ёмкость:
Свых=Ск*(1+Н)=10*(1+0,195)=11,9 5пФ
7.крутизна характеристики:
S=S0’=26ma/B
Для удобства выписываю ВЧ параметры транзистора на рабочей частоте f≤465кГц в таблицу№10:
Тип транзистора | Ik, ma | τ, мксек | Ск, пФ | S, ma/B | Rвх, кОм | Rвых, МОм | Свх, пФ | Свых, пФ |
ГТ309Б | 1 | 0,00005 | 10 | 26 | 48 | 2.2 | 0.6656 | 11.95 |
1.2.11. Определение требуемого усиления до детектора:
Определение требуемого усиления до детектора:
При приёме на магнитную антенну чувствительность задаётся напряжённостью электрического поля Е в точке приёма, обеспечивающей на выходе приёмника нормальную выходную мощность.
Амплитуда напряжения на выходе первого каскада приёмника.
Umвх=Е*hд*Qэ*m2,мВ, где
Е - заданная напряжённость поля в точке приёма, мВ/м
hд. – действующая высота магнитной антенны, м; на ДВ и СВ можно принять hд=0,02÷0.04м
Qэ – эквивалентная добротность контура входной цепи;
m2 – коэффициент включения входа электронного прибора в контур входной цепи.
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax), где ρmax – характеристическое сопротивление контура;
ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ]),
Rвх – сорпотивление первого каскада приёмника, т.к. УРЧ отсутствует, то
Rвх=1/(0,8*g11э)
dэп=1/Qэк
dкон=1/Qкон
Необходимый коэффициент усиления берут с запасом из – за разброса параметров, неточной настройки контуров и т.д.
Кн’=(1.4÷2)*Кн
Для ДВ:
dэп=1/Qэк=1/10,89=0,091
dкон=1/Qкон=1/90=0,011
Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм
ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ])=159/0,408*(11,9+30)=2,3 кОм
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax)= (0,091 -0,011)*(1,25/2,3)=0,043
Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,03*10,89*0,043=47,6мкВ
Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0,6 /1,41*0,0000476=8939раз
Определяем коэффициент усиления с запасом на 40%:
Кн’=1,4*8939≈12520раз
Для СВ:
dэп=1/Qэк=1/31,9=0,031
dкон=1/Qкон=1/140=0,007
Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм
ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ])=159/1,605 *(10+30)=2,47 кОм
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax)= (0,031-0,007)*(1,25/2,47)=0,012
Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,04*31,9*0,012=45,93мкВ≈46мкВ
Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0.6 /1.41*0,000045936=9263раз
Определяем коэффициент усиления с запасом на 40%:
Кн.’=1.4*9263≈13000раз
Определение числа и типов усилительных каскадов до детектра:
Так как УРЧ отсутствует, то рассчитываем коэффициент усиления Ку. Для начала выберем 2 каскада УПЧ, nпр=3;
для УПЧ:
Ку=6,3* S/f*Ck =6.3* 34/0.465*2,8=32,1
для ПЧ:
Кпр=6,3* Sc/Fc*Ck=6.3* 26/1.605*2,8=15раз
Определяю общий коэффициент усиления Кобщ
Кобщ=Кпр*Купч^(nпр-1)=8*15,96^3-1=15*32,1²=15456
Так как Кобщ>Кн’ для ДВ и Для СВ то хватет 2 каскадов УПЧ
Первый каскад УПЧ будет апериодический, а второй широкополосный.
Выбор схемы АРУ и числа регулируемых каскадов:
Выбираю схему АРУ с задержкой, работающую на принципе изменения эмиттерного тока за счёт подачи регулирующего напряжения в цепь базы транзистора.Рассчитываем необходимые пределы изменения коэффициента усиления регулируемых каскадов по формуле:
nн=Д-В, где:
Д-заданное изменение сигнала на входе приёмника, дб
В- заданное изменение сигнала на выходе приёмника, дб
nн=25-6=19дб
Считая что регулируемые каскады идентичны, определяют необходимое количество регулируемых каскадов по формуле:
NАРУ=nн/20*lgn, где n-изменение коэффициента усиления одного регулируемого каскада
Зададимся n=10, тогда:
NАРУ=19/20*lg10=0.95»1
В соответствии с рекомендациями по выбору схемы АРУ в качестве регулируемого каскада используем первый каскад УПЧ по апериодической схеме.
1.2.12.Эскизный расчёт тракта низкой частоты:
Выбор типа электродинамического громкоговорителя:
Исходными данными, необходимыми для выбора динамического громкоговорителя, являются:
1. номинальная выходная мощность: Рвых=0,15Вт
2. полоса воспроизводимых частот: Fн=300Гц÷Fв=3500Гц
3. неравномерность частотной характеристики:
4. среднее звуковое давление при заданной номинальной мощности:
Применяемые в транзисторных переносных приёмниках электродинамические громкоговорители должны иметь маленькие размеры. Исходя, из этих соображений я выбираю громкоговоритель типа: 0,2ГД-1, с параметрами:
Таблица№11:
тип | Pном, Вт | Диап. F(Гц) | Среднее Звуковое Давление | Полное Сопротивление Звуковой катушки, Ом | Габариты мм | Вес, гр | ||
Fн | Fв | н/м² | бар | |||||
0,2ГД-1 | 0,200 | 300 | 10000 | 0,18 | 1,8 | 6±0,6 | 60*25 | 50 |
Выбор типа схемы и транзисторов для выходного каскада:
В качестве оконечных каскадов усилителей низкой частоты можно использовать как однотактные, так и двухтактные схемы. Схема выходного каскада определяется назначением усилителя и требованиями, предъявляемыми, к нему. Так как у моего усилителя Рвых=0,150Вт, то я выбираю двухтактный каскад в режиме класса АВ на маломощных транзисторах.
Выбор транзисторов производится, исходя из следующих соображений:
1. предельно допустимая мощность рассеяния на один транзистор Ркмакс должна превышать рассеиваемую на коллекторе мощность Рк, которую можно вычислить по формуле:
Рк=0,4*Рн’/ ηунч *ξ², где
Рн’=Рн/2-номинальная мощность, заданная по условию, приходящаяся на один транзистор.
Рк-мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора.
ηунч-КПД выходного каскада =1
ξ-коэффициент использования коллекторного напряжения=0,8÷0,95; выбираю 0,9
Рн’=0,150/2=0,075Вт=75мВт
Рк=0,4*0,075/1*0,9²=0,037Вт≈37мВт
Выбираю транзистор: КТ315А, у которого Ркмакс=150мВт; Екмакс=25В
2. Проверяю выполнение условия:
Ек≤(0,3÷0,4)Екмакс
6В≤(0,3÷0,4)*25=7,5÷10
Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно.
Выбор транзисторов для каскадов УННЧ:
В большинстве случаев каскады УННЧ могут быть выполнены на маломощных транзисторах. При этом, если усиливаемые частоты не превышают единиц килогерц, выбор транзисторов производится по низкочастотным параметрам из следующих соображений:
... регулировки усиления АРУ, а также специальные типы усилителей. Усилители имеющие логарифмическую зависимость выходного напряжения от входного называются логарифмическими. В настоящее время в приёмниках радиолокационных станций, предназначенных для обнаружения объектов применяются именно логарифмические усилители. Приёмники радиолокационных станций сопровождения объектов имеют АРУ. Частота ...
... W=Iном*tр (2,57) W=0,0405*3=0,12 Ач 2.15.5 Тип источника питания Выбран 5ЦНК-0,2. Емкость 0,2 Ач. Ток 65 мА. Напряжением Е=5-7 В 4 Электрический расчёт каскадов приёмника 4.1 Расчёт входной цепиИсходные данные: рабочий диапазон частот – = 145,04 – 290,7 КГц; пределы изменения ёмкости - С min - С max = 25 - 750 пФ средние значения ...
ующие ПРМ можно поделить на: детекторные ПРМ без УЗЧ и с УЗЧ, приёмники прямого усиления, регенеративные и сверхрегенеративные ПРМ, синхронные, ПРМ с прямым преобразованием частоты и супергетеродинные ПРМ с одним и более преобразованиями частоты. приемник радиовещательный переносной усиление Современные ПРМ в большинстве случаев строят по супергетеродинной схеме, т.к. данная схема обладает ...
... устройств», под. ред. Сиверса А.П., Сов.Радио 1976г. Дата выдачи «____» ___________________ 20 ___ г. Введение. Немного о радиовещательном диапазоне. Средние волны. Имеют достаточную дифракцию, чтобы обеспечивать уверенный (бестеневой) прием в среднепересеченной местности, и в условиях железобетонной многоэтажной городской ...
0 комментариев