Радиоприемные устройства (стр. 3 из 8)
Таким образом, получаем, что требуемое усиление линейного тракта равно 434 раз или
52 дБПоскольку коэффициент усиления каскада, с точки зрения устойчивой работы, не может быть больше устойчивого коэффициента усиления, то коэффициент усиления каскада примем равным устойчивому коэффициенту усиления на максимальной рабочей частоте.
Коэффициент усиления биполярного транзистора в заданной рабочей точке можно рассчитать по формуле
(4.2.8)
где S – крутизна ВАХ в рабочей точке, мА/В;
f – максимальная рабочая частота, МГц;
Ск – емкость перехода коллектор-база, пФ.
Основное усиление в РПУ осуществляется в тракте ПЧ, так как его каскады являются неперестраиваемыми. На практике к-т усиления УРС не превышает 25 дБ по напряжению из соображений линейности обработки и устойчивости каскада к самовозбуждению.
Рассмотрим сформированную ранее структурную схему и зададимся требуемыми величинами усиления в каскадах на рисунке 3.
Рисунок 3 Требуемыми величинами усиления в каскадах.
С антенны на входе РПУ наводится напряжение в 100мкВ (минимум), а на входе детектора для нормальной его работы требуется иметь напряжение в 1В – необходимый уровень напряжения для логики, которая находится далее.
Ограничим к-т усиления УРЧ в 20дБ и при идеальной входной цепи получим на входе смесителя 10мВ. Поскольку смеситель работает в режиме сильного сигнала гетеродина, на выходе уровень сигнала определяется уровнем последнего. Таким образом, получим на входе УПЧ около 10мВ, а с выхода требуется снять 1В. Тогда к-т усиления УПЧ составит 100 или 40 дБ. Поскольку из соображений линейности и устойчивости с одного каскада снимать более 20дБ недопустимо, составим УПЧ из двух каскадов. Как будет показано ниже, один из них будет нагружен на ФСС, а другой будут апериодическим. АРУ будет регулировать все два каскада УПЧ.
Общее усиление до детектора составит
(4.2.9)
(4.2.10)где Квц=0.5= -6дБ – коэффициент передачи входной цепи;
nурч=1, nупч=2 – количество каскадов в УРЧ и УПЧ соответственно, для начала зададимся приведенными цифрами.
Поскольку К0min<Kобщ, то расчет произведен верно и принимается схема с одним каскадом УРЧ и двумя для УПЧ.
Коэффициент усиления выбран с запасом по следующим причинам:
· Уменьшение коэффициента усиления в результате старения элементов;
· В предварительном расчете не учитывались затухания вносимые избирательными системами, стоящими в тракте ПЧ;
· Необходимость учесть расстройку контуров.
Итак, теперь у нас есть все необходимые данные для подробного расчёта узлов приёмника. Сведём их в таблицу.
| Параметр | Значение |
| Диапазон принимаемых частот, МГц | 4.438 – 4.650 |
| Частота гетеродина, МГц | 4.1 |
| К-т шума | 16.96 |
| Общее усиление тракта, дБ | 74 |
| Напр-е на входе, мкВ | не менее 100 |
| Промежуточная частота, кГц | 465 |
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЗЛОВ РПУ
4.1 Расчет параметров входной цепи.
Определяем максимально допустимую добротность контуров, обеспечивающую заданное ослабление на краях полосы пропускания
(5.1.1) 
где f’min- минимальная частота диапазона, кГц;
П – ширина полосы пропускания, кГц;
nc – число одиночных избирательных систем настроенных на частоту принимаемого сигнала, возьмем nc=2;
sП – ослабление на краях полосы пропускания, sП=2 (6дБ).
Необходимая добротность Qи, обеспечивающая заданную избирательность по зеркальному каналу
(5.1.2) 
где fзмах=f’max-2fпр– максимальная частота зеркального канала;
f’max – максимальная частота поддиапазона
fпр – промежуточная частота
Sзк – избирательность по зеркальному каналу, Sзк=50 дБ = 316;
Возможная эквивалентная конструктивная добротность контура (с учетом шунтирования контура транзистором y=0.8)
(5.1.3) 
= 0.8*150=120где Qk – конструктивная добротность контура, Qk=150.
Проверяем выполнение условия:
Из полученных ранее значений видно, что оно выполняется, в этом случае примем эквивалентную добротность контура немного больше Qu. Принимаем число контуров nc=2 (одноконтурная входная цепь и резонансный УРЧ), и эквивалентное качество контура Qэмах=65 (на максимальной частоте поддиапазона), при этом обеспечивается требуемое ослабление на краях полосы пропускания и избирательность по ЗК лучше заданной.
Находим эквивалентную добротность контура на нижней частоте поддиапазона.
(5.1.4) 
Видно, что Qэmin=83.48<QП=338, значит расчет произведен верно и окончательно принимаем: nc=2; Qэmax=65; Qэmin=83.48.
Теперь определим параметры, необходимые для расчета избирательности во входной цепи.
Для крайних точек поддиапазона f’min, f’max определяем:
a) вспомогательные коэффициенты:
(5.1.5)где Δfс – растройка, прн которой задана избирательность по соседнему каналу, Δfс=300кГц.
(5.1.6) 
(5.1.7) 
(5.1.8)б) зеркальные частоты
(5.1.9)(5.1.10)
в) избирательность по соседнему каналу
на максимальной частоте
(5.1.11)на минимальной частоте
(5.1.12)
г) ослабление на краях полосы
(5.1.13)(5.1.14)
д) избирательность по зеркальному каналу
(5.1.15)
(5.1.16)
Полученное значение избирательности превышает требуемое, что свидетельствует о верном расчете. Переходим к расчёту параметров антенны и связи её с каскадом УРС.
4.2. Расчет УРЧ
Расчет УРЧ начинаем с расчета режима работы транзистора. В таком же режиме будет работать транзистор в преобразователе частоты, а транзисторы в каскадах УПЧ рассчитываются по аналогичной методике.
В качестве усилительного элемента используем транзистор КТ375Б со следующими характеристиками :
| Параметр | Значение |
| Макс.мощность на коллекторе Pk, Вт | 0.3 |
| Uкбо, В | 30 |
| Uкэо, В | 30 |
| Uэбо, В | 5 |
| С11, пФ | 120 |
| С22, пФ | 20 |
| g11, mСм | 10 |
| g22, mСм | 0.02 |
| h21э | 50 – 280 |
| Кш на 10^5 кГц, дБ | не более 5 |
| Iб, мкА | 50 |
| ft, МГц | 250 |
Первым делом определяем для диапазона температур (-40…+60)С величину теплового тока:
(5.2.1) 
Рассчитываем температурную нестабильность напряжения эмиттер-база, задавшись = 1.8: 
(5.2.2) 
Рассчитываем температурную нестабильность тока коллектора, задавшись током коллектора для обеспечения необходимого усиления в 10 mА.
(5.2.3) 
Питание будем подавать смещением базы через делитель в схеме с эмиттерной термокомпенсацией. Рассчитаем номиналы резисторов смещения.
(5.2.4)
