Смекни!
smekni.com

Приемник радиовещательный СВ диапазона (стр. 4 из 5)

Связь входного контура с антенной может быть емкостная, индуктивная и индуктивно-емкостная.

Емкостная связь проста по устройству, позволяет получит достаточное усиление и малую зависимость настройки приёмника от параметров антенны. Но при этой связи велика неравномерность коэффициента передачи напряжения по диапазону, поэтому она применяется в основном в приёмниках с фиксированной настройкой или при малых значениях коэффициенты перекрытия диапазона (при растяжке).

При индуктивной связи и при расположении диапазона частот выше частоты антенного контура (удлиненная антенна), увеличивается коэффициент передачи напряжения на низших частотах и уменьшается на высших. Неравномерность коэффициента передачи при этом по диапазону получается относительно небольшой.

Более равномерное усиление по диапазону обеспечивает индуктивно-ёмкостная связь, но этот вид связи наиболее сложный.

В данном курсовом проекте применяется входная цепь с ферритовой антенной и индуктивной связью входного контура с транзистором первого каскада. Ферритовая антенна обладает направленными свойствами, что позволяет осуществлять пространственную избирательность приёмника. А неполное включение контура со стороны входа каскада уменьшает шунтирующее действие на контур малого входного сопротивления транзистора.

Преобразователь частоты:

Преобразовательные каскады на транзисторах выполняют как с совмещенным, так и с отдельным гетеродином.

В схеме с совмещённым гетеродином использован один транзистор, который одновременно работает как смеситель и гетеродин. Это позволяет уменьшить расход питания, габариты и вес, но возможна взаимосвязь между контурами входной цепи, гетеродина и промежуточной частоты, что снижает устойчивость работы; схема имеет большой уровень шумов и нелинейных искажений.

В схеме с отдельным гетеродином используется два транзистора, один выполняет функцию смесителя, другой – гетеродина. Это позволяет подобрать оптимальные режимы питания транзисторов в преобразовательном и генераторном режимах, тем самым увеличивается устойчивость работы и стабильность частоты.

В данном курсовом проекте применён преобразователь с отдельным гетеродином, так как эта схема более надёжная и устойчивая, имеет меньший уровень шумов и нелинейных искажений. В качестве нагрузки смесителя использован пьезоэлектрический фильтр, выделяющий сигнал промежуточной частоты и обеспечивающий хорошую избирательность по соседнему каналу.

Транзистор в смесительной части включен по схеме с общим эмиттером, так как, по сравнению с общей базой, у неё большее усиление по мощности и большее входное сопротивление (уменьшается шунтирующее действие на входной контур).

Транзистор в гетеродинной части включен по схеме с общей базой и использована параллельная схема питания транзистора, что обеспечивает большую стабильность, также использованы ограничивающие резисторы для получения более стабильной амплитуды.

Так как использовать отдельную настройку нецелесообразно, настройка колебательных контуров входной цепи и гетеродина осуществляется с помощью сдвоенного блока конденсатора переменной ёмкости (настройка частоты ведётся одной ручкой).


4. Электрический расчёт

4.1 Расчёт входной цепи

Рассчитать входную цепь с ферритовой антенной по следующим данным:

fmin=0,8 МГц, fmax=2,0 МГц, Eа=2мВ/м, 2∆F=14,4 кГц, КE(min)>0,02, Q=40, Qэmax=28, Qэmin=34,5.

Рисунок 7. – Схема каскада входной цепи.

Первым каскадом приёмника является преобразователь на транзисторе ГТ322В с параметрами:

g11пр=318 мкСм;

а) Выбираем двухсекционный блок переменных конденсаторов С2

КПЕ 10…365 пФ

б) Находим ёмкость схемы


(53)

где Кд – коэффициент поддиапазона,

Кд= fmax / fmin=2,5

в) Определяем индуктивность контура

г) Определяем коэффициент включения

(55)

где Qэ(max) – добротность эквивалентного контура

Q – собственная добротность контура

– характеристическое сопротивление контура, Ом

-6

= 2p*fmax*L (56)

= 2*3,14*2*10 *93,5*10 = 1174,4 Ом

= 0,17

д) Находим ёмкость подстроечного конденсатора

С1 = Ссх – См – СL – Pвх *Свх (57)

где Ссх – ёмкость схемы, пФ

См – ёмкость монтажа, пФ. Задаёмся См=3 пФ.

СL – собственная ёмкость ферритовой антенны, пФ. Задаёмся СL=3 пФ.

Свх – входная ёмкость транзистора-преобразователя, пФ.

Свх= 1,5 С11пр (58)

Свх=1,5 * 38,5 = 57,75

С1 = 57,6 – 3 – 3 – 0,17 * 57,75 = 50 пФ

Выбираем подстроечный конденсатор КПК-2 с ёмкостями 10 – 100 пФ.

е) Рассчитываем индуктивность катушки связи

(59)

где Â - коэффициент связи. Для ферритового стержня принимаем Â=0,8.

= 4,22 мкГ

ж) Определяем минимально необходимую действующую высоту ферритовой антенны:


(60)

где 2DF – полоса пропускания приёмника, кГц

Кш – коэффициент шума транзистора, дБ

Еа – чувствительность приёмника, мВ/м

2DFо – полоса ненагруженного входного контура, кГц

(61)

20 кГц

Коэффициент шума транзистора в режиме преобразования

Кшпр=2*Кш (62)

Кшпр=2*2,5=5

= 1,93 * 10 м

з) Рассчитываем минимальный коэффициент передачи по полю

КE(min)=hд(min)*Qэmin*Pвх (63)

где Qэmin – добротность на минимальной частоте.

КE(min) =1,93*10 *34,5*0,17 = 0,013

Полученное значение меньше заданного (0,02), поэтому увеличиваем минимальную действующую высоту антенны. Возьмём hд(min)=0,04 м, тогда


К’E(min) =0,04*34,5*0,17=0,024,

что больше заданного.

и) Находим напряжение на входе первого транзистора

Uвх=Еа* К’E(min) (64)

Uвх=2*10 * 0,024 = 46,92 мкВ

4.2 Расчёт преобразователя частоты

Рисунок 8. – Схема преобразователя частоты.

4.2.1 Расчёт элементов контура гетеродина.

а) Определяем максимальную емкость контура гетеродина

Cmax = Cк max + Ccx (65)

где Cк max – максимальная емкость блока переменного конденсатора, пФ

Ccx – емкость схемы, пФ


Cmax = 365 + 57,6 = 422,6 пФ

б) Находим вспомогательный коэффициент

(66)

Где

в) Рассчитываем индуктивность контура гетеродина

L3 =α*L (67)

где L- индуктивность контура входной цепи, мкГ

Значение коэффициента α находим по графику:

Рисунок 9. – График для определения индуктивности контура гетеродина.

Принимаем а ≈0,6

L3 =0,6*93,5=56,1 мкГ


г) Определяем ёмкость последовательно С4 и параллельного С5 конденсаторов по графикам:

Рисунок 10. – График для определения ёмкости Рисунок 11. – График для определения ёмкости последовательного сопрягающего конденсатора. параллельного сопрягающего конденсатора.

С4 ≈ 650 пФ Выбираем С4: КМ-3-Н30-680 пФ ± 10%

С5 ≈ 9 пФ Выбираем С5: КМ-3-Н30-9,1 пФ ± 5%

4.2.2 Расчет смесительной части преобразователя частоты

В качестве нагрузки преобразователя использован пьезоэлектрический фильтр ПФ1П – 2 с параметрами: Rвх=1,2 кОм; Rвых=0,6 кОм; Sепр=36 дБ

а) Определяем коэффициенты включения контура к транзисторам p1и p2. Выбираем полное включение контура со стороны коллектора (p1 =1), тогда коэффициент включения со стороны базы:

(68)

= 0,108
б) Находим эквивалентное сопротивления контура Rэ из условия, чтобы расчетное усиление преобразователя Kпр =(h /(h +1))* Sпр*Rэ*p1*p2 было не менее заданного усиления Kпрз.

(69)