- •1 Расчёт полосы пропускания линейного тракта
- •2 Расчёт допустимого коэффициента шума
- •3 Распределение частотных искажений
- •4 Выбор средств обеспечения избирательности приёмника
- •5 Предварительный расчёт входной цепи
- •6 Выбор средств обеспечения усиления приёмника и эффективности ару
- •7 Описание и составление структурной схемы радиоприёмника
1 Расчёт полосы пропускания линейного тракта
Рассчитываем ширину полосы пропускания линейного тракта приёмника двухполюсного АМ радиовещательного сигнала: диапазон принимаемых частот от f 0 мin = 0,15 МГц до f 0 мах = 0,408 МГц; промежуточная частота fпр 0 = 0,465 МГц; диапазон воспроизводимых звуковых частот от Fмн = 0,1 кГц до Fмв =4,0 кГц
Определяем ширину спектра радиочастот:
Пс =2Fмв = 2 · 4,0 = 8 кГц
Максимальная частота гетеродина
fr max = f 0 мах + fпр 0 =0,408 + 0,465 = 0,873 МГц
Определяем абсолютную нестабильность частоты гетеродина
fг = Fг fr max =0,0006 · 0,873 = 0,0005238 = 0,52 кГц
Определяем запас полосы пропускания
Пнс = 2fг =2 · 0,52 = 1,04 кГц
Ширина полосы пропускания линейного тракта
П =ПС + ПНС=8 + 1,04 = 9,04 кГц
Коэффициент расширения полосы пропускания
Кр = П/ПС=9,04/8 = 1,13
Рассчитанная полоса пропускания существенно ухудшит чувствительность и избирательность приёмника. Целесообразно ввести автоматическую подстройку частоты гетеродина или вручную подстраивать приёмник на частоту принимаемого сигнала. Из соображений минимальной стоимости приёмника выбираем ручную настройку. Тогда
П = ПС = 6,3 кГц
2 Расчёт допустимого коэффициента шума
Рассчитываем допустимый коэффициент шума приёмника АМ сигналов диапазона КВ: антенна внешняя hд = 5 м, чувствительность Е = 80 мВ/м; диапазон воспроизводимых звуковых частот от Fмн = 0,1 кГц до Fмв = 4,0 кГц; ширина полосы пропускания линейного тракта П = 8 кГц
Определяем шумовую полосу линейного тракта
ПШ = 1,2 · 8 = 9,6 кГц
Требуемое отношение сигнал/шум на входе приёмника, где = 10; Кп = ; m = 0,3:
вх =10 ·4( = 37,2
Действующая высота штыревой антенны
hд=5/2 = 2,5
Допустимая величина коэффициента шума
Nд
3 Распределение частотных искажений
Распределить частотные искажения АМ сигнала КВ диапазона с суммарным ослаблением на краях полосы пропускания линейного тракта S 16 дБ
Поскольку в КВ диапазоне вклад преселектора в частотные искажения незначителен, задаёмся допустимым ослаблением на края полосы пропускания преселектора Ппр = 1,5 дБ. Допустимое ослабление на краях полосы пропускания тракта промежуточной частоты Пупч = 14,5 дБ. Условие выполняется 1,5 + 14,5 = 16 дБ
4 Выбор средств обеспечения избирательности приёмника
Требуется обеспечить избирательность радиовещательного приёмника КВ диапазона. Антенна внешняя; диапазон принимаемых частот от от f 0 мin = 11,7 МГц до f 0 мах = 12,0 МГц; промежуточная частота fпр 0 = 0,465 МГц; избирательность по соседнему каналу ск 46 дБ; избирательность по зеркальному каналу зк 60 дБ; полоса пропускания линейного тракта П = 8 кГц; суммарное ослабление на краях полосы пропускания S 16 дБ
Распределим S между преселектором и трактом промежуточной частоты: Ппр = 1,5 дБ и Пупч = 14,5 дБ.
Переводим ослабление на краях полосы пропускания в линейные единицы:
Пупч =
Выбираем схему преселектора с одноконтурной входной цепью, нагруженной на интегральный УРЧ на биполярном транзисторе (рис. 1.1,б).
Рассчитываем коэффициент , определяемый допустимым ослаблением на краях полосы пропускания преселектора.
п= = =1,11
Определяем затухание контура, обеспечивающее заданное ослабление на краях полосы пропускания
Выбираем конструктивную добротность контура конструктивное затухание контура
Таблица 1. Конструктивные добротности контуров
Диапазон |
Конструктивная добротность контура (Qк) |
Коэффициент шунтирования контура транзистором УРЧ (a) |
|||
с электричес-кой антенной |
с магнитной антенной |
полевым |
биполярным |
||
ДВ
СВ
КВ
УКВ |
20-50
40-100
60-150
100-200 |
80-120
90-140
140-190
100-200 |
1
1,1
1,2
1,3 |
1,25-1,5
1,5-2
2-2,5
2,5-3 |
Эквивалентная конструктивная добротность
Qэк =Qк /d = 130/2 =65
Эквивалентная конструктивное затухание
dэк = 1/Qэк = 1/65 = 0,0153
В соответствии с условием dэ dэк выбираем эквивалентное затухание на нижней частоте диапазона: dэ = dэк = 0,0153
Частота зеркального канала на верхней частоте настройки:
fзк = 12,1 + 2 · 0,465 = 13,03 МГц
Обобщённая расстройка зеркального канала
Избирательность по соседнему каналу одноконтурного пресселектора
зк = 20 lg =16,9 дБ
При индуктивной связи контура ВЦ с антенной в режиме удлинения дополнительное ослабление помех по зеркальному каналу
зки =20 lg (13,03/12,1) = 0,64 дБ
Общее ослабление помехи по зеркальному каналу:
Что меньше заданного.
Выбираем преселектор с двумя одиночными контурами (рис. 1, г)
Затухание контура можно уменьшить за счёт использования в УРЧ каскада на полевом транзисторе. В этом случае эквивалентная конструктивная добротность контура
Qэк = 130/1,2 =108,5
Эквивалентное конструктивное затухание
dэк = 1/108,5 = 0,0092
обобщенная растройка зеркального канала
Избирательность по соседнему каналу
зк =20 lg = 24,3 дБ
Что меньше заданной.
Выбираем преселектор с двумя одиночными контурами
коэффициент , определяемый допустимым ослаблением на краях полосы пропускания преселектора
п = = 0,244
Затухание контура, обеспечивающее заданное ослабление на краях полосы пропускания
dэП = 6,3/11700 · 0,244 =0,0026
т. е. существенно меньше эквивалентного конструктивного затухания. При трансформаторной связи резонансного УРЧ на биполярном транзисторе со входом микросхемы избирательность по зеркальному каналу
зк = 2 · 20 lg =33,9 дБ
Для удешевления приёмника выбираем внешне ёмкостную связь контура ВЦ с антенной.
Ухудшение избирательности по зеркальному каналу при этом:
зке = - 20 lg (13,03/12,1)= —0,3 дБ
Общее ослабление помехи по зеркальному каналу:
дБ
Что с запасом 1,6 дБ обеспечивает заданное.
Таким образом, требуемая избирательность по зеркальному каналу может быть обеспечена преселектором, включающим в себя одноконтурную входную цепь и резонансный УРЧ на биполярном транзисторе.
Реальная ширина полосы пропускания преселектора на нижней частоте диапазона при этом составит:
ППР = dЭНf0min = 0,0153 · 11,7 = 0,179 МГц
Из соображений минимальной стоимости выбираем УПЧ с сосредоточенной избирательностью.
В качестве ФСИ выбираем пьезокерамический фильтр ФП1П -0,43, который обеспечивает избирательность по соседнему каналу при растройки не менее 50 дБ, ширина полосы пропускания на уровне 6 дБ от 4,8 до 6,8 кГц.
Таблица 2. Основные параметры пьезокерамических фильтров
Параметры |
Тип фильтра |
||||||
ФП1П-022 |
ФПП1П-023 |
ФП1П-024 |
ФП1П-025 |
ФП1П-041 |
ФП1П-043 |
ФП1П-044 |
|
Средняя полоса пропускания |
465±2 |
465±2 |
465±2 |
465±2 |
465±2 |
465±2 |
465±2 |
Ширина полосы пропускания на уровне 6 дБ, кГц |
12,5-2+2 |
9,5-1,5+2 |
9,5-1,5+2 |
9,5-1,5+2 |
5,8±1 |
5,8±1 |
5,8±1 |
Избирательность при расстройке ±9кГц, не менее |
26 |
40 |
35 |
30 |
55 |
50 |
46 |
Затухание в полосе пропускания, дБ, не менее |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5
|
Выбираем наихудший случай:
Определяем крутизну ската кривой избирательности ПКФ на её линейном участке
S
S= (50 -6)/(9 – 4,8/2)= 6,6 дБ/кГц
Ослабление сигнала на краях полосы пропускания ПКФ
50 -6,6· (9 – 6,3/2)= 9,3 дБ
Избирательность по соседнему каналу для растроек fс = 5 кГц
скУПЧ 23,16 дБ
Недостающая избирательность по соседнему каналу
скУПЧ = 16,84 дБ
Может быть обеспечена двумя последовательно включёнными ПКФ, разделёнными усилительным каскадом и LC - контуром
В качестве второго ПКФ выбираем ФП1П – 024, который обеспечивает избирательность по соседнему каналу при растройке не менее 35 дБ, ширина полосы пропускания на уровне 6 дБ от 8,0 до 11,5 кГц. Выбираем наихудший случай :
Определяем крутизну ската кривой избирательности ПКФ на её линейном участке
S /кГц
Ослабление сигнала на краях полосы пропускания ПКФ
Поскольку неравномерность затухания в полосе пропускания ПКФ не менее 2 дБ определение по формуле 1.52 является некорректным. Принимаем .
Избирательность по соседнему каналу ПКФ ФП1П – 024 для растроек составит
ск ПКФ
Суммарное ослабление помехи по соседнему каналу, вносимое двумя ПКФ:
ск ПКФ
Суммарное ослабление сигнала на краях полосы пропускания, вносимое двумя ПКФ:
Недостающую избирательность по соседнему каналу можно обеспечить LC – контуром в тракте промежуточной частоты
Допустимое ослабление сигнала на краях полосы пропускания контура
В линейных единицах
Допустимая добротность контура
Qэп
Обобщённая растройка контура по соседнему каналу на промежуточной частоте
Избирательность по соседнему каналу, вносимая контуром
ск LC
Суммарное ослабление помехи во соседнему каналу в тракте промежуточной частоты, равное суммарному ослаблению в линейном тракте приёмника:
ск
Что с запасом 1 дБ обеспечивает заданное.
Таким образом, тракт промежуточной частоты с ФСИ на двух пьезокерамических фильтрах и LC – контуре обеспечит требуемую избирательность по соседнему каналу