Усилитель Радио Частоты

Усилитель радиочастоты – это устройство, предназначенное для усиления сигналов по напряжению или по мощности на несущей частоте без существенных изменений спектра принимаемых сигналов.

Различают резонансные усилители радиочастоты, в которых в качестве нагрузки служат одиночные или связанные системы контуров, и апериодические, нагрузкой которых являются резисторы.

Также бывают УРЧ однокаскадные и многокаскадные. Мой УРЧ собран по однокаскадной схеме на одном транзисторе, включённом по схеме с общим базой. Что приводит к более упрощённой схеме по сравнению с многокаскадными, это не приводит к сильным изменениям основных параметров усилителя.

Благодаря своеобразному включению резистора R5, который играет роль обратной связи, производится автоматическая регулировка усиления в моём УРЧ (рисунок 4). Конденсатор С2 – разделительный, исключает прохождение постоянной составляющей в последующие каскады.

Расчет параметров усилителя высокой частоты

Зная значения резонансной частоты f₀ = 103МГц и добротности Q₀ = 145 найдем полосу пропускания П₀ по формуле (1).

П₀ = (1)

П₀ = =10000Гц.

Определим величину индуктивности колебательного контура L_к знаю величину емкость C_к = 7пФ и величину резонансной частоты f₀ = 103МГц по формуле (2).

L_к = (2)

L_к = =

мкГн.

9

Определим полосу нагруженного контура, т.к. мы нашли П₀ =0,856МГц и знаем из исходных данных величину С_к =3пФ и величину R_ш = 12,2кОм по формуле (3).

П_н.к. =П₀+ (3)

П_н.к. = 856000+

= МГц.

Определим длину волны полезного сигнала λ_с по известной резонансной частоте f₀ =107МГц и скорости света С= 300*10⁶ по формуле (4).

λ = м. λ = (4)

П реобразователь частоты

Преобразователь частоты предназначен для преобразования сигнала высокой частоты, усиленного усилителем радиочастоты в колебания промежуточной частоты. Для преобразования частоты требуется вспомогательное напряжение. Для получения этого напряжения используется маломощный генератор гармонических колебаний – гетеродин, который является составной частью преобразователя частоты. При совместном действии напряжения сигнала и напряжения гетеродина в смесителе образуется сложное колебание – биение, из которого контуру выделяется разностная частота

Преобразование сигналов радиочастот в сигнал промежуточной частоты осуществляется в частотно-преобразовательных каскадах ПЗВ. Для преобразования используется нелинейность ВАХ, преобразующих элементов (ПЭ), в качестве которых обычно используются полупроводниковые диоды и транзисторы. Для получения сигнала промежуточной частоты (ПЧ), помимо напряжения сигнала, к ПЭ необходимо подвести напряжение от гетеродина с частотой, отличающейся от частоты сигнала на значение ПЧ. Напряжение гетеродина для преобразования сигнала с малыми искажениями должно превышать уровень самого большого из принимаемых сигналов. От правильного выбора режима ПЭ зависят такие характеристики приёмника, как чувствительность, селективность, искажения сигнала. Преобразователи по типу применённого преобразующего элемента делятся на пассивные и активные, а по способу получения напряжения гетеродина – на преобразователи с отдельным гетеродином (смесители частот) и с совмещённым гетеродином (генерирующие преобразователи).

Поскольку в большинстве современных приемников применяются преобразователи частоты с отдельным гетеродином, то в дальнейшем под внутренними параметрами преобразователя будем понимать внутренние параметры смесителя. Для расчета параметров смесителя на транзисторе используется та же эквивалентная схема, что и при расчете УРЧ. Отличие заключается в том, что параметры транзистора в режиме усиления заменяются соответствующими параметрами в режиме преобразования.

Параметрами, присущими только преобразователю, являются параметры гетеродина, при которых обеспечивается нормальная работа преобразователя частоты, а также своеобразная частотная характеристика, определяемая побочными каналами приема.

3.1. Расчеты частот

По заданному значению частоты сигнала f₀ =1МГц и промежуточной частоте f_пр =0,3МГц можно определить частоту гетеродина (f_г < f₀ ), частоту зеркального канала и частоту дополнительных каналов приема.

10,5 35,7 46,2 56,7 82 92,5 103 f,МГц

f₀ f_пр f_д1 f_г f_д2 f_з 2f_г

3.2. Расчеты коэффициента шума и чувствительности приемника

Рассчитаем коэффициент шума приемника по известным величинам Kр_вх.ц. = 0,4, Кр_урч = 3, Кш_урч = 8, Кш_см = 15 по формуле (5).

Кш =Кш_вх.ц. + (5)

Зная значение Кр_вх.ц =0,4 можно рассчитать Кш_вх.ц по формуле (6).

(6)

.

Рассчитаем чувствительность радиоприемника по формуле (7), т.к. мы знаем постоянную Больцмана К=1,38*10^-23 , температуру Т₀ = 300⁰ К, полосу пропускания приемника для частотной модуляции взяли из справочника [4] Ппр =150кГц, относительную шумовую температуру антенны будем считать γ = 1.

(7)

Вт