Рассчитаем  элементы питания транзистора: КТ 316А

Параметры рабочей  точки:

11 мА 
 

G – параметры для данного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером: 
 

 Допустимое  изменение тока коллектора: 

Изменение обратного  тока коллектора: 

 Определяем  тепловое смещение напряжения  базы: 

Рассчитываем  необходимую нестабильность коллекторного  тока: 

Вычисляем сопротивление  резисторов: 

Находим сопротивление  фильтра: 

Находим сопротивления  делителя: 
 
 
 

     Рассчитаем емкости конденсаторов: 

     Рассчитаем параметры колебательного контура, настроенного на промежуточную частоту. Выбираем минимальную емкость контура. Обычно её берут в пределах 40-60 пФ. Возьмем 60 пФ. ()

Определяем  индуктивность катушки контура: 

Определяем  емкость:

                                                        5.Расчет УПЧ.

 

          По принципу формирования АЧХ УПЧ разделяется на УПЧ с распределенной избирательностью и с сосредоточенной избирательностью. Наиболее рационально применить фильтр сосредоточенной селекции (ФСС) на промежуточной частоте, т.к. ФСС дает лучшую избирательность, чем УПЧ-Р. Дополнительным преимуществом ФСС является сосредоточение средств избирательности перед усилителем, что уменьшает опасность дискретных помех. Кроме того, частотная характеристика ФСС меньше зависит от изменения параметров транзисторов, чем характеристика УПЧ-Р.

      Транзистор, используемый УПЧ должен удовлетворять  условиям:

 Выбираем транзистор КТ 3102Г

Справочные данные транзистора КТ 3102Г n-p-n типа:

                                                                                                                                                                                    Таблица 3.

 

 Y-параметры транзистора(стр.112-120 Сиверс)

           

Рассчитаем  усилительный каскад с электрическим  ФСИ:

Зададимся затуханием d=(0.0025…0.005), пусть d=0.0025 определим :

= 2·10МГц·0.0025/57,06кГц=0.88

Пусть число звеньев n=3:

Определяем  ослабление на границе полосы пропускания, создаваемое одним звеном ФСИ: 

                                               

                                                  Рис.9 График для определения коэффициента χ

Из Рис. 9 находим:  

Определяем разность частот среза:  

Определяем  вспомогательные величины: 
 
 

С помощью  обобщенных резонансных кривых находим  ослабление соседнего канала, обеспечиваемое одним звеном:  Sl₁=14дБ

Определяем  общее расчетное ослабление фильтра  на частоте соседнего канала:

,

=(3..6)- ухудшение избирательности из-за рассогласования фильтра с источником сигнала и нагрузкой

Фильтр  обеспечивает избирательность не хуже требуемой,

Зададимся величиной номинального характеристического  сопротивления фильтра:

 из условий:   

Вычисляем коэффициенты трансформации для первого и  последнего контуров ФСИ:

Рассчитываем элементы ФСИ:

 

                                                

                           Рис.10 График для определения коэффициента передачи ФСИ

Определим из Рис.10 коэффициент передачи ФСИ К_{р ф}≈0.42.

Далее рассчитываем коэффициент усиления каскада, нагруженного на ФСИ: 

Производим  расчет каскада по постоянному току: 
 
 
 

,где 

, где 

 

 

 

 
 

        
         

элементы  питания каскада принимаем равными  элементам питания каскада с  ФСИ.

Напряжение  сигнала на входе первого каскада  УПЧ при согласовании этого каскада  со смесителем равно: 

где      
 

Требуемый коэффициент усиления УПЧ:

 
 

  - коэффициент запаса, равный 2-3.

 Напряжение  сигнала на входе первого апериодического  каскада: 

Рассчитаем  коэффициент усиления, который должны обеспечивать апериодические каскады  УПЧ: 

                                           5.1. Расчет усилителя на ИМС

 

  – необходимый  коэффициент усиления (с  запасом по усилению) одного операционного  усилителя. Усилитель  будет содержать  две микросхемы.

Подберём  необходимый по параметрам операционный усилитель (ОУ). Нам необходим ОУ, который может работать на частоте  не ниже 10 МГц и с минимальным напряжением по входу U_min<42мкВ. Необходимым требованиям удовлетворяет зарубежный операционный усилитель AD8009AR. Данный операционный усилитель обладает высокой граничной частотой и высокой скоростью нарастания выходного напряжения. Он имеет следующие основные характеристики:

1. Входная  емкость C_ВХ = 2,6 пФ

2. Входное  сопротивление R_ВХ = 110 кОм

3. Входной  ток I_ВХ = 50 мкА

4. Минимальное  напряжение на входе  U_{ВХ мин}=10 мкВ

4. Выходное  напряжение U_ВЫХ = 10,8 В

5. Выходной  ток I_ВЫХ = 61,6 мА

6. Напряжение  смещения U_СМ = 2 мВ

7. Напряжение  питания (однополярное) U_П = 15 В

8. Ток,  потребляемый от источника питания I_П = 14 мА

9. Скорость  нарастания выходного напряжения V_U = 5500 В/мкс

10.Время  установления t_у = 10 нс

11.Диапазон  рабочих температур T = –65..+125 °С

Данный  ОУ выполняется в корпусе типа SOIC (R-8) (рис. 7), где контакты: 1 – не подключен, 2 – инвертирующий вход, 3 – неинвертирующий вход, 4 – отрицательное напряжение питания, 5 – не подключен, 6 – выход, 7 – положительное напряжение питания, 8 – не подключен.

Рис.11 ОУ AD8009AR

Теперь  необходимо выбрать включение ОУ. Самым подходящим является неинвертирующее  включение ОУ.

Рис.12 Неинвертирующее включение ОУ

Коэффициент усиления в данной схеме определяется по следующей формуле:

- коэффициент усиления для  неинвертирующей схемы включения.

Сопротивления рассчитаем исходя из требуемого коэффициента усиления.

Примем 

 

                                                          

При известных  сопротивлениях и сопротивление вычислим по формуле:

Расчет разделительных емкостей:

    

 На  Рис. 13 изображена принципиальная схема УПЧ.

            

                                            Рис.13 Принципиальная схема УПЧ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                     6. Заключение.

      В данной работе произведен расчет автомобильного приёмника УКВ-Е диапазона. Рассчитанная схема приёмника обеспечивает параметры, указанные в техническом задании: ослабление по зеркальному каналу не менее 34 дб, ослабление по соседнему каналам не менее 25 дб, коэффициент шума линейного тракта – 4,5, что в 1,5 раза меньше допустимого для данной схемы. Было учтено  доплеровское смещение частоты сигналов, принимаемых от передатчика, который перемещается относительно приемника с радиальной скоростью .

      При расчете преследовались цели по увеличению общей надёжности схемы, уменьшению цены и габаритных показателей конструкции. Надежность повышена путём уменьшения общего числа транзисторов и пассивных  элементов, в частности, в УПЧ использовали операционные усилители. Массогабаритные показатели снижены также путём сборки УРЧ на транзисторе, а не на параметрическом диоде или лампе бегущей волны. Повышению надежности схемы также служит то обстоятельство, что почти все каскады приёмника питаются от одного источника напряжения – автомобильного аккумулятора, для повышения стабильности работы цепь питания каждого каскада защищена индивидуальным фильтром. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы.

 

1. Проектирование  радиоприемных устройств. Под ред. А.П. Сиверса. Учебное пособие для  вузов. М., "Сов. радио", 1976. - 488 с.
2. Справочник по полупроводниковым приборам /Б.В.Тарабрин, С.В.Якубовский, Н.А.Барканов и др.; Под ред. Б.В.Тарабрина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 816 с.. ил.
3. Л.А.Трофимов. Расчет полосовых фильтров: Учебное пособие, КГТУ, Казань, 2003. - 64 с.