Разработать радиоприемник с внешними параметрами

     В дальнейшем условимся, что антенна идеальная и помех не улавливает, поэтому ЭДС помех . Величину внутреннего сопротивления приемной антенны примем равной . Шумовую полосу линейного тракта вычислим по формуле [1, с13]:

                                                   

При этом допустимый коэффициент шума всего приемника равен:

    

Определим коэффициент  шума супергетеродинного приемника по формуле, приняв, что коэффициент передачи мощности фидерной линии равен 1 [1, c14]:

,        

где , , , - коэффициенты шума входной цепи, усилителя радиочастоты, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты; , , - коэффициенты передачи по мощности входной цепи, усилителя радиочастоты, и преобразователя частоты.

     Рассчитаем  коэффициенты передачи отдельных блоков приемника по формулам таблицы 1.3 из [1, c16].  Коэффициент передачи мощности входной цепи:

,                                                             

где и - принятое и оптимальное значения коэффициента связи антенны и входного контура приемника. Обычно, в перестраиваемых приемниках применяют одноконтурные входные цепи с ненастроенной антенной, приняв коэффициент  связи входной цепи с антенной не более половины оптимального значения. Пусть .

Тогда формуле выше получим:

Коэффициент передачи УРЧ:

 

(рассчитано  для транзистора КТ366А)

Коэффициент передачи ПЧ:

Рассчитаем коэффициенты шума элементов приемника.

Коэффициент шума входной цепи:

Коэффициент шума усилителя радиочастоты:

где - минимальный коэффициент шума транзистора КТ366А.

Коэффициент шума преобразователя частоты:

Коэффициент шума усилителя промежуточной частоты:

Тогда возможный  коэффициент шума приемника равен (30):

     Полученный  коэффициент шума меньше допустимого коэффициента шума,  , а значит, требования к чувствительности приемника выполнены. 
 

Расчет  приемника

Входная цепь приемника

 

     Входная цепь соединяет антенну или антенно-фидерную систему с первым каскадом приемник (усилителем радиочастоты или преобразователем частоты).

     Входные цепи различают:

     - по частотным диапазонам: ВЦ приемников  умеренно высоких частот (длинных, средних, коротких и метровых волн), ВЦ приемников сверхвысоких частот (дециметровых, сантиметровых, миллиметровых волн);

     - по способу настройки контуров: с настройкой на фиксированные  частоты и диапазонные ВЦ;

     -  по виду связи с антенной: ВЦ  с индуктивной, емкостной, непосредственной, и комбинированной связью;

     - по числу контуров: одноконтурные,  двухконтурные, апериодические, многоконтурные;

     - по характеру используемой антенны:  ВЦ, работающие с настроенной  и ненастроенной антенной.

     Приемная  антенная представляет собой генератор  э.д.с. , включенный последовательно с комплексным сопротивлением . Поскольку диапазон частот не является узким, то будем использовать ненастроенную антенну. Учтем, что , тогда эквивалент антенны примет следующий вид:

     

     Теперь  выберем связь контура с антенной. Остановимся на внешнеемкостной связи с антенной, так как она проста, может обеспечить достаточно большой коэффициент передачи по напряжению и высокую избирательность.

     

     Перед расчетом нашей ВЦ займемся разбивкой  рабочего диапазона на поддиапазоны. При проектировании приемника, предназначенного для работы в широком диапазоне частот, рабочий диапазон частот обычно разбивается на несколько поддиапазонов.

Рассчитаем  коэффициент перекрытия всего диапазона

(1),

где и - максимальная и минимальная частоты рабочего диапазона.

Подставив требуемые значения частот в формулу (1) и произведя расчет, получим

     Разбивку  заданного диапазона на поддиапазоны необходимо производить если коэффициент перекрытия диапазона для диапазонов ДВ и СВ больше величины 2,0…2,5. Так как в нашем случае коэффициент перекрытия диапазона меньше указанной величины, то разбивать заданный диапазон на поддиапазоны нет необходимости.

     Теперь  рассчитаем одноконтурную ВЦ диапазонного приемника с внешнеемкостной связью с ненастроенной антенной.

     Вычисляем максимально допустимую емкость входной цепи:

     

,

     где - коэффициент перекрытия поддиапазона; и - максимальная и минимальная емкости выбранного блока конденсаторов. Примем и .

     Определим индуктивность контура по формуле:

     

,

     где L измерено в мкГн, f – в МГц, а C – в пФ.

     Находим наибольшую емкость связи с антенной , при которой разброс емкости антенны вызывает допустимую расстройку входного контура приемника, полагая, что расстройки, обусловленные разбросом емкостей антенны и входа УРЧ, одинаковые:

     

;

возьмем и ,

Из условия  выберем емкость связи

Вычисляем для  коэффициент включения контура к входу УРЧ, при котором обеспечивается требуемая избирательность по зеркальному каналу:

Возьмем параметры первого реактивного элемента приемника равными , , а также , - собственное затухание контура, , тогда

Рассчитываем  емкость связи:

Возьмем :

     Таким образом, емкость связи  .

     Определим емкость подстроечного конденсатора:

     

      ;

     

     В случае, если , то нужно уменьшить или , или и то и другое. После этого необходимо пересчитать . В нашем случае это не требуется, так как .

     Вычисляем коэффициент передачи входной цепи для крайних частот поддиапазона:

     

     

     

, тогда:

     

 
 

     УРЧ приемника 

     УРЧ также различаются по ряду признаков:

     - по частотным диапазонам;

     - по способу настройки контуров;

     - по виду схем.

     Для нашего случая необходимую избирательность  могут обеспечить два УРЧ (согласно схеме, полученной выше). В УРЧ наибольшее распространение получила схема с ОЭ, позволяющая получить максимальное усиление номинальной мощности при небольшом уровне собственных шумов.

     Выберем схему однокаскадного УРЧ:

     

     Данная  схема описана в [1, c 214]. В ней служат резонансной нагрузкой УРЧ; емкости разделяют по постоянному току рассматриваемый каскад от предыдущего и последующего. Резистор осуществляет термостабилизацию каскада, создавая отрицательную обратную связь по постоянному току. Резистор и конденсатор образуют развязывающий фильтр. Делитель , обеспечивает подачу прямого смещения на эмиттерный переход транзистора, т.е. обеспечивает выбранный режим УРЧ по постоянному току. Через блокировочный конденсатор напряжение сигнала подается непосредственно на эмиттерный переход транзистора, минуя делитель , .

     Представим  эквивалентную схему:

     

_{Устойчивый коэффициент усиления такого УРЧ с ОЭ равен:}

Устойчивый  коэффициент усиления однотранзисторных каскадов можно увеличить, применяя цепи нейтрализации и коррекции внутренней обратной связи. Однако эти цепи эффективны лишь в относительно узкой полосе частот.

Нам необходимо рассчитать резонансный коэффициент  усиления для данной схемы и сравнить его с устойчивым коэффициентом усиления. Если окажется больше, то нужно будет ввести меры борьбы с обратной связью для избежания самовозбуждения каскада.

Также мы можем использовать каскодную  схему, позволяющую высокий устойчивый коэффициент усиления в широком диапазоне частот в отличие от используемой нами схемы с ОЭ.

_{Выберем коэффициент подключения контура к транзистору m1=0.1 [1, с230]:}

_{Выберем коэффициент включения контура исходя из формулы [1, c231, (5.42)]} .

_{Коэффициент включения должен удовлетворять обеспечению  полосы пропускания на минимальной частоте и заданное ослабление зеркального канала на максимальной:}

 

_{Выберем коэффициент включения контура m2= 0.04}

_{Тогда резонансный коэффициент  УРЧ равен:}

_{В расчетах будем использовать именно этот коэффициент, так как}  . Также используем схему с ОЭ.

      _{Рассчитаем  элементы питания  каскадов [1, с226] при схеме питания от одного источника, которая обеспечивает термостабилизацию режима по постоянному току и параметров транзисторов в диапазоне температур -40…60ºC.}

_{Определяем  изменение обратного  тока коллектора:}

_{Тепловое  смещение базы:}

      

_{Необходимая нестабильность коллекторного  тока:}

      

_{Вычисляем сопротивления резисторов:}

 

_{(С1-4 имп. 0.25 Вт, 5%, 100Ом)}