Супергетеродинный приемник

n_n=5,5/1,2=4,5                            (ДВ)

n_n=6,6/1,2=5,5                            (СВ)

Так как n_n=4,5>n_и=4           (ДВ)

n_n=5,5>n_и=4          (СВ)

то расчёт производится правильно  и можно принять:

n_ф=4= n_и   с β=0,6

Ослабление краях полосы пропускания  УПЧ 

                                                δ_п=n_р*δ_n1=4*12=4.8дБ                           (2,35)

Избирательность по соседнему каналу

                                                δ_с=n_ф*δ_с1=4*9=36дБ                               (2,36)

Заданные исходные данные выполнены.

 

2.12 Определение числа каскадов ВЧ тракта

Выбор типа детектора и его электронного прибора

Выбираю диод Д9Г с параметрами:

Граничная частота – 40 МГц;

Максимально допустимое обратное напряжение – 30 В;

Прямой ток – 10 мА;

Обратный ток – 800 мкА;

Тип детектора: диодный(квадратичный);

Амплитуда напряжения на входе Uдвх=3 В;

Коэффициент передачи Кд=0,7.

 

2.12.1 Параметры детектора

                               Uдвх=Кд*m*U²                                         (2.37)

Uдвх=0,7*0,3*3²=1,86В

 

2.12.2 Определение требуемого усиления до детектора

Исходные данные:

Действующая высота магнитной антенны  h_д=2см;

Амплитуда напряжения на входе Uдвх=3 В;

Чувствительность приемника  ДВ Е=1,3мВ/м;

 СВ Е=1 мВ/м;

Эквивалентная добротность контура  ДВ  Qэ=18,02

СВ  Qэ=60

Коэффициент шунтирования контура  ψ=0,5

Эквивалентная добротность контура  ДВ Сэ мин=176

СВ Сэ мин=37

Максимальная частота поддиапазона ДВ  f ‘_макс=290,7

СВ  f ‘_макс=1637,1

Транзистор ГТ309Б  имеет входное  сопротивление на рабочей 

частоте         Rвх=4,8 кОм

 

2.12.2.1 Коэффициент включения транзистора м контур магнитной антенны

                           m₂=

                        (2.38)

m₂=

              (ДВ)

m₂=

               (СВ)

 

2.12.2.2 Амплитуда напряжения на входе транзистора

                                    Umв=Eh_дQ_эm₂                                         (2.39)

Umв=1300*0,02*18,02*0,65=304,5мкВ       (ДВ)

Umв=1000*0,02*60*0,39=468,0мкВ            (СВ)

2.12.3 Определение числа и типа усилительных каскадов до детектора

Для определения числа каскадов до детектора необходимо задаться реальным коэффициентом передачи входной цепи Квц

ДВ Qэ=25       Квц=3

СВ Qэ=70       Квц=6

 

Исходные данные:

Крайние частоты поддиапазона ДВ f’=(290,7-145,04) КГц;

СВ f’=(1637,1-514,5) КГц;

Промежуточная частота fпр=465КГц;

Требуемое усиление о детектора  ДВ К’m=14778,3

СВ К’m=9615,3

Число контуров тракта УРЧ n_c=1;

Число фильтров тракта УПЧ n_пр=3;

Параметры транзистора КТ309Б на рабочей частоте: S=26mA/B; Uк=5В:Iэ=5мА Ск=10пФ.

2.12.3.1 Т.к. число контуров тракта радио частоты n_с=1, то каскад урч не ставится

2.12.3.2 Максимальный устойчивый коэффициент усиления каскада УПЧ на транзисторе без применения нейтрализации

                                                                                 (2,40)

Каскад преобразователя частоты

                                                                              (2,41)

=18,8              (ДВ)

=7,9                 (СВ)

2.12.3.3 Предварительно принимаем

число каскадов тракта радиочастоты Nурч=n_c-1=0

число каскадов тракта промежуточной  частоты Nупч=3-1=2

2.12.3.4 Общее усиление до детектора

                                              Кобщ=Кпр*Купч^{n пр -1}                                              (2.42)

Кобщ=18.8*14.8^3-1=278.24               (ДВ)

Кобщ=7,9*14.8^3-1=117                      (СВ)

2.12.3.5 Т.к. Кобщ<K’т       (ДВ)

 Кобщ<K’т       (СВ)

То технические условия не выполняются, необходимо добавить один каскад апериодического усиления на промежуточной частоте.

Принимается число каскадов Nурч=0; Nупч=2+1(апер)

Кобщ=18.8*14.8^4-1=60945,6               (ДВ)

Кобщ=7,9*14.8^4-1=25610                      (СВ)

Условие выполняется.

 

2.13 Предварительный расчет АРУ

 

Исходные данные:

Эффективность АРУ:

Изменение входного напряжения а=36дБ(63 раза);

Изменение выходного напряжения р=8дБ(2,5 Раза);

 

2.13.1 Требуемое изменение коэффициента приемника под действием АРУ

                                               Лm=63/2.51=25,2                                      (2,43)

2.13.2 Принимая во внимание, что все регулируемые каскады будут одинаковые по схеме и типам ламп, определяется необходимое их число:

                                    Nару=1gЛm/1gЛ1=1g25,2/10=1,4                      (2,44)

Принимаю число регулируемы каскадов Nару=1 и будет осуществляться регулировка в каскадах УПЧ.

 

2.14 Эскизный расчёт тракта низкой частоты

2.14.1 Выбор типа электродинамического громкоговорителя

Исходные данные в соответствии с техническим заданием:

Номинальная выходная мощность  Р_ВЫХ  =  0,1 Вт

Диапазон воспроизводимых частот от = 130 – 4000 Гц

 

Я выбираю динамическую головку типа 1 ГД – 28:

Номинальная мощность, 1 Вт

Диапазон воспроизводимых частот, Гц        100 – 10000

Полное сопротивление звуковой катушки, Ом     6

Габаритные размеры, мм       147 х 98 х42

Масса, Г                                                                            200

 

2.14.2 Выбор типа схемы транзисторов для усилителей мощности

 

Так как выходная мощность Р=0,1Вт, то трансформаторный усилитель мощности на транзисторах типа П302 в режиме класса А,В.

h_21э=60-150; Uкэ=15 В; Iк макс=0,3А

Мощность рассеяния на один транзистор

                                              Рк=0,4*P’_н/η_т*ξ²                                   (2,45)

Рк=0,4*0,35/0,7*0,8²=0,25

Ек<(0,3)*Ек макс=8,1

2.14.3 Выбор транзисторов для предварительных каскадов УНЧ  Для каскадов ПУНЧ выбираю транзисторы

2.14.4 Эскизный расчет усилителя мощности

 

Исходные данные:

Номинальная выходная мощность 3Вт;

КПД выходного трансформатора 0,7;

Коэффициент использования коллекторного  напряжения ξ =0,9;

Выходное напряжение детектора Uдвых=3В;

Коэффициент передачи детектора  ДВ Кд=1,92;

СВ Кд=3,05;

Входное сопротивление  каскада  УПЧ – 4,7Ком

 

Предельно допустимое напряжение коллектора для выбранного транзистора Ек=0,3*Екмакс=8,1 В;

Амплитуда тока коллектора оконечного каскада:

                                   Iмк

                                         (2.46)

Iмк

Iмк=0,98 А< Iкmax=2А;

Амплитуда тока базы оконечного каскада:

                                          Imб=Imк/Вmin                                         (2.47)

Imб=0,98/50=2мА

Постоянная составляющая тока коллектора:

                                             Io=Imk/π                                                    (2.48)

Io=0,98/3.14=31мА

Выбирается схема квадратичного детектора, работающего режиме малых напряжений, для которого:

                                          Rн=2Rвхупч*Кд                                         (2.49)

Rн=2*4,7*1,92=18 Ком          (ДВ)

Rн=2*4,7*3,05=28 Ком          (СВ)

Амплитуда тока базы при работе детектора:

                                         I’mб=Uдвых/2Rн                                         (2.50)

I’mб=3/2*18=8,3*10^-3мА     (ДВ)

I’mб=3/2*28=5,3*10^-2мА     (СВ)

Требуемое усиление по току:

                                           КiТ= Imб/ I’mб                                         (2.51)

КiТ=2/(8,3*10^-3)=24096    (ДВ)

КiТ=2/(5,3*10^-2)=37735    (СВ)

Требуемое усиление c запасом:

                                               КiТЗ=1,5* КiТ                                         (2.52)

КiТЗ=1,5*24096=36144   (ДВ)

КiТЗ=1,5*37735=56602   (ДВ)

Выбирается для ПУНЧ транзистор КТ501А;

 

Необходимое число каскадов предварительного усиления:

                                     Nунч=lg КiТЗ/ lg Вmin                                    (2.53)

Nунч=4,38/1,6=2,7     (ДВ)

Nунч=4,57/1,6=2,8     (СВ)

Полученная величина округляется до большего целого числа Nунч=3.

2.15 Предварительный расчёт источников  питания  

 

Исходные данные

Ек=8; Iк₁=Ik₂=Ik₄=0,3А; Ik₃=15мА: t=3 часа

2.15.1 Ориентировочная  мощность потребляемая от источников  питании энергия

                                                Р_о=Р₁=Е_к*n+1*Ikn                                   (2.54)

                                      Po=(3+3+3+3+15)*10^-3=0,216 Вт

2.15.2 Требуемая мощность  с запасом

                                                      Рт=1,5*Ро                                           (2,55)

                                               Рт=1,5*0,216=0,324 Вт

2.15.3 Номинальная сила  тока

                                                       Iном=Pт/Ек                                        (2,56)

                                                 Iном=324/8=40,5 мА

2.15.4 Требуемая ёмкость  источника питания

                                                        W=Iном*tр                                        (2,57)

                                                 W=0,0405*3=0,12 Ач

2.15.5 Тип источника  питания

Выбран 5ЦНК-0,2. Емкость 0,2 Ач. Ток 65 мА. Напряжением Е=5-7 В

 

 

 

4  Электрический расчёт каскадов  приёмника

 

1. Расчёт входной цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные:

рабочий диапазон частот – = 145,04 – 290,7 КГц;

пределы изменения ёмкости - С min - С max = 25 - 750 пФ 

средние значения эквивалентных параметров антенны – R_А = 25 Ом,       С_Аср= 150 пФ;

эквивалентная добротность – 25;

промежуточная частота – 465 кГц;

полоса пропускания – 8 кГц.

 

Ёмкость контура с учётом влияния  антенны:

                                                                      (4.1)

 пФ

                                                                          (4.2)

где                                                                          (4.3)

 кГц

 пФ

                                                                    (4.4)

 пФ

 

Проверяется коэффициент поддиапазона :

                                                                                           (4.5)

что соответствует заданному 

 

Определяется индуктивность катушки  контура L:

                                                                                   (4.6)

16 мкГн

Сопротивление потерь :

                                                                                                    (4.7)

где - удельное сопротивление;

                Q_K – добротность контура.

 Ом

 

Необходимая величена собственной  добротности контура  :

                                                                                       (4.8)

 

Полученная величина конструктивно  выполнима. Принимается

 

Определяется сопротивление потерь контура. Для этого рассчитывается характеристика контура:

                                                                                      (4.9)

  Ом

Коэффициент передачи в трёх точках поддиапазона

на                                                              (4.10)         

на                                                                       (4.11)

на                                                               (4.12)

          где                                                                  (4.13)

                

на                              

на                                    

на