Рисунок 3. - График обобщенной резонансной кривой.

д) По графику (рисунок 1) определяем избирательность по СК, создаваемую одним звеном фильтра

Seск1=3 дБ

е) Пользуясь тем же графиком (рисунок 1) по значениям в и Хп определяем частотные искажения Sem, вносимые одним звеном фильтра

Sem=0,4 дБ

ж) Определяем число звеньев полосового фильтра nфм из условий обеспечения заданной избирательности.

(30)

где Secк- заданная избирательность по соседнему каналу,

Secк=25 дБ

Из условия обеспечения заданных частотных искажений:

(31)

где Пфм - число звеньев фильтра при выполнении заданных частотных искажений

Так как Пфм >Пф, то расчёты правильны и число звеньев получается равным 8, но это не выгодно, следовательно, в качестве избирательной системы тракта промежуточной частоты принимаем систему с сосредоточенной избирательностью в виде ФПЭ (фильтр пьезоэлектрический).

Определение необходимого коэффициента усиления от входа до детектора

В диапазоне СВ прием производим на ферритовую антенну.

(32)

где Rвх - входное сопротивление транзистора первого каскада, Ом

g11 - входная проводимость, См.

(33)

где - характеристическое сопротивление контура, Ом

(34)

(35)

(36)

где - коэффициент включения входного контура в базовую цепь транзистора первого каскада

Uвх =Еа* hд*Qэп* pвх (37)

где Uвх - напряжение сигнала на входе первого каскада приемника, мкВ

Еа - чувствительность, В/м

hд - высота антенны, м Принимаем

hд=0,04 м

Uвх =

Необходимый коэффициент усиления от входа до детектора

(38)

где Ud - напряжение на входе детектора. Принимаем

Ud =1 В

Необходимый коэффициент усиления берем с запасом

К'н=1,5* Кн (39)

К'н=1,5 * 4739,3 ?7110

Определение устойчивого коэффициента усиления каскадов

Устойчивый коэффициент усиления преобразователя частоты

(40)

где Sпр - крутизна вольт-амперной характеристики в режиме преобразования, мА/В

Ск - проходная емкость транзистора, пФ

f'max - расширенная максимальная рабочая частота транзистора, МГц

Устойчивый коэффициент усиления УПЧ

(41)

где S - крутизна вольт-амперной характеристики, мА/В

Ск - проходная емкость транзистора, пФ

fпр - промежуточная частота, МГц

Определение числа каскадов высокочастотной части приемника

Составим структурную схему ВЧ части приемника, состоящую из обязательных элементов и выберем вероятные коэффициенты усиления каскадов, имея ввиду, что должно соблюдаться соотношение:

Квер < Куст.

где Квер- вероятный коэффициент усиления каскадов.

Куст - устойчивый коэффициент усиления каскадов.

Тогда для высокочастотной части приемника

Квер= Кпр* КУПЧ (42)

где Кпр - коэффициент усиления преобразователя частоты

Купч - коэффициент усиления УПЧ

Квер=10*30=300 < К'н

Добавим один каскад УПЧ. Первый каскад УПЧ берем апериодический, второй каскад - широкополосный.

Квер= Кпр* Купч* КАПЧ * КАПЧ * КШПЧ (43)

где Кпр - коэффициент усиления преобразователя частоты

КАПЧ - коэффициент усиления апериодического УПЧ

КШПЧ - коэффициент усиления широкополосного УПЧ

Квер=10*30*30 = 9000

Условие Квер > К'н, (9000 >7110) выполняется.

2.2 Эскизный расчет низкочастотной части приемника

Выбор схемы детектора и определение напряжения на выходе детектора

Выбираем схему последовательного диодного детектора с енной нагрузкой, так как она обладает лучшей фильтрацией напряжения промежуточной частоты и большим входным сопротивлением по сравнению с параллельной.

Выбираем диод Д2А, у которого S=50 мА/В. По графику (Рисунок 3) при Rd*S=4,7*50=235, определяем коэффициент передачи детектора, Кд=0,93

Рисунок 5. - График коэффициента передачи детектора.

Определяем напряжение на выходе детектора

(44)

Ud - напряжение подаваемое на вход детектора, В

Эскизный расчет усилителя звуковой частоты

а) Выбор типа схемы и транзисторов для выходного каскада.

При заданной мощности Рвых=1,5Вт, выбираем двухтактный трансформаторный выходной каскад, работающий в режиме АВ.

Выходная мощность, приходящаяся на один транзистор:

(45)

Рассеиваемая на коллекторе мощность:

 (46)

где е - коэффициент использования коллекторного напряжения. Принимаем е = 0,9

- КПД выходного трансформатора. Принимаем =0,8.

Выбираем транзистор ГТ 402 Б. Его параметры:

Pк доп=600 мВт Uк доп=25 В

Iк доп=500 мА в=60-150

б) Для предварительных каскадов УЗЧ выбираем транзистор МП21Е, у которого в=30.

в) Расчет усилителя мощности.

Амплитуда тока коллектора обеспечивающая заданную выходную мощность оконечного каскада

(47)

где Uк - напряжение на коллекторе транзистора, В

Принимаем

Uк=0,4*25=10 В

Условие Iтк < Iк доп =500 мА выполняется.

Амплитуда тока базы оконечного каскада

(48)

г) Определение требуемого предварительного усиления и числа предварительных каскадов.

Ток базы первого каскада

(49)

Требуемое усиление по току предварительного УЗЧ

(50)

С учетом разброса параметров

 (51)

Необходимое число каскадов предварительного УЗЧ

(52)

Рисунок 6. - Структурная схема приёмника.

3. Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной

Входная цепь:

Входной цепью принято называть электрическое устройство, включаемое между антенной и входом первого каскада. Входная цепь обеспечивает связь антенны с первым каскадом приёмника и предварительную фильтрацию полезного сигнала от различных помех.

Входные цепи классифицируют по виду колебательной системы, настроенной на частоту принимаемого сигнала и по виду связи этой системы с антенной.

В качестве колебательной системы применяют как одноконтурные, так и многоконтурные системы, но наибольшее распространение получила входная цепь с одиночным контуром.

Связь входного контура с антенной может быть емкостная, индуктивная и индуктивно-емкостная.

Емкостная связь проста по устройству, позволяет получит достаточное усиление и малую зависимость настройки приёмника от параметров антенны. Но при этой связи велика неравномерность коэффициента передачи напряжения по диапазону, поэтому она применяется в основном в приёмниках с фиксированной настройкой или при малых значениях коэффициенты перекрытия диапазона (при растяжке).

При индуктивной связи и при расположении диапазона частот выше частоты антенного контура (удлиненная антенна), увеличивается коэффициент передачи напряжения на низших частотах и уменьшается на высших. Неравномерность коэффициента передачи при этом по диапазону получается относительно небольшой.

Более равномерное усиление по диапазону обеспечивает индуктивно-ёмкостная связь, но этот вид связи наиболее сложный.

В данном курсовом проекте применяется входная цепь с ферритовой антенной и индуктивной связью входного контура с транзистором первого каскада. Ферритовая антенна обладает направленными свойствами, что позволяет осуществлять пространственную избирательность приёмника. А неполное включение контура со стороны входа каскада уменьшает шунтирующее действие на контур малого входного сопротивления транзистора.

Преобразователь частоты:

Преобразовательные каскады на транзисторах выполняют как с совмещенным, так и с отдельным гетеродином.

В схеме с совмещённым гетеродином использован один транзистор, который одновременно работает как смеситель и гетеродин. Это позволяет уменьшить расход питания, габариты и вес, но возможна взаимосвязь между контурами входной цепи, гетеродина и промежуточной частоты, что снижает устойчивость работы; схема имеет большой уровень шумов и нелинейных искажений.

В схеме с отдельным гетеродином используется два транзистора, один выполняет функцию смесителя, другой - гетеродина. Это позволяет подобрать оптимальные режимы питания транзисторов в преобразовательном и генераторном режимах, тем самым увеличивается устойчивость работы и стабильность частоты.

В данном курсовом проекте применён преобразователь с отдельным гетеродином, так как эта схема более надёжная и устойчивая, имеет меньший уровень шумов и нелинейных искажений. В качестве нагрузки смесителя использован пьезоэлектрический фильтр, выделяющий сигнал промежуточной частоты и обеспечивающий хорошую избирательность по соседнему каналу.

Транзистор в смесительной части включен по схеме с общим эмиттером, так как, по сравнению с общей базой, у неё большее усиление по мощности и большее входное сопротивление (уменьшается шунтирующее действие на входной контур).

Транзистор в гетеродинной части включен по схеме с общей базой и использована параллельная схема питания транзистора, что обеспечивает большую стабильность, также использованы ограничивающие резисторы для получения более стабильной амплитуды.

Так как использовать отдельную настройку нецелесообразно, настройка колебательных контуров входной цепи и гетеродина осуществляется с помощью сдвоенного блока конденсатора переменной ёмкости (настройка частоты ведётся одной ручкой).

4. Электрический расчёт

4.1 Расчёт входной цепи

Рассчитать входную цепь с ферритовой антенной по следующим данным:

fmin=0,8 МГц, fmax=2,0 МГц, Eа=2мВ/м, 2?F=14,4 кГц, КE(min)>0,02, Q=40, Qэmax=28, Qэmin=34,5.

Рисунок 7. - Схема каскада входной цепи.

Первым каскадом приёмника является преобразователь на транзисторе ГТ322В с параметрами: