добротность Qэ и число контуров n тракта РЧ для приемников КВ диапазона определяются требуемой избиратель- ностью по зеркальному каналу. Необходимая эквивалентная добротность, для обеспечения требуемой избирательности по зеркальному каналу при входном кстройстве с внешней емкостной связью с антенной: Qu= ( з*fз mах/fc max)/[A] где: n -число контуров -избирательность по зеркальному каналу (относ.единиц). з[дБ]=20*ln з fc max -максимальная частота диапа- зона, fc max=20 МГц fз max -максимальная зеркальная ча- стота. fз max=fc max 2fп=20000-930=1907кГц [А]=[fз
примем: Qэ max=65 Qк=250 Расчитаем эквивалентную добротность на нижней частоте диапазона. 1/Qэ min=1/Qк+(1/Qэ max-1/Qк)*fc min/fc max 1/Qэ min=1/250+(1/65-1/250)*17/20=0,0136 отсюда: Qэ=73,5 Число каскадов n-1=2 (2 каскада) 1.6 GРАСЧЕТ АЧХ ТРАКТА РЧ И ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЕЙ ПОH G МЕШАЮЩИМ КАНАЛАМ ПРИЕМА.H 1) Расчет ослабления сигнала для входной цепи с внешней емкостной связью с антенной. У=(fo+ f)/[( (1+X )) *fo] где: n -число контуров тракта РЧ, включая контур входного устройства; fo -резонансная частота, на кото- рой расчитывается АЧХ; f -абсолютная
расстройка , при которой считаем ослабление У , равная f=f-fo; X -обобщенная расстройка, определя- емая при: В 1 X=2* f*Qэ/fo B > 1 X=(f/fo-fo/f)Qэ Qэ -эквивалентная добротность на резонансной частоте fo. 2) Расчет АЧХ диапазонного приемника производить в двух крайних точках диапазона, т.е: f=fc min и f=fc max 3) Результаты расчета сведены в таблице 1.6 . При расчетах задавались расстройкой f=B*П1=B*fo/Qэ . При достиже- нии значения f=2*fп расчеты прекращались. 4) Значение Уз, вычисленное при расстройке f=2*fп опре- деляет избирательность по зеркальному каналу з=1/Уз з min=261 (отн.ед.)=48 дБ З max=57 (отн.ед.)=35 дБ Вывод: расчитанная избирательность заведомо лучше чем данная в задании. 5) График АЧХ, построеный по данным таблицы 1.6, смотри в приложении 1. 6) Расчет избирательности по каналу приема на промежуточ- ной частоте: п=(Qб[fп/fб-fб/fп]) *fб/fп где: n -число контуров тракта РЧ; Qб -их эквивалентная добротность на частоте fб, ближайшей частоте рабо- чего диапазона к
приема на ПЧ заведомо лучше заданной. 1.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОБРОТНОСТИ И ЧИСЛА КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ ТРАКТА ПЧ. 1) Ширина расчетной полосы пропускания ФСС. Пр=Пдд/ п где: п=0,8...0,9 примем п=0,85 , тогда получим: Пр=9,6/0,85=11,3 кГц. 2) Необходимая добротность контуров ФСС. Qн=2 2*fп/Пр Qн=930000* 2/11300=116,4 ФСС применяют, если конструктивная добротность Qк их контуров, лежащая в интервале 100-300, будет больше Qн. 3) Величина относительной расстройки по соседнему каналу. с=2*dfсос/Пр где: fсос-расстройка, при которой задана избирательность по соседнему каналу. с=2*9000/11300=1,59 4) Вычислим обобщенное затухание =2*fп/Qк/Пр =930000/11300/200=0,41 при Qк=200 по графику 1. 5 найдем значения: для с=1,59 Y1c= п=0,85 Y1п= 5) с1=-Y1с= дБ -избирательность по соседнему каналу. Мпч1=-Y1п= дБ -коэфициэнт частотных искажений на краях полосы пропускания. 6) Число звеньев ФСС для обеспечения заданного коэфициэнта частотных искажений на краях полосы пропускания. n п=Мпч/Мпч1=6/ = так, как: nс>nп то примем nф=nс= 1.8 GРАСЧЕТ АЧХ ТРАКТА ПЧ И ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ПО СОСЕД-H GНЕМУ КАНАЛУ ПРИЕМА.H При построении АЧХ ФСС используется обобщенная АЧХ его П-образного звена с расчитанным значением обобщенного затуха- ния . Строятся обе ветви этой обобщенной АЧХ. Затем вводится новый масштаб по осям. На оси ординат ука- зываются значения ослабления n-звенного ФСС с числом звеньев nф: Уфсс [дБ] =nф*У1 [дБ] По оси абсцисс, ниже относительной расстройки , указыва- ется абсолютная расстройка f, связанная с первой соотношением f=0,5*Пр* На построенный график АЧХ наносят полосу пропускания ДД тракта и определяют коэфициэнт частотных искажений на ее краях Кроме того, для заданной расстройки нужно отметить полученную избирательность по соседнему каналу. Для оценки правильности расчета параметров ФСС на его график АЧХ наносят линии заданного уровня коэфициэнтов ослаб- ления помехи по зеркальному каналу и по промежуточной частоте. Расчет считаем законченым, если границы полосы пропускания на графике проектируются ниже заданных, а коэфициэнт ослабления соседнего канала больше заданного. Запас избирательности по соседнему каналу всего ФСС должен быть меньше избирательности по соседнему каналу одного его звена. 1.9 РАСЧЕТ ОБЩЕГО УСИЛЕНИЯ ДД ТРАКТА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ЕГО КАСКАДОВ. В ДД тракте осуществляется усиление слабого сигнала, поступающего на вход РПУ от антенны до уровня, необходимого для работы детектора в заданом режиме. I) Расчет общего усиления ДД тракта. При приеме на наружную антенну требуемое усиление расчитывается по формуле: Кдд=Uвх/1,414/Еао где: Uвх - заданная амплитуда напря- жения на входе детектора (В) ; Eao - заданная чувствительность (В) ; Кдд=0,32/1,414/0,000006=37713 С целью создания запаса по усилению увеличим полученное значение в 1,4 раза. Кдд на=37713*1,4=527697 Кдд на= 527697 II) Определение числа усилительных каскадов ДД тракта. При приеме на наружную антенну: Кобщ=Квц*Курч*Кпч*Купч II.a) где: Квц - коэффициент передачи одноконтурной входной цепи на КВ при наружной ненастроенной антенне типа "телеско- пический штырь" или "наклонный одиночный провод" . Квц=m*Qэ мin*С'а/(Сэ мах+С'а)=m*K'вц где: m - коэффициент включения входа первого транзистора; Qэ мin - эквивалентная добротность контура входной цепи; Сэ мах - эквивалентная емкость контура входной цепи на минимальной частоте, Сэ мах=Смах+С'сх; С'а - емкость, определяемая из выраже- ния: С'а=Са*Ссв/(Са+Ссв) ,Са -емкость антенны, Ссв - емкость конденсатора связи антенны с входной цепью. Сначала расчитаем коэффициент включения входа первого транзистора (m). m*m=(1-Qэ мах/Qк)Rвх мах*Сэ мin*fс мах/159/Qэ мах где: Qк -конструктивная добротность входного контура; Rвх мах - входное сопротивление тран- зистора (кОм) на частоте fс мах; Cэ min -минимальная эквивалентная ем- кость входного контура, Сэ min=Сmin+С' Сmin -минимальная емкость конденсатора переменной емкости, при которой осуще- ствляется настройка контура на частоту fс мах, С'-эквивалентная емкость схемы при которой блок клнденсаторов перемен ной емкости, выбраный в соответствии с таблицей 1. 5 обеспечит перектытие за- данного диапазона fс min...fc max, С'=(Смах-К*К*Сmin)/(К*К-1) , К-коэффи- циент перекрытия диапазона, К=fc max/fc min 1)коэфициент перекрытия диапазона: К=20/17=1,1765 2)эквивалентная емкость схемы: С'=(100-1,384*10)/(1,384-1)=224 пФ 3)минимальная эквивалентная емкость входного контура: Сэ min=224+10=234 пФ 4)входное сопротивление транзистора ГТ310Б - 25 кОМ. m*m=(1-65/250)*25*234*20000000/159*65=0,03539 m=0,18813 5)емкость антенны: Са= 10 пФ = 10е-12 Ф 6)емкость конденсатора связи антенны Ссв= 3 пФ = 3е-12 Ф 7)емкость С'а=Са*Ссв/(Са+Ссв)=10*3/(10+3)= 2,3 пФ 8)эквивалентная емкость контура входной цепи на минималь- ной частоте диапазона: Сэ мах=Смах+С'=100+224=324 пФ 9)коэфициент передачи одноконтурной входной цепи, при коэфициенте включения входа первого транзистора m=1: К'вц=Qэ min*C'а/(Сэ max+С'а)=73,5*2,3е-12/(326Е-12) К'вц=0,52 10)общий коэффициент передачи одноконтурной входной цепи: Квц=m*К'вц=0,18813*0,52=0,0976 Квц = 0,0976 II.b)Koэффициент усиления каскада УРЧ при предварительном расчете принимают равным устойчивому коэффициенту усиления на максимальной частоте диапазона: Ко уст мах=0,45 (S/wс мах/Ск) 4)входное сопротивление транзистора ГТ310Б - 25 кОМ. m=(1-65/250)*25*72*20000000/159*65 m=0,17 5)емкость антенны: Са= 10 пФ = 10е-12 Ф 6)емкость конденсатора связи антенны Ссв= 3 пФ = 3е-12 Ф 7)емкость С'а=Са*Ссв/(Са+Ссв)=10*3/(10+3)= 2,3 пФ 8)эквивалентная емкость контура входной цепи на минималь- ной частоте диапазона: Сэ мах=Смах+С'=100+72=172 пФ 9)коэфициент передачи одноконтурной входной цепи, при коэфициенте включения входа первого транзистора m=1: К'вц=Qэ min*C'а/(Сэ max+С'а)=73,5*2,3е-12/(172Е-12) К'вц=0,983 10)общий коэффициент передачи одноконтурной входной цепи: Квц=m*К'вц=0,17*0,983=0,167 Квц = 0,167 III)Koэффициент усиления каскада УРЧ при предварительном расчете принимают равным устойчивому коэффициенту усиления на максимальной частоте диапазона: Ко уст мах=0,45(S/wс мах/Ск) где: S -крутизна проходной характерис- тики транзистора на максимальной час- тоте 30 мА/В ; Ск - емкость коллекторного перехода транзистора 1,2 пФ ; Ко уст мах=0,2025*(0,03/2/3,14/20000000/1,2е-12) Ко уст мах=6,5 Условие Ко уст мах 3 выполняется Коэффициент шума в этом случае определяется, в основном, шумами первого каскада. Коэффициент усиления УРЧ : Курч=Ко уст мах=6,5 IV)Коэффициент усиления преобразователя частоты. Зададимся Кпр=14 V)Расчет коэффициента усиления УПЧ. При приеме на наружную антенну: Купч=Кдд на/Квц/Курч/Кпр=52769/0,17/6,5/14=1486 Следовательно в УПЧ целесообразно использовать каскодный усилитель типа ОЭ-ОЭ. 1.10 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ (АРУ). АРУ должно обеспечивать изменение входного и выходного напряжения 38/9 дБ. а=US1вх махT/US1вх минT -изменение входного напряжения. р=US1вых махT/US1вых минT -изменение выходного напряжения. а = 38 [дБ] = 10S038/20T = 79,4 [отн. ед.] р = 9 [дБ] = 10S09/20T = 2,8 [отн. ед.] Требуемое изменение коэффициэнта усиления под действием АРУ: КS1АРУT = а/р = 79,4/2,8 = 28,17[отн. ед.] Необходимое число регулируемых каскадов: nS1АРУT = ln KS1AРУT/ln КS11 РЕГ.T = ln 28,17/ln 10 = 1,5 С учетом округления nS1АРУT = 3 1.11 РАСЧЕТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРИЕМНИКА, ОГРАНИЧЕННОЙ ШУМАМИ. Для наружной антенны: Еа=Сэ мах*10-5*D/C'а где: С'а -емкость, вносимая антенной цепью;Са -емкость эквивалента антенны Са=Саш=10*h=10 пФ; h=1м высота антен- ны; Ссв=3 пФ - конденсатор связи вход- ного контура с антенной; D= (Пвц*Ппч*Lк*Kш* вх) где: Пвц - полоса пропускания ненагру- енного входного контура,Пвц=fc min/Qк; Ппч -полоса пропускания тракта ПЧ , принимаем Ппч=Пдд; Lк -индуктивность катушки входной цепи (88 мкГн) Кш -коэффициент шума транзистора(3 дБ) Кш(дБ)=10*Lg(Kш); вх -отношение мощности полезного сиг- нала к мощности шума на входе детекто- ра(20 дБ), вх(дБ)=10*Lg( вх); Расчитаем коэффициент шума транзистора (отн.ед): Кш=103/10=2 Расчитаем отношение мощности полезного сигнала к мощности шума на входе детектора (отн.ед): вх=102=100 Расчитаем полосу пропускания.