Файл: Курсовой проект радиотракты комплексов радиосвязи и цифрового радиовещания Вариант 08 ст гр. Иктв96 Михайлов И. А.docx

Для того, чтобы трансформатор L16L19 можно было бы считать идеальным, реактивное сопротивление его первичной обмотки на рабочей (промежуточной) частоте должно хотя бы на порядок превышать сопротивление, вносимое в первичную обмотку.

Таким образом, = , тогда =70Гн.
5.1.Расчёт первого каскада УПЧ

Сопротивление развязывающего фильтра (см. схему Приложение 3) равно: R4 = ΔЕ_ф/I_с0=1/0,008=125Ом ,

где ΔЕ_ф – падение напряжения на R4, ΔЕ_ф = 0,1Е_п;

I_с0- ток стока в рабочей точке транзистора, I_с0 = 8мА.

Сопротивление резистора в цепи истока определяем по формуле: =4/0,008=500Ом.

Для того чтобы ёмкость истокового конденсатора С21 не вносила заметных частотных искажений её сопротивление на рабочей (промежуточной) частоте должно быть меньше сопротивления R20: = =10,2нФ.
Для обеспечения нормальной работы развязывающего фильтра, сопротивление конденсатора С2 на рабочей частоте должно быть, по меньшей мере, в 100 раз меньше, чем сопротивление резистора R4: С2>100/(ω_сminR4)= =849пФ
Нагрузкой для первого каскада является сопротивление, вносимое в первичную обмотку трансформатора со стороны входного сопротивления ФСС. Для согласования входного сопротивления фильтра с выходным сопротивлением первого каскада УПЧ необходим трансформатор с коэффициентом трансформации =

Выходное сопротивление каскада

---

выбирается согласно паспортным данным транзистора.

Но, зная, что: , где k – коэффициент связи, зависящий от конструктивного расположения катушек, зададимся k = 0,9.

Для того, чтобы трансформатор L4L17 можно было бы считать идеальным, реактивное сопротивление его первичной обмотки на рабочей (промежуточной) частоте должно хотя бы на порядок превышать сопротивление, вносимое в первичную обмотку.

Таким образом, = =3,8мГн

Тогда индуктивность катушки равна: = 6,3мГн

Трансформатор L18L5 аналогичен трансформатору L16L19,

а именно: L18 = L16=6,85мГн и L5 = L19=70Гн.

Коэффициент ослабления соседнего канала приёма (при расстройке на 10 кГц) составляет: =2*46=92дБ

Коэффициент ослабления зеркального канала приёма: =60,44+25=85,44дБ.
5.2.Расчёт второго каскада УПЧ

Нагрузкой для второго каскада УПЧ является сопротивление, вносимое в первичную обмотку трансформатора со стороны третьего каскада. Для согласования входного сопротивления третьего каскада с выходным сопротивлением второго каскада УПЧ необходим трансформатор с коэффициентом трансформации, равным:

.
Выходное сопротивление каскада согласно паспортным данным транзистора равно 1500 Ом. Последующий каскад УПЧ работает в таком же режиме, что и предыдущий, поэтому его входное сопротивление равно:

,
поэтому зная, что , находим коэффициент трансформации n .

А так как n=

---

,

где k – коэффициент связи, зависящий от конструктивного расположения катушек, зададимся k = 0,9 и найдем индуктивности катушек трансформатора L6L7.

Для того, чтобы трансформатор L6L7 можно было бы считать идеальным, реактивное сопротивление его первичной обмотки на рабочей (промежуточной) частоте должно хотя бы на порядок превышать сопротивление, вносимое в первичную обмотку.

Таким образом:

= ,

тогда =
Вычисляем ёмкость разделительного конденсатора по формуле:
Х_С12 < 0,1R_вхУПЧ, где R_вхУПЧ – входное сопротивление каскада УПЧ.
Тогда, зная, что: 1/(ω_прС12) < 0,1 R_вхУПЧ, можно найти емкость конденсатора С12:

С12>1/(ω_пр R_вхУПЧ)= =0,2нФ
Рассчитаем коэффициент усиления каскада К_УПЧ, зная крутизну транзистора КП307А




Напряжение питания на стоке UСИ = 5...10 В,

максимальное значение крутизны характеристики y21_М при I_СМ = 8 мА - 6 мСм,

проходная емкость C12 - не более 1.5 пФ,

входная C11 и выходная C22 емкости - не более 5 пФ,

выходная проводимость А2 - не более 200 мкСм,

тогда R_выхУПЧ =

входнная проводимость g11 - не более 0.1 мкСм,

коэффициент шума KШ при gГ ОПТ = 1 мкСм - не более 6 дБ.
=6*
5.3.Проверка устойчивости каскада
Зададимся коэффициентом устойчивости равным К_у = 0,85.

Поскольку амплитуда напряжения на входе детектора (см. схему Приложение 2) должна быть (для того, чтобы исключить появление нелинейных искажений продетектированного напряжения), что значительно должно быть меньше максимально допустимого напряжения затвор-исток выбранного транзистора, то в последующих каскадах УПЧ можно использовать такие же режимы работы, как и в данном каскаде, поэтому номиналы соответствующих навесных элементов каскадов будут одинаковыми:

---

R10=R11=R12=R13=500кОм

R19=R21=R23=R25=500кОм

R20=R22=R24=R26=500Ом

R4=R5=R6=R7=125Ом

L4=L6=L8=L10=3,8мГн

L7=L9=519мГн

C12=C13=C14=C15=0,2нФ

C21=C22=C23=C24=10,2нФ

C2=C3=C4=C5=849пФ
Рассчитаем число каскадов тракта УПЧ, необходимое для обеспечения требуемой чувствительности: N=log_KuK_УПЧ,
где N – необходимое число каскадов УПЧ, К_u– коэффициент усиления по напряжению одного каскада УПЧ, K_УПЧ – коэффициент усиления по напряжению всего тракта УПЧ,

K_УПЧ = U_вхд/Е_А0=0,4*10⁵, N=log₉0,4*10⁵=4,8, N=5
где U_вхд – амплитуда напряжения на входе детектора, (U_вхд =1В),

Е_А0 – необходимая чувствительность приёмного устройства,

Тогда общий коэффициент усиления по напряжению тракта ПЧ составляет:

K_УПЧ = (К_u)^N=9⁵=2*10⁵
Определим номиналы катушек индуктивности ВЦ последнего каскада УПЧ. Для этого необходимо рассчитать R_вх детектора сигнала и детектора АРУ (рис. 20 и Приложение 3):

Для исключения возможности возникновения нелинейных искажений в цепи детектора за счёт инерционности его нагрузки должно выполняться следующее условие:

,

где – постоянная времени нагрузки детектора, m – коэффициент модуляции (в радиовещании m=0,8), Ω_max – высшая модулирующая частота (Ω_max=6 кГц).

Для увеличения коэффициента передачи детектора следует выбирать по возможности большее сопротивление R14, однако с увеличением R14 необходимо уменьшать ёмкость С10, которая не должна быть соизмеримой с ёмкостью диода, так как при этом коэффициент передачи детектора уменьшается.

Таким образом,



Из всего детектируемого сигнала, имеющегося в колебательном контуре, к диоду прикладывается та его часть, которая падает на плече С_ак ёмкостного делителя С_акС10 (см. рисунок 5). Чем меньше ёмкость С10, тем меньшая часть сигнала прикладывается к диоду и тем большая к нагрузке. Поэтому следует брать С10 > 20С

---

_ак. Меньшая ёмкость приводит к снижению внутреннего коэффициента усиления детектора.

Рис. 5. Детектор
В качестве диода детектора выбираем диод Д3 (см. схему Приложение 2) со следующими параметрами: С_ак – 1пФ; S – 10мСм; S_обр =2,5*10^-8См
Тогда, зная, что должно выполняться условие: С10 > 20 С_ак=20пФ

и при R14 = τ/С10=45455Ом, можно найти R_вхАД = R14/2=23,5кОм.
6. Детектор АРУ

Определяем входное сопротивление детектора АРУ:

Назначением фильтра в цепи АРУ является выделение из продетектированного сигнала постоянной составляющей напряжения, пропорциональной амплитуде колебаний несущей частоты. Фильтр АРУ должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Осуществлять достаточное подавление низшей модулирующей частоты Ω_min= 50Гц в десятки и более раз. Это необходимо для устранения явления демодуляции и искажения в электронных регуляторах. Данное требование определяет минимальное значение постоянной времени фильтра.

2. Регулирующее напряжение на выходе фильтра должно успевать следить за наиболее быстрыми изменениями уровня сигнала на входе приёмника, обусловленными например явлением замирания (обычно с периодом не менее одной секунды). Это требование определяет максимально допустимое значение постоянной времени фильтра .

3. Фазовый сдвиг по НЧ в фильтре должен быть минимальным, что необходимо для обеспечения устойчивой работы замкнутой цепи АРУ. Для улучшения взаимной развязки между отдельными звеньями электронных регуляторов приходится включать дополнительные RC звенья в цепи подачи напряжения на каждое звено электронных регуляторов. Это увеличивает общий фазовый сдвиг в цепи АРУ. Однако, если постоянную времени дополнительных звеньев выбрать много меньше постоянной времени основного фильтра (в 10 и более раз), то дополнительный фазовый сдвиг окажется незначительным.

В качестве диода Д6 для системы АРУ выбираем тот же диод (как и диод Д3 в схеме детектора).

Приведем пример:

Постоянную времени нагрузки детектора АРУ выбираем равной постоянной времени детектора сигнала:

τ_АРУ = τ = 0,5*10

---