Електричний розрахунок вхідного кола на магнітній антені

Тому величина вхідної напруги амплітудного детектора визначається:

 

                                U_вхАД=

 

 

          1.9.2 Визначається потрiбний коефiцiєнт пiдсилення до детектора

 

 

При прийомi на магнітну антену чутливість приймача визначаїться напруженістю

магнітного поля   Е в точці прийому, що повинна забезпечити нормальну

вихідну потужність. Тому тут визначається:

 

• Амплітуда напруги на вході першого каскаду радіоприймача:

  

  де h_д= 0,1 см,

 

                

 

                           

 

        При прийомі на магнітну антену  потрібне підсилення радіотракту  розраховується таким чином:

 

 

        З метою забезпечення запасу по пiдсиленню на розкид параметрiв    транзисторiв потрiбне пiдсилення необхiдно збільшити у 1,4…2 рази.

 

       Тоді:

 

                                   К_заг=(1,4…2)К =

 

 

      1.9.2.1  Визначається велечина коефiцiєнта передачi вхiдного кола

 

 

При прийомі  на магнітну антену можна задатися величиною коефіцієнта передачі К _вк=1.

 

Коеф. шунтування m₂ контурiв ВК вхiдним опором БТ мікросхеми ПРЧ при

Y = 0,6 ,  R_вхПРЧ = 0,30; f'_max’ =6,678  МГц і величині Q_max=43, коли C'_min=54 пФ.

 

 

 

Тодi:  

К'_вк=

 

1.9.2.2 Визначається  коефіцієнт пiдсилення підсилювача  радіочастоти і проміжних частот, перетворювачів частоти.

 

 

Виходячи з  типiв вибраних мікросхем, визначається фактична необхiдна величина коефіцієнта пiдсилення кожної мікросхеми, яка не перевищуючи допустимої величини.

Для мiкросхеми ПРЧ К2УС242 на біполярних транзисторах К_прч=20, для мiкросхеми К2УС242 К_прч =10.

 

 

1.9.3 Визначається кiлькість каскадiв тракта радiоприймача до детектора

 

 

       а) орiєнтовне значення рiвня вхiдноi напруги першого перетворювача частоти:

 

.

 

     б) визначається дiйсна величина напруги на входi детектора.

 

Напруга на входi детектора реалізовується виходячи з того, що тракт проміжної частоти має в вигляді навантаження ФЗС, в якому сигнал зменшується через його затухання, тому:

 

U_вхАД=U_{вих пч} =U_{вх пч} · К_ППЧ ·К_ф² = 7,28 · 10^-3 · 20 · 0,28² = 11,4 мВ.

 

 

        Як видно з розрахункiв, дiйсне значення вхiдної напруги амплітудного детектора близьке до розрахованого, отже вибiр коефіцієнта пiдсилення вибрано правильно.

 

 

        1.10   Вибiр регулюємих ланок АРП радiоприймача, розрахунок виконання заданої ефективності

 

    1.10.1  Визначається необхiдна змiна коефіцієнта   підсилення  регульованих

каскадiв при  заданій величинi  змiни сигнала  на входi (а = 56 дБ) та змiни рiвня сигнала на виходi (b = 6,5дБ( 2,11 раза )

 

 

                               D_АРП(дб) = а_(дБ)-b_(дБ) = 56 – 6,5 = 49,5 дБ.

   

 

Вибір мікросхеми регулювання АПЧГ

При використаннi в ПРЧ мiкросхеми К2УС242 на БТ, яка має змiну крутостi вхiдного каскаду Smin ... Smax = 3 ... 25 мА/В, при змiнi напруги керування АРП (яка подається на базу транзистора) U_max ... U_min вiд 0,2 до 1В визначається фактична глибина регулювання мікросхеми:

 

                               δ_Крк=

 

 

1.10.2 Визначається потрібна напруга керування

 

 

DE_рег=U_max-U_min=1-0,2=0,8 В.

 

 

1.10.3 Визначається кількість регулюючих каскадів

 

 

                                              N=

 

          Отже, для заданої ефективності регулювання потрібно ввести напругу АРП на три каскади( дві мікросхеми ПРЧ і на мікросхему ППЧ).

 

 

1.10.4 Визначається потрiбна напруга керування, яка знiмається з виходу детектора АРП

 

 

В схемі АРП доцільно використовувати транзисторний детектор АРП, тобто мікросхему АМ детектора сигналів К1ДА191, яка має такі параметри:

• FB max=1МГц;
• коефіцієнт підсилення за напругою   К_{u арп}=0,6;
• напруга живлення мікросхеми Е_ж= -6,3В±10%,

що задовольняє умову  детектування частоти fпр= 720 кГц.

Для збільшення напруги  керування Uкер в схемі доцільно використовувати підсилену АРП з  використанням  схеми  ППС.   З   цією метою після схеми

згладжуючого RC-фільтра вмикається МС диференціального підсилювача К140УД1А з такими параметрами:   

• FB max=1МГц;
• вхідний опір мікросхеми R_вх=5кОм;
• коефіцієнт підсилення ППС   К_ппс=100;
• напруга живлення мікросхеми Е_ж=12В±10%,

Тоді реальна величина Е_кер буде дорівнювати:

 

           DE_кер = U_вихППЧ · К_АРП · К_ППС (b-1) = 8,1 · 10^-3 · 0,6 · 40 · (2,063-1) = 2,6 В.

 

 

1.10.5 Проводиться перевiрка спiввiдношень потрiбної напруги регулювання  i напруги керування

 

 

                                               E_кер>=(1,3…1,7)·E_рег.

 

Оскільки 2,6 >1,5 · 0,8 = 1,2 В, то розрахунок АРП виконаний правильно.

 

 

        1.10.6 Проводиться перевірка перетворювача частоти на перевантаження

 

 

Оскільки схемою АРП охоплюється лише схема ПРЧ, то в схемі проходить перевантаження лише перший перетворювач частоти, для чого використовується формула:

U_{вх Змч1Г1 max}=E_а··К'_вк·К_прч·b·δ_kрк,

 

   яка визначає величину напруги на першому змiшувачi радiоприймача.

 

              U_{вхЗм max} = 4,55 · 10^-6 · 0,08 · 20 · 2,063 · 8,33 = 1,2 мВ.

 

Цей рiвень допустимий, по визначенню табл.18 [5 ]. Отже, розрахунок схеми АРП проведений вiрно.

 

 

1.11  Вибір схеми АПЧГ

 

 

Оскільки в  радіоприймачі передбачена система  ФАПЧ, то необхідно провести вибір  каскадів цієї схеми. Напругу з вихода ППЧ доцільно подати через розв’язуючий каскад на МС К218УЕ2 ( яка представляє собою ЕП) з вхідним опором 20кОм, що усуває шунтування контурів ППЧ.

В вигляді навантаження цього транзистора може бути ввімкнений паралельний широкосмуговий контур з індуктивним зв’язком, що має  середню точку, заземленою за зміною складового струму. Схему амплітудного детектора доцільно використати на мікросхемі К2ДА181.

Крім каскадів, система ФАПЧ повинна мати згладжуючий RC-фільтр і підсилювач постійного струму на мікросхемі К140УД1А, з виходу якого подається постійна напруга на варикап першого гетеродина. Тому структурна схема радіоприймача зображена на рисунку 5  буде мати вигляд:

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Рисунок 5 - Структурна схема супергетеродинного радіоприймача.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2    Електричний розрахунок вхідного кола з магнітною антеною

 

 

Рисунок  6  – Електрична – принципова схема вхідного кола з магнітною антенною.

 

Вихідні дані для розрахунку такі:

 

• мінімальна частота I піддіапазону f_{min I} = 3,18 МГц;
• максимальна частота I піддіапазону f_{max I} = 4,73 МГц;
• мінімальна частота I I піддіапазону f_{min I I} = 4,54 МГц;
• максимальна частота I I піддіапазону f_{max I I} = 6,75 МГц;
• еквівалентна добротність контура на мінімільній частоті I піддіапазону Q_{min I}=46,29;
• еквівалентна добротність контура на максимальній частоті I піддіапазону Q_{max I}=31;
• еквівалентна добротність контура на мінімільній частоті II піддіапазону Q_{min I I} =64,1;
• еквівалентна добротність контура на максимальній частоті II піддіапазону Q_{max I I} =43;
• вхідний опір мікросхеми наступного каскаду R_вх = 150 Ом;
• вхідна ємність мікросхеми наступного каскаду С_вх = 200 пФ;
• чутливість радіоприймача Е_а = 107,5 мВ/м;
• мінімальна ємність варикапа С_{min вкп} = 12 пФ;
• максимальна ємність варикапа С_{max вкп} = 160 пФ.

2.1 Визначається паразитна ємність С_о і повна ємність контура

 

 

Для КХ діапазону С_о вибирається 35 пФ, підстроювальна ємність С_п=10 пФ.

С_{к min} = С_{min вкп}+C_о +С_п =12+35+10=57 пФ;

     С_{к max} = С_{max вкп}+C_о +С_п =160+35+10=205 пФ;

 

 

2.2 Визначається індуктивність контура кожного піддіапазону

 

 

 

;

 

.

 

 

2.3 Визначається коефіцієнт ввімкнення схеми вхідного кола з входом наступного каскаду

 

 

 

 

де:                           R_{екв min N} = 6,28·f_{min N} · Q_{min N} ·L_{к N};

   R_{екв min 1} = 6,28 · 3,18 ·46,29 · 20,1=18581 Ом;

R_{екв min 1} = 6,28 · 4,54 · 64,1 · 9,8=17910 Ом.

 

       2.4 Визначається індуктивність зв’язку схеми вхідного кола

 

                                                       

 

 

 

 

2.5 Визначається напруга на виході схеми вхідного кола на кожному піддіапазоні

 

   

 

 

2.6 Визначається послаблення сигналу дзеркального каналу на проміжній частоті для кожного піддіапазону

 

 

 

     

 

       

 

     

 

      

 

де: Δf=2·f_пр =2·0,72=1,44 МГц.

        2.7 Визначаються параметри елементів живлення варикапа

 

 

 

Вибирається стандартна величина конденсатора С_бл = 0,002 мкФ.

 

 

де: R_{екв mах 1} = 6,28 · 4,29 · 15 · 20,1=8122 Ом.

 

Вибирається стандартне значення резистора R_бл = 100 кОм.

 

С_бл – К10 – 17 – 0,002  мкФ

 

R_бл – С2 – 23 – 100 кОм ± 5%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                          3 Аналіз виконання технічного завдання

 

 Діапазон частот вхідного сигналу реалізований використанням одиночних коливальних контурів преселектора з відповідними величинами індуктивності і ємності контура. В схемі вхідного кола буде використана магнітна  антена, а зміна частоти прийому по діапазону здійснюється варикапом.

 Вид модуляції прийнятого сигналу – амплітудна,  зумовлює використання в схемі амплітудного детектора, який реалізований на мікросхемі К2ДА181.

 Смуга частот модулюючого сигналу 50Гц…13,5кГц  обумовлено параметрами ПЗЧ радіоприймача.

Чутливість  радіоприймача 107,5 мВ/м зумовлює використання  магнітної   антени в вхідному колі радіоприймача.

 Вибірність за “дзеркальним” каналом в радіоприймачі здійснюється використанням в схемі преселектора двох ПРЧ.

 Вибірність за «сусіднім» каналом реалізована двома ФЗС  в навантажені ПЧ і ППЧ. 

 Нерівномірність  підсилювання в смузі пропускання  обумовлена нерівномірністю передачі  сигналу коливальними системами  радіоприймача і частотними спотвореннями  ПЗЧ.

 Нелінійні спотворення в основному зумовлені кінцевим каскадом ПЗЧ. Для їх зменшення в схему ПЗЧ введені НЗЗ.

Ефективність  системи АРП реалізована використанням  підсиленої АРП і охопленням цією системою ПРЧ1,ПРЧ2 і ППЧ.