Главная / Рефераты / Рефераты по радиоэлектронике
Реферат: Расчёт супергетеродинного приёмника ДВ, СВ волн
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
1.1 Введение
Изобретение радиосвязи великим русским ученым А.С. Поповым в 1895 г. – одно из величайших открытий науки и техники.
В 1864 г. английский физик Максвелл теоретически доказал существование электромагнитных волн, предсказанное еще Фарадеем, а в 1888 г. немецкий ученый Герц экспериментально доказал существование этих волн. Опыт Герца состоял в том, что с помощью катушки Румкорфа в пространстве создавались слабые электромагнитные волны, воспринимаемые тут же расположенным «резонатором». Слабая искра в резонаторе свидетельствовала о приеме высокочастотных электромагнитных колебаний. Казалось, что принцип связи без проводов уже найден, стоит лишь увеличить мощность передающего устройства. Именно по этому пути и шли ученые, которые хотели использовать волны Герца для связи без проводов. Однако это не привело к существенным результатам.
Другим путем пошел А. С. Попов, обратив основное внимание на отыскание возможностей приема очень слабых сигналов, т.е. на повышение чувствительности приемника.
7 мая 1895 г. А.С. Попов на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества в Петербурге демонстрировал прибор, принимающий электромагнитные колебания. Этот прибор был первым в мире радиоприемным устройством; к нему было добавлено регистрирующее устройство и создан грозоотметчик.
Радиоприемное устройство Попова отличалось от приемных устройств предшествующих исследователей (Герца, Лоджа) двумя особенностями: наличием антенны и использованием усиления принятого сигнала.
В дальнейшем Попов значительно повысил чувствительность своего приемника, введя в схему своего радиоприемника колебательный контур, настраиваемый в резонанс с частотой электромагнитных колебаний.
В 1904 г. английский ученый Флеминг изобрел двухэлектродную лампу (диод), а в 1906 г. Ли де Форест ввел в нее третий электрод – управляющую сетку. Электронная лампа вызвала большие изменения в технике радиосвязи. Дальнейшее развитие техники радиоприема было связано с усовершенствованием электронных ламп. С 1918 г. стали применять так называемую регенеративную схему, которая позволила значительно повысить чувствительность и избирательность радиоприемников.
В 1918 г. Армстронг получил патент на схему супергетеродинного приемника. В начале 30-х годов были созданы многосеточные лампы, в связи, с чем супергетеродинные схемы становятся основными для большинства выпускаемых радиоприемников. В 60-е годы началось освоение инфракрасного и оптического диапазонов волн. Развитие радиолокационной техники привело к разработке новых методов усиления слабых электрических колебаний. Были созданы малошумящие усилители СВЧ с использованием ламп бегущей волны, молекулярные и параметрические усилители, усилители на туннельных диодах. Развитие полупроводниковой электроники привело к новому направлению в разработке методов и устройств приема и обработки информации – микроэлектронике. Успехи в развитии современной микроэлектроники позволяют значительно улучшить основные параметры радиоприемников. Замена целых функциональных узлов и блоков радиоприемника интегральными микросхемами, замена конденсаторов переменной емкости или варикапными матрицами позволяют использовать новые методы конструирования радиоприемников, как-то: синтез частот, бесшумная настройка, автоматическая регулировка полосы пропускания при изменении уровня входных сигналов, программное управление приемником и т.д.
Современная технология производства радиоэлектронной аппаратуры, принципиально новые схемные решения, реализация которых стала возможной на ее основе, так как количество элементов и сложность схем при использовании интегральных микросхем перестали быть ограничивающими факторами, позволили резко повысить качественные показатели всех видов радиоприемных устройств.
Современные радиоприемные устройства обеспечивают надежную связь с космическими станциями, работают в системах спутниковой связи, в многотысячекилометровых радиорелейных линиях. Судовождение, авиация немыслимы сегодня без совершенных радиолокационных станций.
Современная научно-техническая революция находит свое яркое выражение в бурном развитии радиотехники, в частности техники радиоприемных устройств.
1.2 Эскизный расчет приемника
Вариант№20
Параметры приемника:
1. Диапазон принимаемых частот fн?fв, кГц .ДВ, СВ.
2. Чувствительность на магнитную антенну Еа, мВ/м .. 3
3. Селективность по соседнему каналу ?ск, дБ.40
4. Селективность по зеркальному каналу ?зк, дБ …30
5. Выходная мощность Pвых, Вт.…0,15
6. Спектр воспроизводимых частот Fн?Fв, Гц…..300?3500
7. Неравномерность частотной характеристики М, дБ ..12
8. Коэффициент нелинейных искажений Кг, %.8
9. Действие АРУ на входе ….25дБ
на выходе….6дБ
10. Вид питания – батарея 6В
11. Рассчитать принципиальную схему каскадов АД и УННЧ
12. Рассчитать частотную характеристику УНЧ
1.2.1 Определение и выбор типа радиоприемного устройства
Для выбора типа радиоприемного устройства воспользуемся ГОСТ 5651-89. Аппараты по электрическим и электроакустическим параметрам подразделяют на три группы сложности: высшую (0); первую (1) и вторую (2). Брем таблицу с трактом АМ – это тракт приема программ радиовещательных станций в диапазонах ДВ, СВ и КВ, а диапазон нашего приемника ДВ, СВ. Но мы не берем высшую группу сложности, так как наш радиоприемник не совпадает с ней ни по одному параметру.
Тракт АМ
Табл. №1
Наименование параметра Норма для аппаратов группы сложности
1 2
Чувствительность, ограниченная шумами, при отношении сигнал/шум не менее 20дБ: по напряжению со входа для внешней антенны, мкВ не хуже в диапазонах: ДВ СВ по напряженности поля, мВ/м, не хуже, в диапазонах: ДВ СВ Диапазон воспроизводимых частот звукового давления всего тракта при неравномерности частотной характеристики звукового давления 14 дБ в диапазоне СВ и 18 дБ в диапазоне ДВ, Гц, не уже для стационарных аппаратов. для переносных аппаратов Общие гармонические искажения всего тракта по электрическому напряжению на частоте модуляции 1000 Гц, при М=0,8; Рвых = Рвых ном (Uвых = Uвых ном), %, не более Отношение сигнал/фон с антенного входа для аппаратов с питанием от сети переменного тока, дБ, не менее 100 100 1,5! 0,7 50-6300 125-5600 4 46 По ТУ ! По ТУ! По ТУ По ТУ ! 125-3550 315-3150! 5 40
Наименование параметра Норма для аппаратов группы сложности
1 2
5. Действие автоматической регулировки усиления: изменение уровня сигнала на входе, дБ изменение уровня сигнала на выходе, дБ, не более 6. Односигнальная избирательность по соседнему каналу при расстройке ±9 кГц, дБ, не менее 7. Односигнальная избирательность по зеркальному каналу, дБ, не менее, в диапазонах: ДВ (на частотах 200 кГц) СВ (на частотах 1000 кГц, по ТУ) 46 10 40 50(40)** 36 30! 10! По ТУ! 40(26)** 34(20)**
* Для аппаратов объемов менее 0,001 м3 диапазон устанавливают в ТУ.
** Для аппаратов объемом менее 0,001 м3.
При сравнении параметров приведенных в таблице с параметрами нашего приемника, во втором классе приемника (2) было найдено 7 совпадений (отмеченных знаком !), тогда как в первом классе (1) – лишь 1 совпадения (отмеченных знаком !). В первом случае совпали чувствительность магнитной антенны, действие автоматической регулировки усиления, односигнальная избирательность по соседнему каналу и диапазон воспроизводимых частот. Во втором случае совпала лишь чувствительность магнитной антенны.
На этом основании я выбираю 2 класс сложности радиоприемного устройства.
1.2.2 Выбор поддиапазонов и их границ
Если при неизменной индуктивности контура не может быть обеспечено перекрытие всего диапазона приемника переменным конденсатором, а также для удобства и большей точности установки частоты и настройки приемника на станции диапазона коротких и ультракоротких волн, диапазон приемника делится на отдельные поддиапазоны. Предварительный выбор числа усилительных каскадов и избирательных контуров приемника необходимо производить на каждом поддиапазоне отдельно. Поэтому предварительный расчет приемника необходимо начинать с выбора числа необходимых поддиапазонов и определения их границ.
В радиовещательных приемниках разбивка на поддиапазоны производится согласно ГОСТ 5651-89. В соответствии с этим дополнительно на поддиапазоны разбивается только КВ. диапазон, а остальные проверяются на обеспечение выбранным блоком переменных конденсаторов заданного перекрытия частот. Диапазон КВ. радиовещательного приемника обычно делится на 2-3 поддиапазона или выделяется несколько растянутых поддиапазонов.
Так как в технических требованиях на приемник границы поддиапазонов и их количество не заданы, мы рассчитываем коэффициент перекрытия всего диапазона. Выбираем двух секционный блок конденсаторов переменной ёмкости Тесла Cmin=5пф и Cmax=385пф, габаритные размеры блока 25*25*25мм. Определяем коэфицент диапазона Кд, задавшись ёмкостью схемы Ссх=30пф, по формуле:
Кд = (Сk max+Ссх)/(Сk min+Cсх) = (385+30)/(5+30) = 3,44
По формуле: Кд.с.= f?c max/f?c min определяем требуемый коэфицент диапазона по частоте Кд. с, предварительно рассчитав f?c max и f?c min по формулам:
f?c max = 1.02*fc max,
f?c min = fc min/1.02,
Так как мне не заданы частоты диапазонов ДВ и СВ то по ГОСТ 5651-64 я принимаю для ДВ: 150?408кГц ; для СВ: 525?1605кГц
Для (ДВ): f?c max= 1.02*408 =416,16кГц f?c min=150/1.02 = 147,05кГц,
Кд.с=416,16/147,05=2,8
Для (СВ): f?c max= 1.02*1605=1637.1кГц f?c min= 525/1.02 =514.7кГц
Кд.с=1637,1/514,7=3,180
Проверяем выполнение условия чтобы Кд?Кд.с:
Для (ДВ): 3,44>2,8 для (СВ): 3.44>3.180,
Так как условие выполняется то в приёмнике применяется один диапазон для (ДВ), и один диапазон для (СВ).
1.2.3 Проверка перекрытия поддиапазонов
После выбора блока переменных конденсаторов необходимо проверить, сможет ли он обеспечить перекрытие всех поддиапазонов приемника.
Порядок расчета:
1. Определяется эквивалентная емкость схемы С’сх, при которой выбранный ранее блок переменных конденсаторов обеспечит перекрытие данного поддиапазона k’пд.
Для (ДВ) и для (СВ):
С’сх = (Сmax – Кд2Сmin) / (Кд2 – 1) = (385 – 3,442?5) / (3,442 – 1) = 325,83/10,83=30,08пф
2. Так как на всех поддиапазонах С’сх > 0, то необходимо вычислить действительную емкость схемы:
Ссх = См + СL + Свн = 15 + 15 = 30 пФ
где См – емкость монтажа (см. табл. №3)
СL – собственная емкость катушки контура (см. табл. №3)
Свн – емкость, вносимая в контур электронным прибором на рабочей частоте. Емкость, вносимую в контур электронным прибором на рабочей частоте, мы не вычисляем и принимаем равной 0.
Табл. №3
Диапазон Емкость монтажа См, пФ Емкость катушки СL, пФ
Длинные волны (ДВ) Средние волны (СВ) Короткие волны (КВ) Ультракороткие волны (УКВ) 5 ? 20 5 ? 15 8 ? 10 5 ? 6 15 ? 20 5 ? 15 4 ? 10 1 ? 4
3. Так как Ссх’ ? Ссх (на всех поддиапазонах), то дополнительную емкость можно не определять. И, следовательно, блок конденсаторов выбран, верно.
4. Эквивалентная емкость входной цепи:
Для (ДВ) и для (СВ.):
Сэ = (Ckmin + Ссх’) ? (Ckmax + Ссх’) = (5 + 30,08) ?(385 + 30,08)= 35,08?415,08 пФ
1.2.4 Выбор промежуточной частоты
Величина промежуточной частоты выбирается из следующих соображений:
1. Промежуточная частота (fпр) не должна находиться в диапазоне частот приемника или близко от границ этого диапазона;
2. Промежуточная частота не должна совпадать с частотой какого-либо мощного передатчика.
3. Для получения хорошей фильтрации промежуточной частоты на выходе детектора должно быть выполнено следующее условие:
fпр ? 10Fв,
где Fв – верхняя частота модуляции.
4. С увеличением промежуточной частоты:
- увеличивается избирательность по зеркальному каналу;
- уменьшается избирательность по соседнему каналу;
- расширяется полоса пропускания;
- уменьшаются входное и выходное сопротивления электронных приборов, что приводит к увеличению шунтирования контуров, а так же понижается крутизна характеристики транзисторов;
- ухудшается устойчивость УПЧ;
- уменьшается коэффициент усиления на каскад за счет уменьшения резонансного сопротивления контура и ухудшения параметров электронных приборов;
- уменьшается вредное влияние шумов гетеродина на чувствительность приемника;
- облегчается разделение трактов промежуточной и низкой частоты, что позволяет упростить фильтр на выходе детектора;
- увеличивается надежность работы устройства автоматической подстройки частоты;
- уменьшаются размеры контуров и блокировочных конденсаторов.
5. С уменьшением промежуточной частоты:
- увеличивается избирательность по соседнему каналу;
- уменьшается избирательность по зеркальному каналу;
- сужается полоса пропускания;
- увеличиваются входное и выходное сопротивления электронных приборов, что приводит к уменьшению шунтирования контуров, а так же увеличивается крутизна характеристики транзисторов;
- улучшается устойчивость УПЧ;
- увеличивается коэффициент усиления на каскад;
- понижается коэффициент шума.
Табл. №4
Тип приемного устройства Промежуточная частота
Радиовещательный АМ и ЧМ 465±2 кГц; 6,5±0,1 МГц
В соответствии с таблицей №4, я выбираю промежуточную частоту равную 465±2кГц.
1.2.5 Определение ширины полосы пропускания
Ширина полосы пропускания высокочастотного тракта супергетеродинного приемника определяется необходимой шириной полосы частот излучения передатчика корреспондента, а также нестабильностью частоты передатчика корреспондента и гетеродина приемника.
Необходимая ширина полосы частот излучения передатчика 2?fп зависит от вида передачи и модуляции, и определяется следующим образом:
1. При двух полосной амплитудной модуляции (АЗ)
2?fп = 2Fв = 2?3500Гц = 7000Гц=7кГц
где Fв – верхняя (максимальная) частота модуляции.
2. При однополосной амплитудной модуляции:
с подавлением одной боковой полосы (АЗН и АЗА)
2?fп = Fв = 3500Гц=3,5кГц
с подавлением одной боковой полосы и несущего колебания (АЗJ)
2?fп = Fв - Fн = 3500 –300 = 3200Гц=3,2кГц
где Fн – нижняя (минимальная) частота модуляции.
1.2.6 Распределение заданной неравномерности усиления в полосе пропускания.
Для обеспечения необходимого минимума частотных искажений в области верхних звуковых частот каждому радио приёмному устройству в технических условиях задаётся наименьшее ослабление на краях полосы пропускания. Для радио вещательных приёмников это ослабление задано в ГОСТ 5651-65.
При проектировании заданная величина ослабления распределяется по отдельным трактам приёмника. Практикой установлено, что наиболее приемлемым является распределение ослабления на краях полосы пропускания приёмника по отдельным трактам, приведенное в таблице№5:
Ослабление на краях полосы пропускания не более, дб
Тип приёмника Частота, кГц Всего тракта Тракта РЧ Тракта ПЧ1 Тракта ПЧ2 УННЧ УНЧ
Радио вещательные приёмники: С АМ С АМ С ЧМ Транзисторный АМ с магнитной антенной 250 >250 >250 18 14 14 14 4?8 1?3 0 3?6 6?8 6?8 6 4?8 -- -- -- -- 1?2 1?2 2?3 1.5?2 1?2.5 1?2.5 3?4 1.5?2
В приёмниках с магнитной антенной, где для увеличения эффективной действующей высоты магнитной антенны и избирательности по зеркальному каналу эквивалентное качество контуров входной цепи может быть сделано достаточно высоким (порядка 100?200), увеличивают ослабление тракта радиочастоты до 3?6дб, соответственно уменьшая ослабление в тракте УПЧ и УНЧ.
1.2.7 Определение эквивалентной добротности и число контуров тракта радиочастоты.
В зависимости от заданной величины ослабления зеркального канала определяется необходимая минимальная добротность контура преселектора. Зададимся только входным контуром без УРЧ и определим минимальную эквивалентную добротность контура Qэк.зк, обеспечивающую заданное ослабление зеркального канала: nc=1
nc
Qэк.зк = Se.зк / {(f?зк/f?c max)-1}, где Seзк- заданное ослабление зеркального канала в относительных единицах; fэк =fc max+2*fпр. Далее выбирают конструктивную добротность контуров преселектора Qкон, ориентировочное значение которой приведено в таблице №6:
Диапазон волн. Конструктивная добротность контура с ферритовым сердечником.
Километровый (ДВ) 90?140
Гектометровый (СВ.) 100?160
Декаметровый (КВ.) 140?190
Потом проверяют выполнение условия: Qэк.зк?(0,5?0,7)Qкон. Далее рассчитывают полосу частот входного сигнала П и максимальную добротность контура входной цепи или входной цепи и УРЧ Qэк.п. при которой частотные искажения в заданной полосе не превышают допустимых, полученных при распределении их между каскадами:
П=2*(Fm max + ?fсопр + ?fг), где ?fсопр-допустимая неточность сопряжения настроек контуров, которую для километрового и гектометрового диапазона выбирают равной 3?5кГц; ?fг- возможное отклонение частоты гетеродина, равное (0,5?1)*0,001*fcmax;
Fcmin M?-1
Qэк.п=,
П.
Где М- частотные искажения преселектора, при отсутствии в приёмнике УРЧ М=Мпрес/2, при наличии УРЧ М=Мпрес. Должно выполнятся условие:
Qэк.п.?Qэк.зк
Fm max= Fc max-Fc min=3500-300=3200Гц=3,2кГц.
Для ДВ:
Qэк.зк = 31,6/{(1790244/166464)-1}=3.2
Выбираю конструктивную добротность Qкон=90
Проверяю выполнение условия Qэк.зк?(0,5?0,7)Qкон: 3.2?45?63, условие выполняется, принимаем рассчитанное Qэк.зк.=3,2
?fсопр – для ДВ и для СВ выберают(3?5)кГц, выберу ?fсопр= 5кГц; ?fг= 1*0,001*fс max= 1*0.001*408кГц= 0,408кГц
П.= 2*(3,2+5+0,408)=17,216кГц
Qэк.п= (150кГц* (3/2)?-1)/17,216кГц= 167,70/17,216=10,89
Проверяю выполнение условия Qэк.п?Qэк.зк : 10,89?3,2, условие выполняется, следовательно выбираем рассчитанное Qэк.п=10,89 и УРЧ применять не надо.
Для СВ.:
Qэк.зк= 31,6/{(2535/1605)?-1}?22
Выбираю конструктивную добротность Qкон=140.
Проверяю выполнение условия: Qэк.зк?(0,5?0,7)Qкон: 22?70?98, условие выполняется, принимаем рассчитанное Qэк.зк=22.
?fсопр=5кГц; ?fг(0,5?1)*0,001*1605кГц=0,8?1,6кГц, выбираю ?fг=1кГц.
П.=2*(3,2+5+1)=18,4кГц.
Qэк.п= (525* (3/2)?-1)/18,4=31,9.
Проверяю выполнение условия:
Qэк.п?Qэк.зк; 31,9?22, условие выполняется следовательно выбираю рассчитанное Qэк.п=31,9 и УРЧ применять не надо.
1.2.9 Определение типов и числа контуров тракта промежуточной частоты.
Группа сложности приёмника АМ тракт
Тип А3 Селективная система
Преобра- зователь УПЧ-1 УПЧ Оконе- чное
высшая ПТ БПТ ФСС-3,4 ПКФ К К К Р
ДКС К К ДПФ ФСС-3,4 ДПФ: К К
ИС ПКФ РИС РИС: К
1 ПТ; БПТ ФСС-3,4 К К ФСС-3,4 К К
ДКС К ФСС-3,4 К
ИС ПКФ РИС РИС; К
2 БТП ФСС-3,4 К К ФСС-3,4 К К
ДКС К ФСС-3,4 К
ИС ПКФ ПКФ К РИС РИС РИС
Таблица№7:
Исходя из таблицы №7 для приёмника 2-го класса сложности я выбираю ПЧ на биполярном транзисторе, нагруженным либо на ФСС-3,4; либо на одиночный колебательный контур.
Схему ПЧ выбирают либо с совмещённым, либо с отдельным гетеродином, так как мой приёмник 2-го класса сложности то я выбираю схему
ПЧ с отдельным гетеродином нагрузкой которого является ФСИ, состоящий из LC контуров. Избирательность по соседнему каналу, которая обеспечивается входной цепью.
Se?=(N+1)*20lg 1+(2*?f*Qэк./fc max)? дБ, где N- число каскадов УРЧ, ?f- стандартная расстройка, равная 9кГц для километрового, гектометрового и декаметрового диапазонов; fc max- максимальная частота сигнала; Qэк.-ранее выбранная добротность контуров входной цепи и УРЧ.
Значение Seфси рассчитывают по формуле:
Seфси =Se-(Se?+Seупчобщ),дБ. Таблица№8
параметр ПФ1П-1 Пф1П-2 ПФ1П-001 ПФ1П-013
Средняя частота полосы пропускания, кГц 465±2,5 465±2,5 465±2,5 465±2,5
Ширина полосы пропускания на уровне, дб, кГц 6,5-10,0 8,5-12,5 7,0-10,5 9,5-13,5
Неравномерность затухания в полосе пропускания, дб, не более 3 3 1 1
Затухание в полосе пропускания, дб, не более 12 12 4,5 4,5
Избирательность по соседнему каналу (ослабление при расстройке ±9кГц), дб, не менее 41 38 12 9
Согласующие сопротивления, кОм со стороны: Входа Выхода 1,2 0,68 1,2 0,68 2 1 2 1
Для (ДВ):
Se?=(0+1)*20lg 1+(2*9*9.74/408 )? = 20*lg1,08=0,73дб
Seфси=30-(0,73+6)=23,27дб
Для (СВ):
Se?=(0+1)*20lg 1+(2*9*31.9/1605)? = 0.52дб
Seфси=30-(0,52+6)=23,48дб
Пфси =П./а, где, а=0,8?0,9 – коэффициент расширения полосы. Выбираю, а=0,85
Пфси =7кГц/0,85=8,2кГц
Для определения количества звеньев рассчитывают необходимую эквивалентную добротность контуров ФСИ:
Qэк.фси= 2*1,41*fпр/Пфси=2*1,41*465/8,2=160
Максимальная конструктивная добротность контуров ФСИ Qконфси=200. Должно выполнятся условие:
Qэк.фси?(0,6?0,8)*Qконфси
160?120?160 – условие выполняется.
Относительная расстройка и обобщенное затухание:
?e=2*?f/Пфси = 2*9/12,5=1,44
?e=2*fпр/Qэкфси *Пфси =2*465/160*12,5=0,465
подставляя эти значения в графики, получаем Se1=6дб
определяем необходимое число звеньев по формуле:
Для ДВ:
Nфси= Seфси/Se1=23,27/6=3,87?4
Для СВ:
Nфси= Seфси/Se1=23,48/6=3,91?4
Исходя из полученного коэффициента видно, что нагрузкой моего ПЧ будет являться 4-х звенный ФСИ состоящий из LC контуров.
1.2.10 Выбор транзисторов приёмника для тракта радио частоты и промежуточной частоты.
В целях унификации в тракте РЧ и ПЧ используются одни и теже транзисторы. Выбор транзисторов осуществляется исходя из следующих соображений:
1. Fmax?0.1fгр
2. Uk?Eи
Выбираю транзистор ГТ309Б
Fгр=80МГц и Eкmax=10В
Проверяю выполнение условий 1 и 2:
1. Fmax?0,1fгр?0,1*80=8МГц
2. Uk=10В?Eи=6В
Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно, выписываю основные параметры в таблицу№9
Тип транзистора Ik, ma Uk, B S, ma/B h21э C12, пФ g11э, сим Rвх, кОм h22э, мксим h11э, Ом
ГТ309Б 10 5 26 120 5 0,001 1,25 5 38
Тип транзистора ?к, мксек Ск, пФ rб, Ом gi, сим g, сим
ГТ309Б 0,0005 10 75 0,0000045 0,00021
Так как параметры транзистора рассчитаны определённой частоте, чаще всего 1000Гц, то необходимо пересчитать его параметры на f0=465кГц
Вычисление высоко частотных параметров транзистора:
1. определяем параметры транзисторов при токе Ik2=1ma:
A=Ik2/Ik1=1/10=0.1; S0’=A*S0=0.1*26=26ma/B;
g’=A*g=0.1*0,00021=0,000021сим;
g’i=A*gi=0.1 * 0,0000045=0,00000045сим;
?’=А*?=0,1*0,5=0,05нсек=0,00005мксек;
2. определяем вспомогательные коэффициенты:
Н=S0’*rб/1000=2.6*75/1000=0.195;
Ф=S0’*rб*Ck/?’*1000000000=2.6*75*10/0.0005*1000000000=0,0039сим
Б=?’/rб*(1-g’*rб)*1000000=(0,00005/75)*(1-0,000021*75)*1000000= =0,6656пФ
v=2*?*f0*?’=2*3.14*0,465*0,00005?0,00015
3.Определяем входное сопротивление транзистора:
gвх=g’+v?/rб=0,000021+0,00015?/75?0,000021сим
Rвх=1/gвх=1/0,000021=47619Ом?48кОм
4. Определяем выходное сопротивление транзистора:
gвых=gi’+v?*Ф=0,00000045+0,00015?*0,0039?0,00000045сим
Rвых=1/gвых=1/0,00000045=2222222,22?2,2Мом
5.Определяем входную ёмкость:
Свх=Б=0,6656пФ
6.Определяем выходную ёмкость:
Свых=Ск*(1+Н)=10*(1+0,195)=11,9 5пФ
7.крутизна характеристики:
S=S0’=26ma/B
Для удобства выписываю ВЧ параметры транзистора на рабочей частоте f?465кГц в таблицу№10:
Тип транзистора Ik, ma ?, мксек Ск, пФ S, ma/B Rвх, кОм Rвых, МОм Свх, пФ Свых, пФ
ГТ309Б 1 0,00005 10 26 48 2.2 0.6656 11.95
1.2.11. Определение требуемого усиления до детектора:
Определение требуемого усиления до детектора:
При приёме на магнитную антенну чувствительность задаётся напряжённостью электрического поля Е в точке приёма, обеспечивающей на выходе приёмника нормальную выходную мощность.
Амплитуда напряжения на выходе первого каскада приёмника.
Umвх=Е*hд*Qэ*m2,мВ, где
Е - заданная напряжённость поля в точке приёма, мВ/м
hд. – действующая высота магнитной антенны, м; на ДВ и СВ можно принять hд=0,02?0.04м
Qэ – эквивалентная добротность контура входной цепи;
m2 – коэффициент включения входа электронного прибора в контур входной цепи.
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/?max), где ?max – характеристическое сопротивление контура;
?max=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ]),
Rвх – сорпотивление первого каскада приёмника, т.к. УРЧ отсутствует, то
Rвх=1/(0,8*g11э)
dэп=1/Qэк
dкон=1/Qкон
Необходимый коэффициент усиления берут с запасом из – за разброса параметров, неточной настройки контуров и т.д.
Кн’=(1.4?2)*Кн
Для ДВ:
dэп=1/Qэк=1/10,89=0,091
dкон=1/Qкон=1/90=0,011
Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм
?max=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ])=159/0,408*(11,9+30)=2,3 кОм
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/?max)= (0,091 -0,011)*(1,25/2,3)=0,043
Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,03*10,89*0,043=47,6мкВ
Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0,6 /1,41*0,0000476=8939раз
Определяем коэффициент усиления с запасом на 40%:
Кн’=1,4*8939?12520раз
Для СВ:
dэп=1/Qэк=1/31,9=0,031
dкон=1/Qкон=1/140=0,007
Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм
?max=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ])=159/1,605 *(10+30)=2,47 кОм
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/?max)= (0,031-0,007)*(1,25/2,47)=0,012
Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,04*31,9*0,012=45,93мкВ?46мкВ
Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0.6 /1.41*0,000045936=9263раз
Определяем коэффициент усиления с запасом на 40%:
Кн.’=1.4*9263?13000раз
Определение числа и типов усилительных каскадов до детектра:
Так как УРЧ отсутствует, то рассчитываем коэффициент усиления Ку. Для начала выберем 2 каскада УПЧ, nпр=3;
для УПЧ:
Ку=6,3* S/f*Ck =6.3* 34/0.465*2,8=32,1
для ПЧ:
Кпр=6,3* Sc/Fc*Ck=6.3* 26/1.605*2,8=15раз
Определяю общий коэффициент усиления Кобщ
Кобщ=Кпр*Купч^(nпр-1)=8*15,96^3-1=15*32,1?=15456
Так как Кобщ>Кн’ для ДВ и Для СВ то хватет 2 каскадов УПЧ
Первый каскад УПЧ будет апериодический, а второй широкополосный.
Выбор схемы АРУ и числа регулируемых каскадов:
Выбираю схему АРУ с задержкой, работающую на принципе изменения эмиттерного тока за счёт подачи регулирующего напряжения в цепь базы транзистора.
Рассчитываем необходимые пределы изменения коэффициента усиления регулируемых каскадов по формуле:
nн=Д-В, где:
Д-заданное изменение сигнала на входе приёмника, дб
В- заданное изменение сигнала на выходе приёмника, дб
nн=25-6=19дб
Считая что регулируемые каскады идентичны, определяют необходимое количество регулируемых каскадов по формуле:
NАРУ=nн/20*lgn, где n-изменение коэффициента усиления одного регулируемого каскада
Зададимся n=10, тогда:
NАРУ=19/20*lg10=0.95?1
В соответствии с рекомендациями по выбору схемы АРУ в качестве регулируемого каскада используем первый каскад УПЧ по апериодической схеме.
1.2.12.Эскизный расчёт тракта низкой частоты:
Выбор типа электродинамического громкоговорителя:
Исходными данными, необходимыми для выбора динамического громкоговорителя, являются:
1. номинальная выходная мощность: Рвых=0,15Вт
2. полоса воспроизводимых частот: Fн=300Гц?Fв=3500Гц
3. неравномерность частотной характеристики:
4. среднее звуковое давление при заданной номинальной мощности:
Применяемые в транзисторных переносных приёмниках электродинамические громкоговорители должны иметь маленькие размеры. Исходя, из этих соображений я выбираю громкоговоритель типа: 0,2ГД-1, с параметрами:
Таблица№11:
тип Pном, Вт Диап. F(Гц) Среднее Звуковое Давление Полное Сопротивление Звуковой катушки, Ом Габариты мм Вес, гр
Fн Fв н/м? бар
0,2ГД-1 0,200 300 10000 0,18 1,8 6±0,6 60*25 50
Выбор типа схемы и транзисторов для выходного каскада:
В качестве оконечных каскадов усилителей низкой частоты можно использовать как однотактные, так и двухтактные схемы. Схема выходного каскада определяется назначением усилителя и требованиями, предъявляемыми, к нему. Так как у моего усилителя Рвых=0,150Вт, то я выбираю двухтактный каскад в режиме класса АВ на маломощных транзисторах.
Выбор транзисторов производится, исходя из следующих соображений:
1. предельно допустимая мощность рассеяния на один транзистор Ркмакс должна превышать рассеиваемую на коллекторе мощность Рк, которую можно вычислить по формуле:
Рк=0,4*Рн’/ ?унч *??, где
Рн’=Рн/2-номинальная мощность, заданная по условию, приходящаяся на один транзистор.
Рк-мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора.
?унч-КПД выходного каскада =1
?-коэффициент использования коллекторного напряжения=0,8?0,95; выбираю 0,9
Рн’=0,150/2=0,075Вт=75мВт
Рк=0,4*0,075/1*0,9?=0,037Вт?37мВт
Выбираю транзистор: КТ315А, у которого Ркмакс=150мВт; Екмакс=25В
2. Проверяю выполнение условия:
Ек?(0,3?0,4)Екмакс
6В?(0,3?0,4)*25=7,5?10
Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно.
Выбор транзисторов для каскадов УННЧ:
В большинстве случаев каскады УННЧ могут быть выполнены на маломощных транзисторах. При этом, если усиливаемые частоты не превышают единиц килогерц, выбор транзисторов производится по низкочастотным параметрам из следующих соображений:
1. минимальной стоимости;
2. наибольшей величины коэффициента усиления (В...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
|
Добавлено: 2015.05.14
Просмотров: 902
|
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная! |
