Електричний розрахунок вхідного кола на магнітній антені

    Для підвищення чутливості буде вибрана мікросхема на біполярних транзисторах, тому величина параметра, що знаходиться у зворотній пропорційній залежності від коефіцієнту шунтування контуру, дорівнює q= 2,5.

Знайдемо еквівалентне згасання сигналу контуру преселектора:

 

d_ес = q · d₀ = 2,5 · 0,008 = 0,02;

 

 

   1.5.1.1 Визначаємо  фактичне послаблення сигналу  в преселекторі на межі смуги пропускання:

 

 

Значення    М_прес     вийшло    меншим,     ніж    розраховане в п.1.1 значення      М_пр = 3 дБ, тому схема преселектора вибрана вірно.

 

 

1.5.2 Визначення кiлькостi перетворень та вибір проміжних частот

 

 

Для забезпечення заданого послаблення сигналу “дзеркального” каналу       S_дзк = 67дБ (2238 раза), при верхній настройці гетеродина, величина першої проміжної частоти f_пр1 повинна задовольняти умові:

 

    f_пр1 = 930 кГц.

 

Для забезпечення заданої смуги пропускання F трактом ПЧ визначаємо значення другої проміжної частоти, при цьому враховуємо втрати у вибірній системі ПЧ.

Оскільки передбачається, що ця проміжна частина буде лежати в короткохвильовому діапазоні, то згідно з табл.3 [5] визначаються величини q_пр і δ_0пр. Оскільки передбачається, що в тракті ПЧ  будуть використані мікросхеми на біполярних  транзисторах, то q_пр=2,0; δ_0пр=0,018. Тоді δ_епр=q_пр δ_0пр = 2 · 0,018 = 0,036. Виходячи з даної вибірності  за  сусіднім  каналом S_ск = 70 дБ,    видно,   що її  можна забезпечити чотирма смуговими фільтрами, для яких вибірність кожного визначається приблизно 15...20дБ. Для цих вибірних систем за табл. 4[5] визначається ψ(m) = 1,07.

 

;

 

 Отже   величина   проміжної  частоти   буде   дорівнювати:

 

f_пр = 1,6  МГц;                    

 

Оскільки в радіоприймачі  з подвійним перетворенням частоти  гетеродин перетворювача неперестроюваний, то його можна реалізувати за схемою високостабільного за частотою генератора(наприклад, кварцового), а системою ФАПЧ охопити лише схему гетеродина першого перетворювача. 

 

 

1.6   Розбивка діапазону робочих частот на піддіапазони

 

 

Метод розбивки діапазону  робочих частот на піддіапазони визначається виходячи з того, що радіоприймач потребує точного встановлення значення частоти прийнятого сигналу. Тому тут доцільно використати метод рівних коефіцієнтів перекриття піддіапазонів. Цей метод дозволяє отримати точну настройку на станцію, що приймається, а також має більш рівномірну шкалу настройки радіоприймача.

Висхідними даними для  розрахунку є:

f_{c min} = 12,163 МГц – мінімальна частота прийнятого сигналу;

f_{c max} = 26,934 МГц – максимальна частота прийнятого сигналу;

К_{д max} = 1,08 – найменше значення коефіцієнту перекриття для даного діапазону частот.

 

При методі методі рівних коефіцієнтів перекриття розрахунок параметрів піддіапазонів проводиться:

 

 

1.6.1  Визначається коефіцієнт перекриття діапазону К _д

 

 

       1.6.2   Проводиться порівняння одержаної величини К_д і К_{д max}

 

 

При К_д > К_{д max}  проводиться розбивка на піддіапазони. Оскільки 2,2>1,08, то радіоприймач буде мати кілька піддіапазонів.

 

 

        1.6.3  Визначається необхідна кількість піддіапазонів N

 

 

 

Ця величина округлюється до цілого більшого числа і визначається, що радіоприймач буде мати одинадцять піддіапазонів, тобто N = 11.

 

 

1.6.4   Визначається фактичний коефіцієнт перекриття під діапазонів К_ПД

 

 

 

 

1.6.5 Визначається інтервал частот кожного піддіапазону з врахуванням запасу і його коефіцієнт перекриття

 

 

І піддіапазон:

 

 

 

 

 

ІI піддіапазон:

 

 

ІII піддіапазон:

 

 

IV піддіапазон:

 

V піддіапазон:

 

VI піддіапазон:

 

 

 

 

VІI піддіапазон:

 

 

 

VIІI піддіапазон:

 

IX піддіапазон:

 

X піддіапазон:

 

XІ піддіапазон:

 

 

    Результати розрахунків  заносемо в таблицю (таблиця 1).

 

   Таблиця 1- Результати розрахунків меж піддіапазонів

 

Піддіапозони	Мінімальна частота  піддіапазону, МГц	Максимальна частота  піддіапазону, МГц	Коефіцієнт перекриття піддіапазону
I піддіапазон	11,9	13,34	1,12
II піддіапазон	12,8	14,34	1,12
III піддіапазон	13,78	15,4	1,12
IV піддіапазон	14,8	16,57	1,12
V піддіапазон	15,92	17,8	1,12
VI піддіапазон	17,12	19,5	1,14
VII піддіапазон	18,4	20,58	1,12
VIII піддіапазон	19,8	22,13	1,12
IX піддіапазон	21,27	23,8	1,12
X піддіапазон	22,9	25,6	1,12
XI піддіапазон	24,6	27,5	1,12

  

      1.6.6 Вибір елемента настройки

 

 

Найбільш широке використання в якості елементів настройки  в сучасних конструкціях радіоприймачів знаходять варикапи і варикапні матриці. Це дозволяє різко скоротити габарити радіоприймача, спростити конструкцію елемента настройки. При їх використанні визначається їх максимальна і мінімальна ємність для нашого діапазону частот, згідно довідника.

Для синхронної перестройки контурів ВК і ПРЧ, а також першого гетеродина вибирається   варикап КВ116А, який має наступні параметрами:

U_кер=1...10В;   Cк _max = 160 пФ;   Cк _min = 12 пФ.

Так як U_кер менша Еж=20, то варикапи вибрано вірно. Виконуємо перевірку перекриття всіх піддіапазонів по формулі:

 

 

,

   

    де: Ссх = См + Ск + Свн.

 

Ємність монтажа Cм = 9 пФ i власна ємність контурної катушки   С_L = 10 пФ визначим по таблиці 7 [5], а ємність мікросхеми ПРЧ на біполярних транзисторах можна прийняти приблизно С_вн = 25 пФ, тому:

 

Скх = 10+11+30= 51 пФ,

 

      тодi розрахунковий коефiцiент перекриття по піддіапазону дорiвнює:

 

= 1,79.

 

Розрахована величина К_пд повинна дорівнювати або перевищувати найбільшу величину К_пдN діапазонів на 1…10 %.

 

К_пд

(1,01…1,1)К_пдN К_пд = 1,1·1,075 =1,18.

 

Оскільки величина К_ПД не перевищує допустиме значення, то розтяжку під діапазонів робити не потрібно.

 

 

1.7 Вибір мікросхем радiотракта приймача

 

 

  При розрахунку величини проміжних частот радіоприймача передбачалося, що вхідний каскад мікросхеми ПРЧ буде виконано на біполярному транзисторі, і мікросхеми тракту проміжної частоти також на біполярних транзисторах.

      Орієнтуючись на величину максимальної частоти прийнятого сигналу

= 26,934 МГц, для схеми ПРЧ зручно вибрати мікросхему К2УС242 на

БТ з каскодним ввімкненням  ЗЕ-ЗБ. Дана мікросхема передбачає заведення

напруги АРП.

 

Основні параметри цієї мікросхеми:

 

         -  гранична робоча частота  30 МГц;

-  величина коефіцієнту підсилення 10 ... 20;

 -  вхідний опір ПРЧ 150 Ом;

 - Зміна крутості вхідного сигналу S_min … S_max = 3 ... 25 (мА/В) при зміні напруги на першій базі від 0,2 до 1 В.

 

На базу першого транзистора  каскаду може бути подана напруга  АРП.

Живлення мікросхеми Е_МС = (3,6…9) В < Е_Ж = 20,8В і позитивне відносно корпусу.

 

В тракті проміжної частоти  на вхід першого перетворювача подається сигнал з частотою = 26,934 МГц, тому тут доцільно використати високочастотну мікросхему К2ЖА242, що має в своєму складі змішувач на біполярному транзисторі з окремим гетеродином на БТ. В мікросхемі передбачено введення автоматичної підстройки частоти гетеродина. Мікросхема К2ЖА242 має такі параметри:

 

 

- гранична робоча частота   30 МГц;

- напруга живлення               +(3...5)В;

- коефіцієнт підсилення        К_зм1=8...20.

 

 В якості ППЧ1  використовується резонансний підсилювач на мікросхемі К2УС242 який зібраний по схемі ЗЕ-ЗБ. Параметри цієї  мікросхеми приведені вище.

 

 

1.8 Визначення типу і числа вибірних систем радіоприймача

 

1.8.1 Визначення типу  і числа вибірних систем преселектора

 

 

При даній вибірності по дзеркальному каналу S_ДЗК = 67 дБ перевірка вибірності відбуваїться на  максимальній  частоті кожного піддіапазона   з  перевіркою послаблення на його мінімальній частоті.

 

 Для кожного піддіапазону визначається його дзеркальна частота для крайніх частотах:

 

       1 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min1 + 2·f_ПР =  11,9 + 2 · 1,6 = 15,1 МГц;

f_{з max} = f’_max1 + 2·f_ПР = 13,34 + 2 · 1,6 =16,54 МГц;

 

 

2 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 12,8 + 2 · 1,6 = 16  МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 14,34 + 2 · 1,6 =  17,54 МГц;

 

3 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 13,78+ 2 · 1,6 = 16,98 МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 15,4 + 2 · 1,6 =  18,6 МГц;

 

4 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 14,8 + 2 · 1,6 = 18 МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 16,57 + 2 · 1,6 =  19,77 МГц;

 

5 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 15,92 + 2 · 1,6 = 19,12  МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 17,8 + 2 · 1,6 = 21 МГц;

 

 

 

6 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 17,12 + 2 · 1,6 = 20,32  МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 19,5 + 2 · 1,6 = 22,7МГц;

 

7 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 18,4 + 2 · 1,6 = 21,6  МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 20,58 + 2 · 1,6 = 23,78 МГц;

 

8 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 19,8 + 2 · 1,6 = 23  МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 22,13 + 2 · 1,6 = 25,33 МГц;

 

9 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 21,27 + 2 · 1,6 = 24,47  МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 23,8 + 2 · 1,6 = 27 МГц;

 

10 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 22,9 + 2 · 1,6 = 26,1  МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 25,6 + 2 · 1,6 = 28,8 МГц;

 

11 піддіапазон:

f_{з min} = f’_min2 + 2·f_ПР = 24,6 + 2 · 1,6 = 27,8  МГц;

f_{з max} = f’_max2 + 2·f_ПР = 27,5 + 2 · 1,6 = 30,7 МГц;

 

 

 

Для кожного піддіапазону визначається необхідна добротність  контурів преселектора (Q_П), яка забезпечує необхідне послаблення сигналу на краях смуги пропускання , де  М_пр = 3 дБ (1,41 разів):

 

 

Q_пN=

1 піддіапазон:

Q_п1=  

2 піддіапазон:

Q_п2=

3 піддіапазон:

Q_п3=

 

 

4 піддіапазон:

Q_п4=

 

5 піддіапазон:

Q_п5=

 

 6 піддіапазон:

Q_п6=

 

7піддіапазон:

Q_п7=

 

8 піддіапазон:

Q_п8=

 

9 піддіапазон:

Q_п9=

 

10 піддіапазон:

Q_п10=

 

11 піддіапазон:

Q_п11=

 

 

Для кожного піддіапазону при індуктивному зв’язку у контурах ВК і ПРЧ визначається необхідна  добротність контурів преселектора Qв, яка забезпечує необхідну вибірність по дзеркальному каналу ( Sдзк = 67 дБ (2239 раза) ).

              

                                             Q_ВN

 

 

1 піддіапазон: 

Q_В1

 

2 піддіапазон: 

 

Q_В2

 

3 піддіапазон:

 

Q_В3

 

4 піддіапазон:

 

Q_В4

 

5 піддіапазон:

 

Q_В5

 

6 піддіапазон:

 

Q_В6

 

 

7 піддіапазон:

 

Q_В7

 

8 піддіапазон:

 

Q_В8

 

9 піддіапазон:

 

Q_В9

 

10 піддіапазон:

 

Q_В10

 

11 піддіапазон: