Приёмник связной радиостанции

Расчет УРЧ по переменному току

Расчет по переменному току производится с целью определения коэффициента усиления УРЧ по напряжению.

Как известно, коэффициент усиления УРЧ определяется из выражения:

где - крутизна проходной характеристики транзистора, - эквивалентное резонансное сопротивление контура на выходе транзистора, , - коэффициенты включения в контур транзистора и нагрузки соответственно.

Рис.7 «Схема замещения транзистора по Y – параметрам»

 

 

Где - входная проводимость транзистора, - выходная проводимость транзистора, - обратная проводимость транзистора, она мала, поэтому ее влияние можно не учитывать.

 

Определим Y- параметры транзистора:

Рис.8 «Физическая эквивалентная схема транзистора»

 

 

 

Где - распределенное сопротивление базы, - зарядная емкость эмиттерного перехода, - активная и периферийная емкости коллекторного перехода, - сопротивление эмиттерного перехода, - ток эмиттера (мА), а – коэффициент усиления по току в схеме с ОБ, - активная составляющая выходной проводимости на низкой частоте, - входной ток теоретической модели транзистора.

- полная емкость коллекторного перехода.

Сопротивление эмиттерного перехода:

(Ом)

Активная и полная емкости коллекторного перехода связаны между собой следующим соотношением:

 

Тогда активная емкость коллекторного перехода оказывается равной:

(пФ)

Распределенное сопротивление базы равно:

(Ом)

Входное сопротивление в схеме с ОБ равно:

 где - контактное сопротивление в эмиттерной цепи. Для кремниевых транзисторов им обычно пренебрегают.

(Ом)

Частота единичного усиления транзистора:

(рад/с)

        Тогда граничная частота по крутизне равна:

(рад/с)

Коэффициент передачи по току в схеме с ОБ:

 

(МГц)

После произведенных вычислений, можно определить Y- параметры транзистора:

Входная проводимость – Y11:

 

 

        (мСим)

       Выходная проводимость – Y22:

 

(мСим)

Крутизна проходной характеристики транзистора – Y21:

 

 

 

Обычно на практике задаются , выберем .

Определим устойчивый коэффициент усиления транзистора:

 

Рассчитаем резонансные согласующие контуры УРЧ.

Контур на выходе УРЧ:

 

С точки зрения частотных искажений, должно выполняться следующее условие:

 выбираем эквивалентную добротность

Задаемся эквивалентной емкостью контура (пФ), которая для диапазона частот 200…1000 МГц лежит в пределах 10…50 пФ.

При этом индуктивность контура равна:

 

 

При данном значении индуктивности, катушки изготавливают из посеребренного провода, при этом добротность контурной катушки лежит в пределах 100…250, выберем Q=160.

Характеристическое сопротивление контура:

 

Сопротивление нагруженного контура:

 

Рассчитаем коэффициент:

 

Коэффициент включения со стороны фильтра Ф2:

 

Коэффициент включения со стороны транзистора:

 

 

Расчет коэффициента усиления по напряжению:

 

 

          ().

Контур на входе УРЧ:

Параметры данного контура аналогичны параметрам контура на выходе УРЧ, однако, с другими коэффициентами включения.

 

Коэффициент включения со стороны транзистора:

         (Ом)     

 

 

Коэффициент включения со стороны фильтра Ф1:

 

Далее рассчитаем вспомогательные элементы:

Разделительный конденсатор:

 

 

Блокировочный конденсатор:

Обычно, внутреннее сопротивление источника питания лежит в пределах 5-10 Ом, пусть

 

Емкость в цепи эмиттера :

 

 

 

 

Расчет контура частотного детектора

 

Рис.9

 

R=39 (кОм);

f=455 (кГц);

Рассчитаем добротность контура:

 

При этом эквивалентное сопротивление контура должно быть равное:

Также должно выполняться условие:

Из данного выражения получается, что:

 

Найдем параметры контура L и C:

 

 

На этом расчет контура частотного детектора закончен.

 

 

 

Определим коэффициент нелинейных искажений радиоприемника:

Рис.10 «Зависимость коэффициента нелинейных искажений от девиации частоты»

Из зависимости видно, что при R=39 (кОм) и при девиации частоты равной 5 (кГц), коэффициент нелинейных искажений приблизительно равен:

;

Что полностью удовлетворяет техническому заданию ( по ТЗ)

На этом расчет радиоприемника закончен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Требования к синтезатору частот

Синтезатор частот должен удовлетворять следующим требованиям:

• Диапазон генерируемых частот: 135,3-155,3 МГц.
• перестройка по частоте с шагом, не более: 25 кГц.
• Наличие схемы ФАПЧ.
• Напряжение питание, не более: 5,5 В.
• Стабильность частоты.
• Амплитуда колебаний должна быть по возможности неизменной и достаточной для эффективной работы смесителя.
• Частоты колебаний должна отличаться от резонансной частоты входных высокочастотных контуров на величину промежуточной частоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

В данном курсовом проекте было спроектировано радиоприемное устройство связной радиостанции диапазона 146-166 МГц. Радиоприемник выполняли на микросхеме MC13135 большой степени интеграции, фирмы Motorola. Характеристики полученного устройства полностью удовлетворяют параметрам технического задания.

В частности, устройство обладает высокой чувствительностью, малыми искажениями, а также высокой избирательностью в отдельных частях линейного тракта приемника, что обеспечивает высокую селективность, присущую устройству в целом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. Сиверс А.П. Проектирование радиоприемных устройств. – М.: Советское радио, 1976.
2. Уточкин Г.В. Интегральные и многотранзисторные каскады избирательных усилителей. – М.: Энергия, 1978.
3. Аксенов А.И., Нефедов А.В. Отечественные полупроводниковые приборы специального назначения. – М.: Солон – Р, 2002.
4. Электронный справочник радиолюбителя.
5. Чистяков Н.И., Сидоров В.М. Радиоприемные устройства. Учебник для вузов. М., Связь, 1974.
6. Проектирование радиоприемных устройств: Методические указания. Часть 1/РГРТА; сост. Паршин Ю.Н., Салтыков Е.Н.; под редакцией Паршина Ю.Н. Рязань, 2003.
7. Петухов В.М. Транзисторы и их зарубежные аналоги. Справочник. Том 1-М:Радиософт,1999

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение

 

Микросхема MC13135: