Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Августа 2013 в 08:10, курсовая работа
Развитие техники радиосвязи шло в начале по пути усложнения либо модификации схем АМ-приемников. Вариантов схем АМ-приемников предлагалось множество: прямого усиления (сигнал проходит через усилители радиочастоты, затем через детектор и, наконец через УРЧ), рефлексный (УРЧ является одновременно и УЗЧ), супергетеродинный (выделенный сигнал радиочастоты преобразуется в сигнал промежуточной частоты путем перемножения его с немодулированным сигналом ПЧ от отдельного генератора - гетеродина).
Последняя схема построения приемника является наиболее надежной и обладает наилучшими показателями. Практически все современные АМ-приемники строятся именно по супергетеродинной схеме.
Введение………………………………………………………………………….3 1. Обоснование схемы электрической структурной………….………………4
2. Эскизный расчёт………………………………………………………………6
3. Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной…………...21
4. Электрический расчет схемы приемника…………..……………………...22
5. Список используемых источников………………………………...………..28
Сmax=270 пФ Сmin=9 пФ
Kдс=3,44>Kд=1,56 следовательно выбранный КПЕ способен обеспечить требуемый диапазон частот и деление на поддиапазоны не требуется.
Применяем одноконтурную входную цепь. Связь контура входной цепи с транзистором первого каскада выберем индуктивной. Выбираем одноконтурную схему входной цепи с индуктивной связью с антенной.
Так как приемник рассчитан на прием волн коротковолнового (КВ) диапазона, то применяем схему преобразователя частоты (ПЧ) с отдельным гетеродином. Эта схема работает в КВ-диапазоне более устойчиво, чем схема с совмещенным гетеродином.
Т.к. 2 двухконтурных
фильтра обеспечивают заданную избирательность
по соседнему каналу 20 дБ, то в качестве
избирательной системы
Определяем
эквивалентную добротность
Для этого предварительно находим частотные искажения на одну пару контуров.
M=
где m-число двухконтурных фильтров
M=
Задаемся значением параметра связи η=1
По кривой графика (рис. 3) соответствующей коэффициенту М, находим значение обобщенной расстройки Х1, по которому определяем добротность.
Рисунок 3. График частотных искажений.
Х1 принимаем равным 1.35
Qэ=
Где fпр – промежуточная частота;
X1- значение обобщенной расстройки
2∆F- значение расстройки по СК
Qэ=
Проверяем возможность получения заданной избирательности
где
В диапазоне КВ прием производим на ферритовую антенну.
(26)
где Ud – напряжение на входе детектора. Примем Ud =1 В
Uвх – напряжение сигнала на входе первого каскада приемника
Uвх=
EА – чувствительность приемника равная 120 мкВ
- действующая высота ферритовой антенны. Принимаем =0,03
- коэффициент
включения входного каскада в
базовую цепь транзистора
где - характеристическое сопротивление контура
Rвх-входное сопротивление транзистора первого каскада
Rвх=
Rвх= Ом
Ом
pвх=
Uвх=0,9*10-3*0,03*30,57*1,51=
Необходимый коэффициент усиления берут с запасом
(34)
где Sпр – крутизна вольтамперной характеристики в режиме преобразования, мА/В,
f'max – расширенная максимальная рабочая частота транзистора, МГц
Устойчивый коэффициент
(35)
где S – крутизна вольтамперной характеристики
Ск – проходная емкость транзистора, пФ
fпр – промежуточная частота, МГц
Составим структурную схему ВЧ части приемника (рис. 4) и выберем вероятные коэффициенты усиления каскадов, полагая, что должно соблюдаться соотношение:
Квер < Куст.
где Квер- вероятный коэффициент усиления каскадов.
Куст - устойчивый коэффициент усиления каскадов.
Тогда для высокочастотной части приемника
Квер= Кпр* Купч (36)
где Кпр - коэффициент усиления преобразователя частоты
Купч - коэффициент усиления УПЧ
Квер=5*23=122,67 < К'н
Рисунок 4. Структурная схема ВЧ части приемника.
Добавим каскад УПЧ. Второй каскад УПЧ берем широкополосным.
Рисунок 5. Итоговая структурная схема ВЧ части приемника.
Квер= Кпр* Купч1*Купч2 (37)
где Кпр - коэффициент усиления преобразователя частоты
Купч1 - коэффициент усиления УПЧ1
Купч2 - коэффициент усиления УПЧ2
Квер=5*23*10 =1150
Условие Квер > К'н, 1150>1120 выполняется
2.2
Эскизный расчет
2.2.1
Выбор схемы детектора и
Выбираем схему последовательного диодного детектора с разделенной нагрузкой, так как она обладает лучшей фильтрацией напряжения промежуточной частоты и большим входным сопротивлением по сравнению с параллельной.
Выбираем диод Д2А, для которого:
S = 50 мА/В
Rd = 1.2 кОм
Тогда прямое сопротивление диода Rd равно:
По графику (Рисунок 5) при Rd*S=1,2кОм*50мА/В=60, определяем коэффициент передачи детектора, Кд=0,8
Рисунок 6. График коэффициента передачи детектора.
Определяем напряжение на выходе детектора
(38)
где m – коэффициент модуляции, m=0,8
Ud – напряжение подаваемое на вход детектора, В
2.2.1
Выбор типа схемы и
Выбираем двухтактный бестрансформаторный выходной каскад, работающий в режиме А. Выходная мощность, приходящаяся на один транзистор:
(39)
Рассеиваемая на коллекторе мощность:
(40)
где ε – коэффициент
использования коллекторного
– Бестрансформаторная схема. Принимаем
Выбираем транзистор КТ801А . Его параметры:
Pк доп= 5 Вт
Uк доп=80 В
Iк доп= 2А
β=13…50
Для предварительных каскадов
УЗЧ выбираем транзистор
Pк доп=5Вт
Uк доп=60 В
Iк доп= 2А
β=30
в) Расчет усилителя мощности.
Амплитуда тока коллектора обеспечивающая заданную выходную мощность оконечного каскада
(41)
где Uк – напряжение на коллекторе транзистора, В
Принимаем Uк=0,4*80=24 В
(42)
г) Определение требуемого предварительного усиления и числа предварительных каскадов.
Ток базы первого каскада
(43)
(44)
С учетом разброса параметров
(45)
Необходимое число каскадов предварительного УЗЧ
В предварительном УЗЧ 1 каскад
На рисунке 7 приведена развернутая схема приемника, полученная при эскизном расчете.
Рис 7. Развернутая структурная схема разрабатываемого приемника.
Так как нам необходимо выделить одну частоту, то есть обеспечить избирательность по зеркальному каналу, используем входную цепь. Применяем входную цепь (преселектор) с ферритовой антенной. Выбираем одноконтурную схему входной цепи с индуктивной связью с антенной.
Так как один контур преселектора обеспечивает заданную избирательность по зеркальному каналу то усилитель радиочастоты не применяем.
Для перехода
от сигнала принятой станции к
сигналу промежуточной частоты
применяем преобразователь
В качестве избирательной системы тракта промежуточной частоты используем два двухконтурных фильтра. Первый включается в качестве нагрузки смесителя, второй – в качестве нагрузки первого каскада УПЧ.
Для обеспечения заданной величины напряжения на входе детектора, ставим два каскада УПЧ .В качестве нагрузки первого каскада двухконтурный фильтр, в нагрузке второго каскада УПЧ установлен широкополосный контур для лучшего согласования последнего каскада УПЧ с входом детектора.
Назначение
детектора – демодуляция АМ-
Так как последовательная схема детектора по сравнению с параллельной обладает лучшей фильтрацией напряжения промежуточной частоты и большим входным сопротивлением, а раздельная нагрузка позволяет обеспечить лучшее согласование выхода детектора с входом первого каскада УЗЧ, выполним диодный детектор по последовательной схеме с разделенной нагрузкой.
Для оконечного УЗЧ каскада выбираем бестрансформаторную двухтактную схему, транзисторы работают в режиме класса А. Этот каскад является последним, он нагружен на громкоговоритель ВА1.
Сигнал на вход приёмника поступает с разной величиной, поэтому в данной схеме приемника использована автоматическая регулировка усиления. Из множества способов автоматически регулировать усиление выбрана простая обратная АРУ.
4.1.1 Электрический расчёт последнего каскада УПЧ и детектора.
На рис.
5 приведена схема
Рисунок 8 – широкополосный каскад УПЧ.
Исходные данные, полученные в эскизном расчете:
Частота настройки fпр = 465 кГц.
Полоса пропускания УПЧ:
Минимальный коэффициент усиления Кшпч = 25.
Тип транзистора и его параметры.
Входная проводимость последующего каскада gвх = 1,2*103
Определить:
Параметры контура L10, C33, Qэ.
Коэффициенты включения p1, p2.
Индуктивность катушки связи L9.
Определим полосу пропускания ШУПЧ, по формуле (45).
= (2 – 5) * (47)
= 3 * 35 =105 кГц
(48)
Куст = 6,3 * (49)
Куст = 6,3 * = 28,35
Это отношение меньше 1 , следовательно каскад устойчивый и поэтому схему выбираем без нейтрализации.
5. Определяем коэффициент подключения р2, контура к входу последующего каскада, пологая при этом , что р1 = 1.