Розрахунок каскадів РПрП

    Структурна  схема РПрП, відповідна ухваленим вище рішенням приведена на рис. 2.8.1 

 

    Рис. 2.8.1 Структурна схема РПрП 
 

                              2 РОЗРАХУНОК КАСКАДІВ РПрП

     2.1 Розрахунок вхідного  кола 

     Вибір схеми ВК залежить від робочого діапазону частот (ДВ, СВ, КВ), коефіцієнта перекриття діапазону і нерівномірності коефіцієнта передачі ВК. Кількість контурів СК відома з попереднього розрахунку (п.2.4) і обґрунтування структурної схеми РПрУ (п.2.7). Вибір схеми ВК фактично зводиться до обґрунтування виду зв'язку ВК з антеною. Вид зв'язку багато в чому визначається антенною. Наприклад, феритова антена часто входить в контур, а види зв'язку при цьому - трансформаторний або автотрансформаторний, зовнішньоємнісний зв'язок - найбільш простий, але величина коефіцієнта передачі сильно (пропорційно ) залежить від частоти. Тому у нашому випадку візьмемо ВК з індуктивним зв’язком (рис.2.1.1). 

     

 

     Рис. 2.1.1 Вхідне коло з індуктивним зв’язком 

           У якості елемента настроювання  використаємо конденсатор змінної  ємності який для має діапазон  зміни ємності у діапазоні  від  до .

           Правильність вибору з погляду забезпечення заданого діапазону перебудови для конденсатора змінної ємкості можна перевірити, виконавши розрахунок:

     ,

де, - максимальна і мінімальна ємкості елементу перебудови;

- коефіцієнт  перекриття по частоті піддіапазону, що розраховується.

Отримали, що > 0, тобто вибраний елемент перебудови забезпечить перекриття діапазону.

Далі  визначається ємкість додаткового конденсатора:

            ,                              

де     - ємкість монтажу (5 пФ);

        - власна ємкість котушки (10 пФ);

         (- вхідна ємкість АЕ першого каскаду РПрУ (30пф), m=0,8 - коефіцієнт його включення в контур ВК)

Розрахуємо еквівалентні ємності контура ВК:

                 ;                     

Підставимо числові  дані:

                          ;                     

Розрахуємо індуктивність  контура ВК за наступним виразом:

.

           На ДВ і СВ діапазонах часто використовують антену в режимі подовження. При заданому в ТЗ коефіцієнті нерівномірності посилення К_н=5.0дБ=1.8раз коефіцієнт подовження можна знайти за формулою :

. 

Індуктивність катушки зв'язку визначиться так:

,                                    

де .

Для ненастроєної антени ДВ діапазону , , .

Коефіцієнт зв'язку контура з антеною визначається при різних вимогах:

а) з умови  забезпечення найбільшого коефіцієнта  передачі:

                                            ,                                  

де  - прийнята до розрахунку в п.2.4 еквівалентна добротність СК преселектора; - добротність антени, може бути визначена так: 

,                                    

де                  ;

Тоді коефіцієнт передачі буде:

.

б) з умови забезпечення допустимою (половини смуги пропускання, що не перевищує) розлад ВК:

. 

Для подальших  розрахунків вибираємо найменше з набутих значень, тобто .

            Тепер можна визначити резонансний коефіцієнт передачі ВК для 3-х точок  діапазону, що розраховується :

                                                     ,                                     

де                                  ;

                             .

Таким чином  для  :

;

для  :

;

для  :

;

Розрахуємо коефіцієнт нерівномірності діапазону:

                                     .                                   Розрахований менше заданого в ТЗ, тобто розрахунок виконаний правильно. Побудуємо резонансну характеристику ВК, тобто, для 3-х розладів = 3, 5, 9 кГц за наступною формулою:

                             ,                               

де  f – частота, на якій має прийняте до розрахунку значення (,,).Графіки залежностей і приведені на рис. 2.1.2 і 2.1.3

 

Рис. 2.1.2 Залежність резонансного коефіцієнту передачі від частоти  

 

Рис. 2.1.3 Резонансна характеристика ВК

     2.2 Розрахунок сполучення налаштувань гетеродина і ВК 

     Параметри елементів коливального контура гетеродина при відомих параметрах контура преселектора вибирають з міркувань забезпечення сполучення настройок гетеродина і преселектора з допустимою погрішністю. Контур гетеродина перестроюється в діапазоні частот:

                                                                                               

де  і - крайні частоти піддіапазону з урахуванням запасу по перекриттю. Звідки:

                                                                                  

Тоді контур гетеродина має коефіцієнт перекриття по частоті:

                                                   .                               

Як помічаємо, коефіцієнт перекриття гетеродина відрізняється від коефіцієнта перекриття діапазона, тому і необхідне сполучення.

     Значна  похибка сполучення приводить до відмінності частот настройки преселектора і приймача в цілому, внаслідок чого погіршується чутливість і вибірковість приймача.

     Завдання  полягає у визначенні числа і  частот точного сполучення, максимальній в діапазоні частот похибки сполучення, структури і параметрів контура гетеродина. При використанні ідентичних елементів настройки в преселекторі і гетеродині точне сполучення можна отримати тільки в одній, двох або трьох точках діапазону.

     Число точок точного сполучення визначається значенням коефіцієнта перекриття по частоті діапазону K_Д, що розрахован раніше. При K_Д < 1.1 достатньо однієї точки точного сполучення, при 1.1<K_Д<1.7 необхідні дві, а при K_Д>1.7 - три точки точного сполучення(див. рис. 2.2.1).  

     

 

     Рис. 2.2.1 Вибір точок точного сполучення 

     У нашому випадку, К_Д=2,83 тому проведемо розрахунок для трьох точок сполучення.

     Для цього випадку значення частот сполученя буде наступним: 

       

                Максимальна відносна похибка сполучення для трьох точок визначається по номограммі рис. 2.2.2.

     

 

Рис. 2.2.2 Номограма для визначення максимальної похибки сполучення

     Для наших величин К_Д=2,83 і величина .

     Перейдемо до розрахунку параметрів контуру гетеродина.

Схема сполучення ВК і контура гетеродина наведена на рис. 2.2.3. 

       

     Рис. 2.2.3 Сполучення вхідного кола і гетеродина

Перед розрахунком  елементів контура, необхідно визначити ряд допоміжних величин:

                                     ;                          

     ; 

     ; 

     ; 

     ; 

     ; 

     ; 

     ; 

     Спочатку  задаємося емкістю С_1Г . Його величина складається з ємкості додаткового конденсатора у 3 пФ і ємкості монтажу 10…20 пФ таким чином С_1Г=13пФ.

          Розрахуємо допоміжні величини:

                                           ;                            

; 

де С_доп – додаткова ємкість вхідного кола ;

           С_н.мин – мінімальне значення ємкості настройки.

     Визначимо ємкості контура гетеродина: 

По відомих  значеннях ємкостей контура гетеродина розраховують мінімальну і максимальну ємкості контура, відповідні максимальній і мінімальній частотам настройки гетеродина: 

     Перевіримо  правильність розрахунку, визначивши коефіцієнт перекриття по частоті, через  розраховані ємкості:

                 ;                           (3.2.20) 

     Як  помічаємо К_дг (1,43) і К_дг.с (1,51) майже однакові і відрізняються на кілька сотих, що зумовлене похибкою розрахунків і округленні результатів. Можемо зробити висновок, що розрахунок правильний.

     Тепер можемо розрахувати індуктивність  контура гетеродина:

;

 

                                             Висновки 
 

      Спроектований приймач задовольняє параметрам заданим в ТЗ. І по параметрам являється приймачем 1-го класу. Супергетородинний приймач для радіомовного прийому дозволив досягти високих параметрів при малій трудоємності. Для подальшого підвищення характеристик приймача, необхідно лише замінити ПЧ на балансний кільцевий модулятор, що позволить підвищити динамічний діапазон. Застосування мікропроцесорів для керування і настройки приймача, цифрової шкали, дозволяє задовольнити сучасні ергономічні вимоги, що в цілому підвищує конкурентну здатність приймача. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 

1. Методическиеуказания к курсовому проэктированиювещательногоприёмникаинфрадинного типа / В.А. Ермилова, П.А. Тесленка; Одесса, ОГПУ, Кафедра РТУ 1997.-29с..
2. Справочник по учебномупроектированиюприёмно-усилительныхустройств / М.К. Белкин, В.Т. Белинский, Ю.Л. Мазор, Р.М. Терещук - К.: Выща школа, 1988.-472с..
3. Расчётрадиоприёмников / Н.В. Бобров, Г.В. Максимов, В.И. М Мичурин, Д.П. Николаев - М.: Воениздат, 1971.-496 стр..
4. Радиоприёмныеустройства / Н.Ф. Воллернер - К.: Выща школа, 1993.-392с..
5. Справочник по полупроводниковым приборам / В.Ю. Лавриненко - К.: Техника 1985.-465с.
6. F. de Dieuleveult. Recepteur FM. - Radio Plans Electronlque, 1984, Ns 44.
7. Дж. Клэппер, Дж. франка. Системы фазовой и частотной автоподстройки частоты (пер. с англ.) - М.: Энергия, 1977,
8. One-Chip-FM-Radio. -Elector, 1983,т. 14, № 6, с. 6-25.
9. У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника (пер. сангл.)-М.: Мир, 1982, 512с.