Устройства приёма-обработки сигналов УПОС

Ca1 = Ca * Cca/(Ca + Cca) = 7.91 пф.

4.4 Далее находим емкости подстроечного Cp, дополнительного Cd

конденсаторов, а также емкость связи Cck.

kkk=Cc/(Cc+Cl-C2-C3) = 1.00827112532716E+0000

Cp=kkk*(C3-Cl)-Ca1 = 0.16 пф,

Cck=kkk*C2 = 975.7 пф.

Введите значение Cck, соответствующее ГОСТ. Cck = 1000

Cd=C1-kkk*C2*(C3-Cl)/Cc-Cm = 14.95 пф.

Введите значение Cd соответствующее ГОСТ. Cd = 15.00

6.Определяем индуктивность контура

Lk=1E6/[SQR(6.28*fmin)*Ckmax] = 4.24 мкГн.

7.Для частоты fmin вычисляем значения следующих коэффициентов

r0 = 6.28*f*Lk = 105.3 Ом.

p1 = 1/[6.28*f*Lk*(6.28*f*Cct+b11)] ,

b1 = 6.28*f*Lk*p1*p1*g11*Q = 5.39633745009760E-0005 .

Если эквивалент антенны - емкость

a = Ca/Ckmin = 2.17417727661086E+0000, b0 = 0.

8.Определяем реальные значения

добротности входной цепи - Q1 = Q/(1+b0)/[1+b1/(1+b0)] = 150,0

чувствительности -

E1=1.25e-10*s*fmin/(a*m*Q)*SQRT(6.28*N*Lk)= 0.1мкВ,

где m = 0.3 - глубина модуляции,

s = - 5 дБ отношение сигнал/шум на входе ,

N - коэффициент шума входного транзистора (разы);

ослабления зеркального канала -

D1 = 10*Lg[1+SQR(ez)]+20*Lg(fz/fmax),

где ez = Q1 * (fz/fmax - fmax/fz),

D1 = 10 * Lg[1+SQR(24,15)] + 20 * Lg(12,03/11,1) = 28,36 дБ,

где ez = 150 * (12,03/11,1 – 11,1/12,03) = 25,15,

При расчете реальной величины ослабления зеркального ка-

нала, в данном случае, дополнительно определяется величина D2.

D2 = 20 * Lg(Q1 * Ckmin/Cl) = 65.27 дБ.

Меньшее из значений D1, D2 принимаем за значение ослабления.

D1 = 28,36 дБ.

Для второго поддиапазона (11,0 – 30,1 МГц)

Возможны два случая:

эквивалент антенны - активное сопротивление

Ra < 1/(6.28*Cin), где Cin - емкость входа,

эквивалент антенны - емкость (короткая штыревая антенна) Ca=Cin.

С учетом Cin параметры нового эквивалента определяются

Ca1 = Ca + Cin,

Dca1 = Dca + Dci.

ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ:

Диапазон частот (в Мгц.) - fmin = 11.00

fmax =

30.1

Чувствительность (в мкв.) - Е = 200

Избирательность по зеркальному каналу (dB.) - d = 12

Растянутый диапазон Т=1. /нерастянутый Т=2. Т = 2

/ При ошибке в данных повторите ввод - " Esc ",

для продолжения нажмите любую другую клавишу./

1.Определяем коэффициент перекрытия диапазона

Kd = N * fmax / fmin = 2.88 и

полагаем максимальную конструктивно осуществимую добротность

Q = 150.

2.Находим наименьшее значение показателя связи входной цепи

транзистора с контуром -amin:

Введите параметры входного транзистора:

Активная составляющая проводимости (в Мсим) - g11 = 0.33

и ее относительное изменение - dg11 = 0.1

Реактивная составляющая проводимости (в Мсим) - b11 = 470

и ее относительное изменение - db11 = 10

Коэффициент шума (разы) - N = 1.3

Оцениваем

а).влияние изменения активной составляющей проводимости

транзистора на полосу a1= 4.0*dg11-1 = -0.600,

b).влияние изменения реактивной составляющей проводимости

db11 транзистора на частоту настройки

a2= 1.25*b11/g11*db11-1 = 17802.030,

c).Задаем допустимое значение коэффициента расширения полосы

S = 1.25-2 и находим значение a3 ,

а) Если эквивалент антенны - емкость a3=1/(S-1).

б) Если эквивалент антенны - сопротивление

a3=[3*SQRT(Kd * Kd * Kd)+s-1]/[Kd * Kd*(S-1)].

Выбираем тип антенны:

открытая антенна - Ra [3-6]*Kd*Kd , Kd= 2.88

и определяем для него значение неравномерности изменения

емкости настройки с углом поворота - H.

Введите значение H = 65

Дальнейший расчет схемы определяется значением величины

h0=Exp[Ln(0.9*H)/3] = 3.88196803832761E+0000

4.Случай Kd < h0. Cck включается в схему.

Введите (в пф.) значение Cmin = 10

Введите (в пф.) значение Cmax = 600

4.1 Вычисляем значения следующих емкостей:

C3 = Cl+0.4*(Cmin + Cm) = 11.0 пф,

C2=C~*(K2+SQRT(K2*K2+4*K2*Kk*C3/C~))/(2*Kk) = 867.9 пф.

где K2=Kd*Kd-1 = 7.271,

Kk=[1-SQRT(Kd*Kd*Kd/H)]*[SQRT(Kd *H)-1]= 5.006,

C~=Cmax-Cmin,

- полная емкость, включенная последовательно с конденсато-

ром настройки.

C1 = 0.5*b/a*{ SQRT[1+4*a*dd/(b*b)]-1} - Cmin = 25.7 пф,

где a = K2*(C2+Cl), Cl= 4 пф,

b = K2*[Cl*(2*C2+C~)+C2*(C2+C~)],

dd = C~*C2*C2-K2*Cl*C2*(C2+C~)

- полная емкость, включенная параллельно конденсатору

настройки.

Ckmax = Cl+C2*(C1+Cmax)/(C1+C2+Cmax) = 366.5 пф.

Ckmin = Cl+C2*(C1+Cmin)/(C1+C2+Cmin) = 37.3 пф.

- максимальная и минимальная емкости контура.

4.2 Для антенны с эквивалентом Ra определяем коэффициент

as = 2/[(S-1)*SQRT(K3)], где K3=Kd*Kd*Kd,

при штыревой антенне полагаем as >>> 1; и находим значение

емкости связи с транзистором Cct.

Cc=SQRT{Ckmax*g11*Q*amin/(6.28*fmin)/[1+1/(as*K3)]} = 68362.4 пф.

Cct = Cc-b11/(6,28*fmin) = 61562.1 пф. (по ГОСТ 62нф.)

4.3 Находим емкость связи с антенной Cca

Если эквивалент антенны - емкость

Cca =( Ca + Cin)/SQRT[2*Q*(Dca + Dcin)/Ckmin-1)= 8.84 пф,

Ca1 = Ca * Cca/(Ca + Cca) = 7.96 пф.

4.4 Далее находим емкости подстроечного Cp, дополнительного Cd

конденсаторов, а также емкость связи Cck.

kkk=Cc/(Cc+Cl-C2-C3) = 1.01241221065538E+0000

Cp=kkk*(C3-Cl)-Ca1 = 0.15 пф,

Cck=kkk*C2 = 878.4 пф.

Введите значение Cck, соответствующее ГОСТ. Cck = 910

Cd=C1-kkk*C2*(C3-Cl)/Cc-Cm = 15.59 пф.

Введите значение Cd соответствующее ГОСТ. Cd = 15,0

6.Определяем индуктивность контура

Lk=1E6/[SQR(6.28*fmin)*Ckmax] = 0.57 мкГн.

7.Для частоты fmin вычисляем значения следующих коэффициентов

r0 = 6.28*f*Lk = 39.5 Ом.

p1 = 1/[6.28*f*Lk*(6.28*f*Cct+b11)] ,

b1 = 6.28*f*Lk*p1*p1*g11*Q = 5.54603637459560E-0005 .

Если эквивалент антенны - емкость

a = Ca/Ckmin = 2.14567727662181E+0000, b0 = 0.

8.Определяем реальные значения

добротности входной цепи - Q1 = Q/(1+b0)/[1+b1/(1+b0)] = 150,0

чувствительности -

E1=1.25e-10*s*fmin/(a*m*Q)*SQRT(6.28*N*Lk)= 0.1мкВ,

где m = 0.3 - глубина модуляции,

s = - 5 дБ отношение сигнал/шум на входе ,

N - коэффициент шума входного транзистора (разы);

ослабления зеркального канала -

D1 = 10 * Lg[1 + SQR(ez)] + 20 * Lg(fz/fmax),

где ez = Q1*(fz/fmax - fmax/fz),

D1 = 10 * Lg[1 + SQR(9)] + 20 * Lg(31,03/30,1) = 19,52 дБ,

где ez = 150 * (31,03/30,1 – 30,1/31,03) = 9,

При расчете реальной величины ослабления зеркального канала, в

данном случае, дополнительно определяется величина D2.

D2 = 20*Lg(Q1*Ckmin/Cl) = 65.38 дБ.

Меньшее из значений D1, D2 принимаем за значение ослабления.

D1 = 19,52 дБ.

7. Сопряжение настроек Входных и Гетеродинных контуров

Для первого поддиапазона (3,95 – 11,1 МГц)

Ввод исходных данных:

Диапазон частот (в МГц.)

fmin = 3.95

fmax = 11.1

Значение промежуточной частоты (в МГц.) fпр = 0,465

Индуктивность входного контура (в мкГн.) Lk = 4,24

Ёмкость катушки (в пф.)

Cl = 4

Ёмкость монтажа (в пф.)

Cm = 7.5

Задайте число точек точного сопряжения Т = 3

Вид входной цепи

№ = 7

1. Частоты точного сопряжения:

f2 = 0.5*(fmax + fmin) = 7.525 MHz

f1 = f2 – 0.433*( fmax - fmin) = 4.429 MHz

f3 = f2 + 0.433*( fmax - fmin) = 10.621 MHz

2. Расчёт кривых сопряжения в 50 точках:

df(i) = (m * (f * f + n) – sqr(f + fпр) * (f * f + l))/(2 *( f + fпр) * (f

* f + l))

где а = f1 + f2 + f3 = 22,575

b = f1*f2 + f1*f3 + f3*f2 = 160,292

с = f1 * f2 * f3 = 353,981

d = 2 fпр + а = 23,505

l = (b * d - c)/2*fr = 3670.625

m = fпр * fпр + l + a * d – b = 4041.175

n = (l * fпр * fпр + c *d)/m = 2.225

Ошибка на границах диапазона при этом имеет величину:

df(fmin) = - 9.63659 кГц

df(fmax) = 4,50536 кГц

3.Величины емкостей элементов схемы

C1 = Cl + Cm = 11.5 пФ ,

CC = 1/(4*pi*pi*Lk)*[1/n-1/l] = 2647,31 пФ.

C2 = CC*[1/2+SQRT(1/4+C1/CC)] = 2658.76 пФ,

C3 = 1/(4*pi*pi*Lk*l) - C1*C2/(C1+C2) = -9.82 пФ .

величина индуктивности контура гетеродина

Lg = Lk * l/m*(C2+C3)/(C2+C1) = 3.82 мкГн.

Для второго поддиапазона (11,0 – 30,1 МГц)

Ввод исходных данных:

Диапазон частот (в МГц.)

fmin = 11

fmax = 30,1

Значение промежуточной частоты (в МГц.) fпр = 0,465

Индуктивность входного контура (в мкГн.) Lk = 0.57

Ёмкость катушки (в пф.)

Cl = 4

Ёмкость монтажа (в пф.)

Cm = 7.5

Задайте число точек точного сопряжения Т = 3

Вид входной цепи

№ = 7

1. Частоты точного сопряжения:

f2 = 0.5*(fmax + fmin) = 20.55 MHz

f1 = f2 – 0.433*( fmax - fmin) = 12.29 MHz

f3 = f2 + 0.433*( fmax - fmin) = 28.82 MHz

2. Расчёт кривых сопряжения в 50 точках:

df(i) = (m * (f * f + n) – sqr(f + fпр) * (f * f + l))/(2 *( f + fпр) * (f

* f + l))

где а = f1 + f2 + f3 = 61,65

b = f1*f2 + f1*f3 + f3*f2 = 1198,51

с = f1 * f2 * f3 = 7272,74

d = 2 fпр + а = 62,58

l = (b * d - c)/2*fr = 72827,949

m = fпр * fпр + l + a * d – b = 75487,713

n = (l * fпр * fпр + c *d)/m = 6,238

Ошибка на границах диапазона при этом имеет величину:

df(fmin) = - 9.57995 кГц

df(fmax) = 4,47807 кГц

3. Величины емкостей элементов схемы

C1 = Cl + Cm = 11.50 пФ (по ГОСТ 13 пф.),

CC = 1/(4*pi*pi*Lk)*[1/n-1/l] = 7123.58 пФ. ,

C2 = CC*[1/2+SQRT(1/4+C1/CC)] = 7135.07 пФ,

C3 = 1/(4*pi*pi*Lk*l) - C1*C2/(C1+C2) = - 10.87 пФ .

величина индуктивности контура гетеродина

Lg = Lk * l/m*(C2+C3)/(C2+C1) = 0.55 мкГн.

Фильтрация промежуточной частоты.

Существуют типовые схемы и расчёты фильтрации промежуточной частоты. В

нашем случае целесообразно использовать керамический фильтр как

наиболее простую и удобную форму. Из приведённого ниже списка самым

подходящим является фильтр CFK465E10 (±5.0 кГц/3 dB,

±12 кГц/70 dB). Его параметры максимально приближены к техническому

заданию. Так как чувствительность довольно низкая – можно пренебречь

тем фактом, что некоторое количество помех всё же будет

присутсвовать, но их уровень будет довольно мал. Подавление

[pic]

. Параметры Микросхемы К174ХА2, типовые включения

К174ХА2 представляет собой многофункциональную микросхему

радиоприемного тракта, выполняющую функции усиления и преобразования

сигналов с частотой до 27 МГц. В состав микросхемы входят: усилитель

ВЧ сигнала с АРУ, смеситель, гетеродин, усилитель ПЧ с АРУ.

Корпус типа 238.16-2 (см. К174АФ1). Вес не более 1,5 г.

Электрические параметры

Номинальное напряжение питания..9В

Ток потребления при Uп = 9В, Т= +25°С, не более…………………16мА

Отношение сигнал-шум при Uп = 9В, fвх = 1МГц, Uвх = 10мкВ, m = 0,8; Т=

+25°С, не более……….. 24 дБ

Выходное напряжение низкой частоты при Uп = 9В, fвх = 1МГц,

f ПЧ = 465 кГц, fм =1 кГц, m = 0,8; Т=+25°С:

при Uвх = 20мкВ, не менее……..60 мВ

при Uвх = 5 Ч103мкВ…….. .100..560мВ

Изменение выходного напряжения низкой частоты, при изменении

напряжения источника питания в диапазоне 4,8 ...9В, при f=1МГц,

fм =1кГц, m=0,3, Uвх =10мкВ, Т=+25°С, не более…………….6 дБ

Верхнее значение частоты входного сигнала при UП = 9В, Т=+25°С,

не менее ………………….….27 МГц

Коэффициент гармоник при UП = 9 В, fвх= 1МГц, fПЧ = 465кГц,

fм =1кГц, m = 0,8; Т=+25° С, не более:

при Uвх = 5 Ч105мкВ…………………………………………………………………...…...10%

при Uвх = 3 Ч104мкВ……………….………………………………………………………..8%

Входное сопротивление УПЧ при UП = 9 В, Т=+25°С, не менее…………3

кОм Входное сопротивление УВЧ при UП = 9 В, Т=+25°С, не

менее………..…3 кОм

Выходное сопротивление УПЧ при UП = 9 В, Т=+25°С, не

менее………..60 кОм

Предельные эксплуатационные данные

Напряжение питания ….………………………………………………………….4,8 ...15 В

Максимальное входное напряжение…………………………………………………..2В

Максимальная температура кристалла……………………………………….+125° С

Температура окружающей среды…………………………………………. -25...+55°С

Зависимость тока потребления от температуры окружающей среды при UП = 9 В.

Заштрихована область разброса значений параметра для 95% микросхем.

Сплошной линией показана типовая зависимость.

Зависимость выходного напряжения от температуры окружающей среды при UП =В,

fвх=1 МГц. Заштрихована область разброса значений параметра для 95%

микросхем. Сплошной линией показана типовая зависимость.

Зависимость изменения коэффициента передачи УПЧ от управляющего напряжения

на частоте f ПЧ = 465 кГц при UП = 9 В. Заштрихована область разброса

значений параметра для 95% микросхем. Сплошной линией показана типовая

зависимость.

Зависимость изменения коэффициента передачи УВЧ от управляющего напряжения

на частоте входного сигнала fвх = 1МГц при UП = 9В, f ПЧ =465 кГц.

Принципиальная схема приемника радиоуправления моделями [23]. Входная и

гетеродинная матушки намотаны на полистироловых цилиндрических каркасах

диаметром 5 мм и содержат ^соответственно 11,2 и 11 витков провода ПЭВ-

2 диаметром 0,2мм. Катушки ФПЧ намотаны на [двухсекционных каркасах,

помещенных в ферритовые чашки марки 1000НМ диаметром 6,1 и высотой 4 мм

и содержат 48+48 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм; катушка связи

L4 содержит 22 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,07 мм и намотана поверх

катушки L3

Принципиальная схема малогабаритного КВ-приемника [22 ]. Входной

контур и контур гетеродина намотаны на полиетироловом цилиндрическом

каркасе диаметром 7,5мм и содержат: L1—15 витков провода ПЭЛШО-0,3 мм;

L2—4 витка теми же проводами соответственно. Катушки фильтров ПЧ

намотаны на пластмассовых двухсекционных каркасах, которые помещены в

ферритовые чашки марки 100QHM диаметром 6,1 и высотой 4 мм и имеют

подстроечный сердечник 1000НМ размером МЗ х 10 мм; LJ — 6 витков,

L6—115 витков, L7—100 витков провода

ГТЭВ-2 диаметром 0,12мм

10. Расчётная схема включения Микросхемы К174ХА2

Отличительной особенностью данной схемы включения от типовых являются

параметры некоторых элементов, а также два параллельных гетеродинных

контура и две входные катушки, которые попарно переключаются

спаренным переключателем, что приводит к переключению поддиапазонов

приёма с первого (3,95 – 11 МГц) на второй (11 – 15,8 МГц и более).

Изменённые и добавленные номиналы (по сравнению с типовой схемой):

Переменная ёмкость С1 – 10…600 пф.

Ёмкости: С5 – 12 пф.

С6 – 10 пф.

С7 – 2,7 нф.

С17 – 12 пф.

С18 – 6,8 нф.

С19 – 11 пф

Индуктивность входного контура L1 – 4,2 мкГн.

Индуктивность гетеродинного контура L3 – 3,8 мкГн.

Индуктивность входного контура L10 – 0,5 мкГн.

Индуктивность гетеродинного контура L3 – 0,5 мкГн

Керамический фильтр Z1 - CFK465E10

11. Выводы.

Данная микросхема К174ХА2 полностью соответствует требованиям,

предъявленным в техническом задании:

Чувствительность в 200 микровольт абсолютно обеспечивается

микросхемой, так как её номинальная чувствительность составляет 10

микровольт. (п.9 стр.19)

Ослабление по зеркальному каналу в 12 децибел обеспечивается

микросхемой (входными цепями), которое при расчёте составило 19,52

децибела. (п.6 стр.14)

Ослабление соседнего канала в 34 децибела обеспечивается керамическим

фильтром CFR465E10 с параметрами ±5.0 кГц/3 dB,

±12 кГц/70 dB. (п.8 стр.18)

Выходная мощность в 0,5 Ватта обеспечивается типовой схемой

включения. (стр.20)

Полоса пропускания 9,5 килогерц и диапазон принимаемых частот

достигается входной и гетеродинной цепями, а также керамическим

фильтром.

Эффективность АРУ, оцениваемая пропорцией соотношений амплитуд двух

входных и двух выходных сигналов составила:

Входные сигналы – 20 lg.(5000 мкВ/20 мкВ) = 48 дБ,

Выходные сигналы – 20 lg.(560 мВ/60 мВ) = 19 дБ,

что превышает параметры технического задания, но не вредит работе

радиоприёмника. (п.9 стр.14)

-----------------------

преселектор

В.Ц.

УВЧ

ПЧ

Гетерод.

С. М.

ФСС-УПЧ

АМ

детектор

АРУ

УНЧ

Вход. цепь

Колебательный контур

Резонансный

УВЧ

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

соседнего канала в размере 34 децибел (заданных в техническом задании)

данный фильтр сможет осуществить без существенного ухудшения частотных

свойств полезного сигнала (исходя из таблицы сводного графика амплитудно-

частотных характеристик фильтров марки CFK).

Функциональный состав: I — усилитель высокой частоты; II — усилитель АРУ;

III — гетеродин; IV — смеситель; V — стабилизатор напряжения; VI —усилитель

промежуточной частоты; VII — усилитель АРУ.

Назначение выводов: 1-вход первого усилителя

высокой частоты; 2 — вход второго усилителя высокой

частоты; 3 — вход усилителя АРУ; 4, 5, 6 – выводы гетеродина; 7 — выход

усилителя промежуточной частоты; 8 — общий вывод, питание (- Uп); 9 –

вход усилителя АРУ, усилителя промежуточной частоты; 10 — выход усилителя

индикации; 11, 13 — вывод усилителя промежуточной частоты; 12 – вход

усилителя промежуточной частоты; 14 – вход стабилизатора напряжения,

питание (+ Uп); 15, 16 — выходы смесителя.

Типовая схема включения микросхемы К174ХА2: L1 — 5 секций по 16 витков

провода ЛЭП 5x0,06; L2 — 8 витков провода ПЭВТЛ-0,18 (обе катушки размещены

на ферритовом стержне Ф400НН | диаметром 8 и длиной 63 мм); контур

гетеродина и фильтры ПЧ намотаны на пластмассовых двухсекционных каркасах,

которые помещены в ферритовые чашки марки ШООНМ диаметром 6,1 и высотой

4мм, сердечник ШООНМ размером 63x10 мм; L3 — 88-1-12 витков провода ЛЗП

3x0,06 мм; И—22 витка ПЭВТЛ-0,09 мм; L5, L7, 19—40x2 провода ЛЭП 3x0,06

мм; 16 — 45 витков провода ПЭВТЛ-0,09 мм; 11—12 витков провода ПЭВТЛ-0,09

мм

[pic]

Страницы: 1, 2