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
|