Курсовая работа (т): Радиовещательный приемник АМ сигналов

; ; ; ; ;; ; ; ; Все параметры действительны для частоты до 4,5МГц.

; ; ; Емкости от тока коллектора зависят не сильно и в данном диапазоне можно считать их постоянными.

Ток коллектора покоя равен 2,5мА.

 , коэффициент диапазона.

Минимальная эквивалентная ёмкость ВЦ в этом диапазоне составляет примерно 40-60пФ. Принимаю её равной 50пФ. Тогда при заданном транзисторе в УРЧ для конца диапазона:

Для начала диапазона:

5.2    Определение усиления радиотракта на крайних частотах

В УРЧ буду использовать транзистор ГТ308В с ОЭ со следующими параметрами:

; ; ; ; ;; ; ; ;.

; ; ; Емкости от тока коллектора зависят не сильно и в данном диапазоне можно считать их постоянными.

Задаю ток коллектора в точке покоя равным 2,5мА для УРЧ.

Коэффициент устойчивого усиления в конце диапазона:

где  - коэффициент устойчивости.

Полагаю добротность равной ста, соответственно .

Тогда максимальный коэффициент усиления каскада (полагаю, что преобразователь выполнен на том же транзисторе ГТ308В ):

Он значительно больше устойчивого(,на который и следует рассчитывать каскад.

В транзисторном резонансном каскаде связь между коэффициентами усиления и полосами пропускания в начале и конце поддиапазона в первом приближении определяется уравнениями:

 - минимально допустимое значение полосы пропускания.

 (Формула (2-1) Бобров)

 (Формула (2-105) Бобров)

 ((2-106)Бобров)

Полагая

Где :-коэффициент диапазона ;-коэффициент устойчивого усиления для конца диапазона , - коэффициент устойчивого усиления для начало диапазона,-полоса пропускание для конца диапазона,-полоса пропускание для начало диапазона.

.3     
Вычисление напряжения сигнала на входе преобразователя частоты

Действующая высота антенны зависит от следующих параметров:

Соответственно в начале и конце диапазона:

Из формул видно, что действующая высота антенны увеличивается с увеличением частоты. Т.к. в задании она задана 0,07м и для КВ диапазона обычно не превосходит 0,03м на частоте 408кГц, то можно утверждать, что 0,07м - действующая высота антенны в конце диапазона. Тогда, поделив обе формулы друг на друга, получаю следующую зависимость (деление можно произвести, т.к. кроме частот все остальные параметры являются постоянными величинами):

Т.к. , то м

Коэффициент передачи ВЦ и УРЧ (радиотракта):

В начале диапазона:

В конце диапазона:

Чувствительность приёмника в задании E=0,1мВ/м, поэтому напряжения на входе преобразователя частоты в конце и начале диапазона вычисляю по следующим формулам:

.        Выбор числа каскадов УПЧ

приемник канал диапазон частота

Построение детектора выполняю на полупроводниковом диоде по последовательной схеме. При предварительных расчетах на черновике его минимальное входное напряжение на переходе составило  , что соответствует действительности, т.к. примерно 0,4В - 0,6В падают на переходе полупроводниковых диодов различных типов.

Исходя из известных напряжений на входе ПЧ и детектора, можно определить усиление тракта промежуточной частоты:

 , где  - запас усиления.

Из формулы видно, что наибольший коэффициент усиления при меньшем  , подставляя это значение в формулу нахожу необходимый коэффициент усиления тракта ПЧ:

Меньший коэффициент усиления по той же формуле равен 2909

В тракте промежуточной частоты буду использовать транзисторы ГТ308В, устойчивый коэффициент которых при коллекторном токе 0,5мА (следовательно ; ; ):

Тогда число необходимых каскадов в тракте ПЧ определяю по следующей формуле:

 - проводимости прямой передачи транзисторов преобразователя частоты и каскадов УПЧ.

q=0,33 - коэффициент ослабления сигнала ФСС на средней частоте.

p=1 - количество используемых в тракте промежуточной частоты ФСС (использую один ФСС в преобразователе частоты).

 - берётся для транзистора преобразователя частоты на максимальной рабочей частоте приёмника.

Таким образом необходимо два УПЧ. Первый УПЧ будет иметь селективную систему для необходимого ослабления соседнего канала, т.к. ФСС выполняет эту роль не полностью. Второй УПЧ будет резистивным и нагрузкой его будут два детектора (детектор АРУ и детектор сигнала).

.       
Проверка осуществимости регулировок усиления

По заданным параметрам курсового проекта , известно что :

)допустимое изменение выходного напряжения:

; или B=3,98

)опустимое изменение входного напряжения:

;  или D=317,78

Глубина регулирования усиления одного каскада в тракте ПЧ определяется:

Число регулируемых каскадов:

Таким образом в качестве регулируемых каскадов выбираю УПЧ1, УПЧ2 и УРЧ.

.        Структурная схема приёмника

Исходя из данных предварительного расчета структурная схема будет иметь вид:

Рис.3 Структурная схема приёмника.

Детектор АРУ считается расположенным вместе с Д в одном блоке с детектором полезного сигнала.

.       
.        Расчет принципиальных схем функциональных узлов приёмника

1.  Расчет ВЦ

Число витков:

В этой формуле: ; ; ;

Подставив эти значения в выражение для w получаю следующее выражение для w:

 , для решения этого выражения находим необходимые параметры:

Все параметры магнитной антенны наглядно изображены на рис. 4.

В качестве С2 выбираю КП4-3А с твёрдым диэлектриком и , , тогда суммарная емкость контура антенны:

 , что вполне допустимо.

Эквивалентная максимальная ёмкость контура:

Индуктивность контура:

Т.к. , то подставляя в это выражение L1 и w записываю следующее выражение для нахождения действующей высоты:

Выбираю сердечник с ,  , тогда . По рис. 5 , а по рис. 6 b=4,7 . Тогда выражение для , с учетом , примет вид:

Т.к. в ходе предварительного расчета было выяснено, что , тогда:

Из предыдущей формулы получаю .

Чиcло витков в L1:

Для проверки точности значения вычисляю :

Полученное значение с высокой точность соответствует величине, полученной в предварительном расчете. Поэтому выбираю длину стержня равной 360мм.

Индуктивность катушки связи L2:

Число витков в катушке связи L2:

Коэффициент включения УРЧ в ВЦ (k=0,6 - коэффициент связи между катушками):

Средняя ёмкость подстроечного конденсатора:

,  - выходная ёмкость антенной цепи и входная ёмкость первого каскада (т.е. УРЧ). Для моей схемы с магнитной антенной следует считать . Полагаю ёмкость монтажа равной , а начальную ёмкость контура . Тогда . Тогда подстроечная ёмкость:

пФ

В качестве  выбираю конденсатор КПК-2 ёмкостью 25пФ - 150пФ со средней ёмкостью 62,5пФ.

Эквивалентное затухание для конца диапазона:

Коэффициенты передачи ВЦ в начале диапазона:

6,77

Коэффициенты передачи ВЦ в конце диапазона:

Полоса пропускания ВЦ в начале и конце диапазона:

Чувствительность входной цепи (произвожу расчеты только для начала диапазона, т.к. на других частотах она будет практически постоянной из-за смены параметров перестраиваемых элементов контура):

; ; ;