- •Содержание
- •Введение
- •Предварительный расчет приемника Выбор и обоснование структурной схемы приемника
- •Предварительный расчет полосы пропускание линейного тракта приемника
- •Выбор средств обеспечения избирательности
- •Распределение усиления по линейному тракту приемника
- •Выбор средств настройки
- •Выбор активного элемента усилительных каскадов
- •Коэффициент шума приемника
- •Выбор преобразователя частоты
- •Электрический расчет приемника Входная цепь приемника
- •Урч приемника
- •Детектор
- •Упч приемника с фсс
- •Расчет резонансного усилителя пч.
- •Список используемых источников
Предварительный расчет полосы пропускание линейного тракта приемника
Полосу пропускания высокочастотного линейного тракта супергетеродинного приемника без системы автоматической подстройки частоты можно определить по формуле [1, с. 11]:
(1)
где: Псп – ширина спектра принимаемого сигнала, составляющие которого, с учетом допустимых искажений, не должны выходить за пределы полосы пропускания приемника. Для двух полосного одноканального АМ сигнала, при передаче речи относительно низкого качества:
(2)
где Fв - верхняя частота модуляции сигнала.
Пд – изменение несущей частоты сигнала за счет доплеровского эффекта. Примем, что приемник и передающая станция неподвижны относительно друг друга, тогда доплеровское смещение частоты .
Пнест – величина на которую необходимо расширить полосу пропускания приемника для учета нестабильности частот передатчика и гетеродина приемника, а также погрешностей в настройке отдельных контуров и всего приемника в целом [1, c. 11].
(3)
где:
с – относительная нестабильность частоты сигнала fc
г – относительная нестабильность частоты гетеродина приемника fг;
н – относительная погрешность установки частоты приемника при безпоисковой настройке, отнесенной к частоте сигнала fс.
пр – относительная погрешность и нестабильность настройки контуров тракта промежуточной частоты, отнесенная к промежуточной частоте fпр.
Примем относительную нестабильность частоты сигнала равной
Примем нестабильность частоты гетеродина . Значение коэффициента δпр главным образом зависит от температурного коэффициента катушек контуров, настраиваемых на промежуточную частоту и, как правило, колеблется от 0,0003 до 0,003 [1, с. 12]. Пусть . Величина н обычно равна 0,003…0,01 и определяется в основном точностью настройки контура гетеродина, механизмом перестройки или погрешностью установки частоты настройки приемника по его шкале. В нашем случае применяется перестройка приемника оператором по принимаемым сигналам, то естественно величину н следует брать равной нулю.
Значение промежуточной частоты выберем стандартное для данного диапазона волн. .
Согласно формуле (3):
Согласно формуле (1):
Выбранная промежуточная частота удовлетворяет условиям (для возможности применения контуров с реализуемой добротностью) и (для фильтрации сигналов промежуточной частоты при детектировании АМ сигналов) [1, с. 19].
Выбор средств обеспечения избирательности
Супергетеродинный прием, при всех своих преимуществах, не лишен и недостатков. При приеме появляется зеркальный канал, обусловленный умножением частот в смесителе. Поэтому необходимо обеспечить защиту от помех, как по соседнему каналу, так и по зеркальному. Частотная избирательность супергетеродинного приемника зависит в основном от необходимых ослаблений по зеркальному и соседнему каналам (соответственно Sзк и Sск). В приемниках с одним преобразованием частоты (как в нашем случае) ослабление зеркального канала обеспечивает преселектор, ослабление соседнего – в основном УПЧ и частично преселектор.
Исходные данные: ;
выберем - эквивалентные затухания контуров преселектора с учетом потерь, вносимых источником сигналов и нагрузкой [1, с20] (Допустимо для фиксированных промежуточных частот).
Определим обобщенную расстройку зеркального канала при верхней настройке гетеродина [1, c. 20-21].
(4)
Определим обобщенную рассторйку зеркального канала при нижней настройке гетеродина .
(5)
Так как нет особой разницы между полученными значениями, то будем использовать верхнюю настройку гетеродина, так как она более предпочтительна, поскольку в итоге меньше зашумляет канал на промежуточной частоте.
По методике, изложенной в [1, с. 19-20, рис 1.5], выберем схему приемника.
Пользуясь нормированными частотными характеристиками преселекторов при больших расстройках рис. 1.7а [1, с.22], находим, что необходимое ослабление по зеркальному каналу Sзк=60dB может обеспечить двухконтурная входная цепь и два УРЧ.
Рис 2. Структурная схема преселектора
Для выбранного преселектора вычисляем ослабление по соседнему каналу, которое он создает.
Обобщенная расстройка для краев полосы пропускания приемника :
(6)
Из рис. 1.8б [1, с. 22] находим, что такой расстройке соответствует ослабление преселектора .
Разберемся теперь, как следует распределить избирательность в тракте ПЧ.
Есть два способа – УПЧ-Р и ФСИ. Принцип УПЧ-Р - рассредоточенной избирательности, заключается в постепенном ослаблении мешающих частот в каждом из каскадов ПЧ. При этом резонансные контуры, обеспечивающие требуемую избирательность, обеспечивают и требуемое усиление. [1, с. 269]. Это приводит к тому, что эти каскады в среднем имеют относительно невысокую избирательность, поэтому воздействию мешающих помех подвергаются все каскады усиления, а не только первый. Это и есть существенный недостаток.
Другой метод – фильтр сосредоточенной избирательности, избирательная система “сосредоточена” между каскадами преобразователя (ППЧ) и усилителя (УПЧ). От последующих каскадов тракта ПЧ требуется лишь обеспечить нужное усиление. Такими системами являются LC-фильтры, пьезоэлектрические и кварцевые фильтры, которые имеют относительно высокие коэффициенты прямоугольности частотной характеристики.
По методике предварительного расчета, изложенной в [1, с. 21], рассчитаем величину:
В случае, если , и если предъявлены высокие требования к избирательности, рационально применить ФСИ.
Как видно, в нашем случае применение ФСИ не требуется, однако при данных требованиях к избирательности по соседнему каналу значительно усложняется расчет каскадов тракта ПЧ, в частности УПЧ. Поэтому, мы построим тракт ПЧ с использованием фильтра сосредоточенной избирательности.
Рассчитаем ослабление Sпп, которое можно допустить в ФСИ, на полосе пропускания из выражения:
. (7)
Для выбранного преселектора определим обобщенные расстройки для соседнего канала из выражения:
, (8)
где - расстройка для соседнего канала. Так как в нашем случае верхняя частота модуляции равна 3.4кГц, то минимальное расстояние в герцах между каналами (или их несущими) равно 3.4+3.4=6.8кГц.
По рис. 1.7б [1] находим, что данной расстройке соответствует ослабление соседнего канала, создаваемого преселектором.
Определяем ослабление соседнего канала , требуемое от ФСИ:
(9)
где – полное ослабление соседнего канала, требуемое в приемнике.
Sскп = 40-0,1 = 39,9 dB
Как видно, преселектор “частично” давит соседний канал. Этим подавлением можно пренебречь и принять, что вся избирательность по соседнему каналу должна выполнятся фильтром сосредоточенной селекции.