2.7 Розрахунок системи автоматичного регулювання підсилення

Враховуючи результати попереднього розрахунку отримуємо схему АРП зображену на рисунку 2.5

Рисунок 2.5 – Схема АРП

Вихідні дані для розрахунку:

• Зміна вхідної напруги: а=46 (дБ);

• Зміна вихідної напруги: р=10 (дБ);

• Максимальний коефіцієнт підсилення регулюючих каскадів: К_ппч=17.1;

• Число регулюючих каскадів: N_АРП=2;

• Параметри транзисторів регулюючих каскадів: I_c=1мА, U_c=10В;

• Коефіцієнт передачі детектора: К_д=0.97;

• Вхідна напруга детектора: U_{вх дет.}=0.5В.

Необхідні межі регулювання системи АРП:

(2.80)

Задаємось максимальною величиною струму колектора регулюючих каскадів:

І величиною:

Коефіцієнт підсилення регулюючих каскадів:

(2.81)

При q=1(0 дБ) К_рег.max=34.2(дБ); при q=0.1(-20 дБ):

Межі регулювання становлять:

(2.82)

Оскільки >, то забезпечується достатній запас регулювання.

Приймаючи у всіх регулюючих каскадах R₂=15(КОм) (рис.2.5), R₁=2.772(КОм) (рис. 2.2), обчислюю коефіцієнт керування по формулі:

(2.83)

Необхідний коефіцієнт підсилення в тракті АРП:

(2.84)

Оскільки >1, то необхідно використати підсилення АРП з підсиленням

Для забезпечення часу затримки вибираю конденсатор С₁=100(мкФ) і резистор R₁ опором:

(2.85)

де - час затримки в секундах, С – в мкФ;

Розділ 3 Мініатюризація схеми електричної принципової

3.1 Вибір інтегральних мікросхем

В сучасних радіомовних приймачах широко застосовуються інтегральні мікросхеми як універсального призначення, так і спеціалізовані для радіоприймальної апаратури. Мікросхеми можуть мати різну степінь інтеграції – містити лише один каскад (наприклад ПРЧ або ППЧ), або декілька каскадів. В останні роки надається перевага багатофункціональним мікросхемам, які включають ПРЧ, ПЧ з гетеродином, ППЧ, детектор, а деколи і каскади ПЗЧ.

Застосування гібридних мікросхем дозволяє скоротити до мінімуму кількість активних елементів, зменшити трудомісткість монтажних і настрою вальних робіт, габарити і матеріаломісткість виробу, забезпечує уніфікацію схематичних рішень і підвищену ремонтопридатність.

Застосування напівпровідникових мікросхем, крім того, дозволяє суттєво підвищити якість і надійність приймачів за рахунок використання спеціальних схем, які можуть бути реалізовані тільки на базі інтегральної технології – наприклад, схем з великою кількістю активних елементів, зворотніх зв’язків, диференційних і балансних схем, резервування.

Вибір типу інтегральної мікросхеми проводять по її функціональному призначенню, електричних параметрах (крутизни ВАХ, частотних характеристиках, вхідному і вихідному опорах, напрузі живлення) і експлуатаційних даних.

Враховуючи вище викладене замінюємо такі блоки в приймачі як гетеродин, детектор, попередній підсилювач низької частоти, АРП, підсилювач ПЧ, змішувач, підсилювач ВЧ мікросхемою К174ХА36А. Мікросхема призначена для роботи в приймальному тракті портативних і переносних АМ радіоприймачів супергетеродинів ДХ, СХ і КХ діапазонів з низькою напругою живлення і малим споживаним струмом. Разом з навісними елементами мікросхема виконує повну обробку радіосигналу з попереднім підсиленням напруги низької частоти. Зарубіжного аналога мікросхема не має.

Прилади оформлені в пластмасовому шістнадцатививідному корпусі 2103.16-9 (238.16-1) з жорсткими виводами, маса - не більше 1,3 г. Призначення виводів подано в таблиці 3.1. Струтурна схема показана на рисунку 3.1.

Таблиця 3.1 Призначення виводів К174ХА36А

№ виводу	Призначення виводу
1	Контур гетеродина
2	Спільний вивід
3	Вхід підсилювача радіочастоти 1
4	Вхід підсилювача радіочастоти 2
5	Індикатор настройки
6	Вхід попереднього підсилювача звукової частоти інвертуючий
7	Вхід попереднього підсилювача звукової частоти не інвертуючий
8	Вихід попереднього підсилювача звукової частоти
9	Спільний вивід попереднього підсилювача звукової частоти
10	Живлення +Ucc
11	Вихід детектора
12	Фільтруючий конденсатор автоматичного регулювання підсилення
13	Переддетекторний LC-контур
14	Вхід підсилювача проміжної частоти
15	Блокувальний конденсатор підсилювача проміжної частоти
16	Вихід змішувача

Основні електричні характеристики:

Номінальна напруга живлення, В:………………………………………...........3

Споживаний струм, мА, не більш, в режимі спокою:…………………….....10

Споживаний струм, мА, не більш, в режимі найбільшої допустимої напруги вхідного сигналу ВЧ для…………………………………………..…….…………...20

Вихідна напруга детектора, мВ не менше…………………………………..100

Коефіцієнт підсилення попереднього підсилювача сигналу низької частоти:

не менше…………………………………..………….……………………..…...3

не менше…………………………….……………..………………………….....7

Відношення сигнал/шум на виході попереднього підсилювача сигналу низької частоти, дБ, не менше, для К174ХА36А при значеннях вхідної частоти 1 МГц і 27 МГц…………………………………………………………………………………….…20

Ефективність автоматичного регулятора підсилення (зміна напруги на виході підсилювача низької частоти), дБ,не менше...………………………….………….±6

Коефіцієнт гармонік, %, не більше, при вхідній напрузі високої частоти

10 мВ………………………………………………...……...………………………..3

200 мВ……………………………………………………...………...……………..10

Струм індикатора настройки, мА, у режимі спокою:

не більш…………………………………………………………...…………....…2,4

не менше………………………………………..……………………………...…0,4

Опір навантаження попереднього підсилювача 34, Ом, не менше…...…....100

Частота вхідного сигналу високої частоти, МГц, не більш………....…….…..50

Частота зовнішнього гетеродина, МГц,не більш……………………….…....50

Власна резонансна частота, кГц, не менше………………..………………….10

Граничні експлуатаційні параметри:

Напруга живлення, В…………………………………………………….……..2...9

Найбільша напруга живлення, при якому мікросхема ще залишається працездатною, В …....................................................................................................................................10

Найбільша вхідна напруга високої частоти мВ…………………………...……250

Найбільша напруга високої частоти на входах попереднього підсилювача низкої частоти, мВ………………………………………………………………………. 100

Виходячи з вище перерахованих параметрів мікросхеми випливає, що дана ІМС підходить по своїх електричних параметрах в розрахований радіоприймач, але для покращення чутливості ІМС необхідний додатковий ПВЧ.

Рисунок 3.1 Структурна схема К174ХА36А

Оскільки дана мікросхема на виході ПНЧ має малу вихідну потужність, то необхідно додатково встановити підсилювач НЧ щоб забезпечити вихідну потужнісь рівну 0,25 Вт.

Враховуючи значення вихідної потужності і опору приймача в якості ПНЧ буде використовуватись ТDА7050. Мікросхема ТDА7050 — це підсилювач низької частоти (ПНЧ), що працює на динамічну головку 0,25ГДШ-2 з опором 50 Ом, або головні телефони в монофонічному режимі опором не менше 32 Ом. Особливістю цього ПНЧ є низька напруга живлення (від 1,8 до 6,0 В) і відсутність необхідності підключення додаткових елементів, тільки регулятор гучності і головні телефони. Мікросхема може бути використана як в монофонічному, так і в стереофонічному варіантах включення. Монофонічний варіант — це мостове включення її каналів. Технічні умови не рекомендують підключати в монорежимі динаміки з опором нижче 32 Ом. Структурна схема ТDА7050 показана на рисунку 3.2.

Рисунок 3.2 Структурна схема ТDА7050T

Таблиця 3.2 Електричні параметри TDA7050T

1	Номінальна напруга живлення	1,6 - 6 В
2	Струм споживання при Uж = 6 В	3.2 мА
3	Коефіцієнт підсилення	40дБ
4	Рівень шуму на виході	100 мкВ
5	Коефіцієнт гармонік	0,2 %
6	Вхідний опір	1 МОм
7	Номінальна потужність при Rн= 32 Ом	150 мВт

Таблиця 3.3 Граничні експлуатаційні параметри TDA7050T

1	Напруга живлення	1,6…8 В
2	Максимальний вихідний струм	4 мА
3	Температура кристала	+125 ^°С
4	Температура навколишнього середовища	-20 ... +70 ^°С

З параметрів мікросхеми випливає, що по своїх електричних та гранично експлуатаційних параметрах дана мікросхема нам підходить для даного радіоприймача.