3. Выбор и расчёт принципиальной схемы радиотракта.

3.1. Расчет схемы детектора.

В схемах приемниках однополосных излучений используется схема син­хронного детектора, в качестве детектора применяют балансную схему.

Рис.1. Балансный детектор

Ввиду симметричности схемы диоды VD1 и VD2 , конденсаторы С1 и С2 должны быть одинаковыми.

В качестве диодов VD1 и VD2 выбираем диод Д10А связи с его распростра­нённостью и небольшой стоимостью.

Расчёт будим производить в следующей последовательности:

Найдем сопротивление нагрузки детектора. Оно выбирается из соотношения R_Н = (0.5-0.8)R₁₁ , где R₁₁ - сопротивление входа УНЧ

Возьмём R₁₁ равным 2 кОм. Тогда R_Н = 0.82 = 1.6 кОм.

Найдём сопротивление входа детектора. Для балансного детектора сопро­тивление входа рассчитывается по следующей формуле:

Определим С_Н равное С1 и С2 из следующего соотношения:

, где

к_д - коэффициент детектирования. Для диодного детектора примем 0.9 .

m - коэффициент модуляции. Возьмём максимально допустимый 0.8 .

F_в - верхняя частота спектра сигнала. Примем равной 3000 Гц

C_Н = C₁ = C₂ = 50 нФ.

Определим постоянную времени цепи нагрузки детектора по формуле:

Для проверки правильности выбора R_н и C_н необходимо выполнение усло­вия:

мкс.

40< 78

Последнее условие выполняется, следовательно можно считать рассчитан­ный детектор безинерционным.

3.2. Расчет схемы упч

Основное усиление в супергетеродинном приемнике обеспечивают каскады промежуточной частоты, в основном 2 промежуточной. У резонансных усили­телей коэффициент усиления меньше чем у апериодических каскадов, поэтому рассчитаем апериодический усилитель.

Рис.2. Апериодический усилитель

Возьмем транзистор ГТ310А, его параметры:

h_21э=20-70,h_11б=38 Ом,I_к=1мА,Y₂₁=26мсм, Y₁₂=11мксм, I_к0=2мкА, g₁₁=1,3 мСм, g₂₂=0,35мСм.

1.Определяем устойчивый коэффициент усиления каскада:

подставляя значения в формулу получаем:

Возьмем напряжение Ек=12 В.

1.Найдем сопротивление резисторов

2. Определяем перепад температуры окружающей среды:

3. Находим изменение обратного тока коллектора . Так какнаи­более сильно изменяется при повышении температуры, то достаточно оп­ределить его приращение при увеличении температуры отдо заданной максимальной. Это приращение:

где и - значениясоответственно прии ; а - коэффици­ент, зависящий от типа транзистора.

Для германиевых транзисторов а =10.

4. Вычисляем изменение напряжения на эмиттерном переходе:

где- коэффициент теплового смещения напряжения на эмиттерном пере­ходе ( принимаеммВ\град ).

5. Определяем допустимое приращение тока коллектора в рабочей точке:

где -значенияIк соответственно при

5. Рассчитываем сопротивления резисторов базового делителя:

6. Рассчитаем емкость блокировочного конденсатора

7. Найдем проводимость делителя

8. Определим входную проводимость

9. Определим реальное эквивалентное сопротивление нагрузки каскада:

, где

,тогда

, подставляем значения в формулу

10. Вычислим реальный коэффициент усиления каскада:

по условию получается

Коэффициент усиления каскада оказался меньше устойчивого коэффици­ента усиления, что даёт нам полное право использовать рассчитанный каскад без каких либо дополнительных мер к обеспечению устойчивости.

Расчет выходного каскада УПЧ несколько иной, т.к. его нагрузкой является детектор. Применим в качестве выходного каскада резонансную схему (Рис. 3)

Рис.3. Схема выходного каскада УПЧ

Определим только коэффициент усиления выходного каскада, потому как рассчет навесных элементов аналогичен. Возьмем тот же транзистор ГТ310А.

Его устойчивый коэффициент усиления:

1. Расчитаем сперва эквивалентную добротность контура:

2. Зададимся коэффициентом шунтирования контура

3. Определим необходимую конструктивную добротность контура:

4. Рассчитаем характеристическое сопротивление контура:

5. Находим емкость контура:

6. Определим индуктивность контура.

7. Определим коэффициент трансформации:

8. Определим резонансный коэффициент усиления каскада:

Коэффициент усиления каскада оказался меньше устойчивого коэффици­ента усиления, что даёт нам полное право использовать рассчитанный каскад без каких либо дополнительных мер к обеспечению устойчивости.

В расчете структурной схемы я посчитал коэффициент усиления тракта вто­рой промежуточной частоты равный 816. Коэффициент усиления апериодиче­ского усилителя равен 13,6, а выходного 5,52, следовательно можно взять два каскада апериодического усилителя и выходной резонансный, общий коэффи­циент усиления будет равен

Рассчитанный коэффициент усиления получился несколько больше чем не­обходимо, но это не страшно, т.к. имеется система АРУ, которая ослабит коэф­фициент усиления до необходимого.