Приемник радиовещательный КП. Пояснительная записка к курсовому проекту

• Название: Пояснительная записка к курсовому проекту
• Дата: 11.03.2022
• Размер: 0.6 Mb.
• Имя файла: Приемник радиовещательный КП.doc
• Тип: Пояснительная записка; #392693
• страница: 3 из 3

2.2 Расчет усилителя радиочастоты

частота приемник колебательный

Исходными данными для проектирования и расчета каскада УРЧ, которые получаются при составлении структурной схемы приемника, являются:

• 
  граничные частоты диапазона МГц и МГц;
  
• 
  параметры контура УРЧ;
  
• 
  тип контура - одиночный с двойным автотрансформаторным включением;
  
• 
  эквивалентное затухание контура ;
  
• 
  конструктивное затухание ;
  
• 
  напряжение источника питания В;
  
• 
  параметры транзистора УРЧ КП341Б, приведены в Приложении 1;
  
• 
  параметры смесителя.
  

На рисунке 2.5 изображена схема УРЧ.


Рисунок 2.5 - Схема усилителя радиочастоты на ПТ с двойным автотрансформаторным включением контура
Затем выбираем транзистор с наименьшим коэффициентом шума и имеющий , что позволяет получить слабую зависимость характеристик каскада от частоты.

Имеет смысл использовать в каскаде УРЧ такой же контур, как и во входной цепи.

Определим коэффициент устойчивого усиления схемы:
. (2.13)
Общими формулами коэффициента усиления и эквивалентного затухания колебательного контура каскада резонансного усилителя являются:
; (2.14)

. (2.15)
Для решения надо так подобрать коэффициенты включения и к контуру, чтобы они удовлетворяли уравнениям (3.14) и (3.15). Решениями этих уравнений могут быть значения коэффициентов, определяемые формулами:
; (2.16)

, (2.17)

где ; (2.18)

. (2.19)

Получается две пары коэффициентов включения при разных знаках перед вторыми радикалами. Для схемы с двойным автотрансформаторным включением физически реализуемыми будут пары, в которых оба коэффициента включения получаются не более единицы. Когда в обеих парах хотя бы один коэффициент включения окажется больше единицы, то при заданных исходных данных невозможно получить требуемые и .

В нашем случае:
;

.
При данных значениях N и М получаются следующие пары коэффициентов:



Вторая пара отвечает условию физической реализуемости и может быть принята как расчетная.

Проверим по формулам (3.14) и (3.15) найденные коэффициенты:
;

.
Таким образом, найденные коэффициенты позволяют реализовать требуемое затухание контура и обеспечить устойчивый коэффициент усиления.

Для обеспечения выбранного режима работы полевого транзистора по постоянному току и его температурной стабильности в усилительный каскад должны быть введены вспомогательные цепи [7, стр21].

Исходные данные для расчета цепей:

· Электрический режим: нА, В, В; В;

· Начальный ток стока мА;

· Максимально допустимая мощность мВт;

· Максимальная температура перехода ;

· Нормальная температура .

Величина сопротивления цепи затвора:
кОм. (2.20)
Сопротивление резистора :
Ом. (2.21)
Емкость переходной цепочки цепи затвора :
пФ. (2.22)

Емкость :
пФ. (2.23)
Развязывающий фильтр в цепи питания рассчитаем по формулам:
Ом. (2.24)

пФ. (2.25)
В результате был рассчитан каскад УРЧ и все его элементы.
.3 Расчет гетеродина
Гетеродин входит в состав TDA7088T.


Рисунок 2.6 Принципиальная схема каскада гетеродина.
Расчет элементов преобразователя аналогичен расчету ВЦ и УРЧ.

Рассчитаем ёмкость контура:

. (2.26)
Емкость монтажа берем примерно равной пФ, паразитную емкость катушки контура пФ, входную емкость каскада пФ, тогда емкость контура:

пФ.

Далее найдем индуктивность контура:
мкГн.
С1 и С2 из вышеперечисленных соображений выберем 1.2-6 пФ и 2200 пФ соответственно.

Диапазон изменения емкости контура для обеспечения требуемого коэффициента перекрытия:
пФ (2.27)

пФ (2.28)

где пФ.
Требуемый диапазон изменения емкости варикапа тогда составит 4.65-7.7 пФ.

При применении варикапа КВ129А. диапазон напряжений составит 3-5 В. Номинал С3 берем 10 пФ.

Сопротивление резистора положим R1=300 кОм, при этом шунтирование контура по цепи управления варикапом практически не сказывается. Положим сопротивление резистора R2=10 кОм, тогда:
кОм.
где - необходимый минимальный коэффициент передачи делителя.
.4 Расчет УПЧ и частотного детектора
Как уже говорилось ранее УПЧ и ЧД входят в состав м/с TDA7088T.


Рисунок 2.7 Подключение ФСС к м/с TDA7088T
В качестве ФСС мы выбрали пьезокерамический фильтр, выпускаемый промышленностью ФСС ПФ1П-049а. Его параметры приведены в таблице 2.1 (данные взяты из [1] приложение 3).
Таблица 2.1. Основные параметры пьезокерамического фильтра ПФ1П-049а

Полоса пропускания на уровне - 26дБ, кГц, не более	Средняя частота полосы пропускания, кГц	Полоса пропускания на уровне - 6дБ, кГц	Затухание в полосе пропускания, дБ, не более	Согласующие сопротивление, кОм, со стороны
				источника сигнала	нагрузки
505		150…200	10	0.33	0.33

Примечание:

неравномерность затухания в полосе пропускания фильтров ПФ1П-049 не превышает 3 дБ;

полоса пропускания фильтра ПФ1П-049а на уровне 26 дБ - не более 505 кГц.
2.5 Усилитель низких частот
Применим в качестве УНЧ микросхему TDA7050T - усилитель с выходом на головные стереотелефоны.

Представим типовую схему включения низкочастотного тракта на рисунке 2.8.


Рисунок 2.8 - Типовая схема включения микросхемы TDA7050T

Приведём параметры микросхемы TDA7050T.
Электрические параметры ИМС TDA7050T

Параметр	Единица	Символ	Значение
Напряжение питания	В		1.6…6.0
Ток покоя	мА		3.2
Выходная мощность	мВт		140
Выходное напряжение шума, при кГц, кОм	мкВ		140
Разделение каналов	дБ		40
Коэффициент усиления напряжения	дБ		32

В качестве нагрузки УНЧ применим головные телефоны.
3. Расчет коэффициента шума и чувствительности приемника
Коэффициент шума супергетеродинного приемника равен:
(3.1)
где - коэффициенты шума ВЦ, УРЧ, преобразователя частоты и УПЧ соответственно;

- коэффициенты передачи мощности ВЦ, УРЧ и преобразователя частоты;

- коэффициент передачи мощности антенного фидера.

Расчет коэффициента шума проведем для ВЦ и УРЧ, так как последующие каскады, дают несущественный вклад в общий коэффициент шума.

Пересчитаем к входу, проводимости источника сигнала и входного контура:
мкСм; (3.2)

мкСм; (3.3)

мкСм. (3.4)
g₁₁=46.4 мкСм; t₁₁=1; мА/В.

Шумовое сопротивление транзистора .

Коэффициент шума УРЧ и ВЦ определяется выражением:

, (3.4)
Подставив, получим .

Рассчитаем чувствительность приемника
, (3.5)
мкВ.

Реальная чувствительность радиоприемного устройства не превышает заданного значения в ТЗ, таким образом, требование ТЗ выполнено.
4. Расчет кривой избирательности линейного тракта
Кривая избирательности тракта ПЧ - это кривая избирательности пьезокерамического ФСС. Построение кривой избирательности выполним эмпирически на основе справочных данных. Из справочных данных по применяемому ФСС находим подавление сигнала: а) при отстройке на 150-200 кГц - подавление 6 дБ; б) при отстройке на 505 кГц - подавление 26 дБ.


Рисунок 4.1 - Кривая избирательности ФСС
Определим затухание на частотах зеркального канала и канала прямого прохождения:
, (4.1)

. (4.2)

, или 47 дБ;

, или 95 дБ.
Видим, что требуемые избирательности обеспечивается с запасом, так как по ТЗ избирательность по зеркальному каналу должна быть 40 дБ. Избирательность по каналу прямого прохождения также обеспечили, потому что в ТЗ эта избирательность должна составлять 60 дБ.

Кривую избирательности преселектора построим по формулам:
; .
Приведём скриншот данных используемых при построении в системе MathCAD.


Рисунок 4.2 - Кривая избирательности преселектора
По результатам расчётов видим, что заданные по техническому заданию избирательности обеспечиваются.

Заключение
В ходе проекта был спроектирован монофонический радиовещательный приемник, предназначенный для приема станций звукового УКВ монофонического вещания в диапазоне 80…88 МГц, характеристики которого удовлетворяют требованиям технического задания. В процессе проектирования остановились на схеме супергетеродинного приемника.

Проектирование выполнено последовательно, следуя блок-схеме устройства, в результате работы получены, как конечный продукт курсового проектирования, принципиальная электрическая схема.

Так как проектирование устройства было учебной работой, в нем не рассматривались некоторые вопросы конструктивной реализации данного приемника.
Список использованных источников
1. Пушкарев В.П. Устройства приема и обработки сигналов. Учебное методическое пособие. - Томск, 2005. - 69 с.

. Пушкарев В.П. Устройства приема и обработки сигналов. Учебное методическое пособие. - Томск, 2007. - 174 с.

. Пушкарев В.П. Устройства приема и обработки сигналов: Учебное пособие. - Томск, 2005. - 200 с.

. Проектирование радиоприемных устройств под ред. А.П. Сиверса. - М.: Советское радио, 1976. - 485 с.

. Бобров Н.В. и др. Расчет радиоприемников - М.: Воениздат, 1971. - 496 с.

6. А.С. Красько. Проектирование усилительных устройств. Учебное пособие Томск 1990. - 23 с.

7. Полупроводниковые приборы: транзисторы малой мощности: Справочник/ под ред. А.В. Голомедова. - М.: Радио и связь, 1989. - 640 с.

8. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам, интегральным микросхемам / Под ред. Н.Н. Горюнова. - М.: Энергия, 1977. - 744 с.

9. Расчет цепей термостабилизации электрического режима транзисторов / Разработчик Ю.Г. Болтовский. Томск, Ротапринт ТИАСУРа, 1993. - 27 с.

. Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств / Под редакцией М.К. Белкина. Минск,» Вища школа», 1988. - 472 с.