Главная страница
Навигация по странице:

  • Допустимый коэффициент шума приемника

  • 7. Коэффициент шума приемника

  • 8. Расчет коэффициента усиления приемника и распределение усиления по каскадам

  • Принципиальная схема проектируемого приемника

    		•

    Проектирование приемника непрерывных сигналов


    Скачать 1.92 Mb.
    НазваниеПроектирование приемника непрерывных сигналов
    Дата26.02.2023
    Размер1.92 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файла12603125_125680057KNAOTP13.11.doc
    ТипКурсовой проект
    #955114
    страница2 из 2
    1   2

    5.Выбор количества преобразований частоты в приемнике
    При выборе структуры преселектора в третьем разделе была выбрана первая промежуточная частота приемника, при выборе структуры УПЧ – вторая. Так как , приемник выполняется с двойным преобразованием частоты с .
    6. Допустимый коэффициент шума приемника

    Нахождение максимально допустимого коэффициента шума приемника производится по формуле (17):



    где - чувствительность приемника,

    к =1,39 дж/град – постоянная Больцмана,

    =293 К – температура по Кельвину,

    =1,1П – шумовая температура приемника,

    (18)

    - сопротивление антенны.

    - отношение сигнал/шум на входе детектора, производится по формуле (19):



    где - отношение сигнал/шум на выходе детектора. В формулу (19) подставляется в разах по напряжению;

    - пик-фактор сигнала;

    - максимальный индекс Ам сигнала;

    - полоса пропускания УНЧ;

    (20)
    7. Коэффициент шума приемника

    Коэффициент шума приемника определяется через коэффициенты шума отдельных каскадов приемника по формуле:
    (21)

    где - коэффициенты шума входной цепи , усилителя сигнальной частоты и преобразователя частоты соответственно,

    - коэффициенты передачи по мощности входной цепи и усилителя сигнальной частоты.

    Коэффициенты шума и коэффициенты передачи по мощности отдельных каскадов приемника приведены в таблице 3.
    Таблица 3

    Вид каскада
    Коэффициент шума
    Максимальный коэффициент усиления по мощности

    Одноконтурная входная цепь


    1/(1+а)

    Усилитель на транзисторе:

    с общим эмиттером

    с общей базой

    - по каскодной схеме














    Преобразователь частоты:

    на транзисторе с общим эмиттером

    на транзисторе с общей базой

    - на тунельном диоде





    5…12





    10…30


    В Таблице 3:

    а – коэффициент, который равен для диапазонных приемников а=0,5;

    - коэффициент шума выбранного транзистора, который в справочниках задается в дБ, а в формулу (12) подставляется в разах по мощности;

    - параметры транзистора.

    В Приложении 1 приведены некоторые наиболее широко используемые транзисторы. В приложении 2 – формулы для расчета параметром этих транзисторов. В Приложении 3 перевод дБ в разы.

    Проверкой правильности выбора транзистора служит выполнение условия:

    (22)

    Выбираем транзистор КТ3127А с параметрами:
    Параметры биполярных транзисторов

    Тип транзистора
    (МГц)
    (Ом)


    (пФ)
    (пС)
    Шт (дБ)
    (Ом) (Ом)

    КТ3127А
    600
    6
    150
    1
    10
    5
    5 10


    Шт=5дБ=3,2раз ;

    Найдем коэффициенты шума входной цепи , усилителя сигнальной частоты и преобразователя частоты соответствен:

    =1/0,5=2 (23)

    2 Шт=2∙3,2=6,4 (24)

    4 Шт=4∙3,2=12,8 (25)

    Найдём коэффициенты передачи по мощности входной цепи и усилителя сигнальной частоты:

    1/(1+а)= 1/(1+0,5)=0,67 (26)

    = (27)

    Обратная проводимость транзистора определяется по формуле:

    = ????? (28)

    Найдём прямую проводимость (крутизну) транзистора:

    = = (29)

    = (30)

    Коэффициент шума приемника по формуле (31):

    =

    условие выполнено, транзистор выбран правильно.
    8. Расчет коэффициента усиления приемника и распределение усиления по каскадам

    Обобщенная структурная схема приемника приведена на рис.3



    Рис.3
    1.Расчет числа каскадов тракта сигнальной частоты

    Для этого вычисляется требуемое усиление:
    (32)
    где - чувствительность проектируемого приемнока,

    - напряжение на входе первого преобразователя частоты, равное 30…40мкВ для биполярных транзисторов (БТ).

    Определим необходимое число каскадов N в тракте сигнальной частоты, обеспечивающее требуемое усиление:
    (33)
    где - уточненный коэффициент передачи входной цепи ( - коэффициент, определяемый по таблице 4)
    = (34)
    - коэффициент усиления усилителя сигнальной частоты равняется коэффициенту устойчивого усиления транзистора. Формулы для расчета приведены в таблице 5.
    = =17,33 (35)
    Таблица 4

    Вид входной цепи
    Тип транзистора в УСЧ


    ОКК

    ОКК
    Полевой транзистов

    Биполярный транзистор
    10

    100

    ДПФ

    ДПФ
    Полевой транзистов

    Биполярный транзистор





    В таблице 4 - параметр связи между контурами ДПФ.
    Таблица 5

    Вид усилительного каскада
    Тип транзистора
    Схема включения транзистора


    На одном транзисторе
    Биполярный
    С общим эмиттером
    С общей базой





    На одном транзисторе

    Полевой
    С общим истоком
    С общим затвором




    Каскодная схема
    Биполярные
    --


    Каскодная схема
    Полевые
    --



    => неверно, поэтому перехожу на каскадную схему включения, у которого:

    Или же можно взять 2 каскада на одном транзисторе

    40<270

    = (36)

    Выходная проводимость транзистора:

    (37)
    Тогда коэффициент усиления усилителя сигнальной частоты равняется:

    (38)
    N=1
    2. Определить число каскадов тракта первой промежуточной частоты.

    Число каскадов тракта первой промежуточной частоты N определяется по аналогии с первым пунктом данного раздела: сначала определяется необходимое усиление в этом тракте, а уже затем необходимое число каскадов. Обобщенная формула вычислений:
    (39)
    где напряжение на входе второго преобразователя частоты, равное 300…400мкВ для биполярных транзисторов (БТ).


    = (40)
    Найдём прямую и обратную проводимости транзистора:
    = = (41)
    = (42)

    коэффициент усиления усилителя сигнальной частоты равняется:

    (43)

    N=1

    Необходимо отметить, что чем ниже частота , тем выше коэффициент устойчивого усиления транзисторов.

    3. Определить число каскадов тракта второй промежуточной частоты.

    Вычисления проводятся по формуле:
    (44)
    где - напряжение на входе детектора, равное (0.5…1)В для АД, СД, ЧД (с настроенными или расстроенными контурами ) и (30…50)мВ для дробного ЧД;

    =5…10 – коэффициент запаса.



    Берем транзистор КТ 342 В
    = (45)

    Найдём прямую и обратную проводимости транзистора:

    = = (46)

    = (47)

    коэффициент усиления усилителя сигнальной частоты равняется:

    (48)

    N=4

    4.Определить усиление в тракте низкой частоты.

    Коэффициент усиления в тракте низкой частоты равняется:
    (49)

    где =2…5 – коэффициент запаса,

    =(0,8…0,9)

    = (50)

    Определяем напряжение в нагрузке:

    = В (51)

    В тракте низкой частоты для обеспечения необходимого усиления целесообразно использование микросхем, некоторые из которых приведены в Приложении 4.

    Параметры и схемы включения микросхем серии К226, предназначенные для усиления низкой частоты.

    Таблица 4.

    Серии МС


    (кГц)






    К 226 УН1А,Б,С
    250…350
    0, 2…100
    +12,-6





    Входная емкость микросхемы не 226 превышает 20пФ.

    9. Определение числа каскадов приемника, охватываемых АРУ
    В ТЗ приведен коэффициент регулирования АРУ, показывающий динамический диапазон изменения входного и выходного сигнала. Для проведения дальнейших расчетов эти динамические диапазоны надо перевести дБ по напряжению и вычислить динамический диапазон АРУ:
    (52)




    Число охватываемых каскадов N равняется:
    (53)
    где - динамический диапазон регулировки одного каскада


    (54)

    - число охватываемых каскадов АРУ
    10.Составление структурной схемы проектируемого приемника
    Обобщенная структурная схема приемника приведена на рис.4


    Рис.4
    Особенности построения структурной схемы приемника следующие:

    в диапазонном приемнике необходимо показать сопряженную перестройку каскадов ВЦ, УСЧ и Г приемника;

    около каждого вида устройства показать их количество N=? и тип фильтров (ОКК; ДПФ, ФСС), а также тип микросхемы;

    ввести АРУ и показать какое количество усилительных каскадов охватывает система АРУ;

    показать ЧАП или ФАП промежуточной частоты, уменьшающий запас по полосе приемника, если расчеты показали, что он необходим;

    вместо Д, показанного на рис.4, необходимо ввести конкретный вид этого детектора:

    для АТ сигналов – АД,

    для ЧТ сигналов – ЧД ( перед «обычным» ЧД необходим ограничитель),

    для сигналов с ОМ – СД (синхронный детектор). Обычно СД – это ФД, который формирует выходной сигнал с учетом не только разности фаз входных колебаний, но и их амплитуд. Для работы любого ФД необходимо опорное колебание. Для ОМ колебаний с остатком несущей опорное колебание выделяется в ФОН (фильтр остатка несущей) и поддерживается системой ФАП (рис.5). Для ОМ колебаний с полностью подавленной несущей опорное колебание формируется в высокостабильном генераторе (рис.6). Как следует из рисунков, перед СД ставится ФБП (фильтр боковой полосы), выделяющий спектр полезного сигнала, содержащийся в боковой полосе.



    Р ис. 5


    Рис.6
    Приложение 1

    Параметры биполярных транзисторов


    Тип транзистора
    (МГц)
    (Ом)


    (пФ)
    (пС)
    Шт (дБ)
    (Ом) (Ом)

    КТ 342 В
    300
    200
    400
    4
    700
    7
    5 50

    КТ 306 А
    500
    30
    30
    5
    500
    15
    30 100

    КТ 306 Б
    650
    30
    60
    5
    500
    15
    30 100

    КТ 3126 А
    500
    7
    100
    2,5
    15
    8
    5 6

    КТ 3127 А
    600
    6
    150
    1
    10
    5
    5 10

    КТ 316 А
    600
    17
    60
    3
    50
    10
    15 16,7

    КТ 316 Б,В
    800
    17
    120
    3
    50
    10
    15 16,7

    КТ 316 Г
    600
    17
    100
    3
    150
    10
    15 50

    КТ 316 Д
    800
    17
    300
    3
    150
    10
    15 50

    КТ 3128 А
    800
    7
    150
    1
    5
    5
    6 5

    КТ 397 А
    800
    25
    300
    1,3
    40
    6
    20 30,8

    КТ 3109 А
    800
    8
    15
    1
    10
    6
    7 10

    ГТ 311 А
    770
    8
    70
    1,8
    50
    8
    8 27,8

    ГТ 311 Б
    1500
    8
    80
    1,5
    100
    5,1
    8 66,7

    ГТ 311 Г
    1500
    8
    60
    1,5
    75
    5,1
    8 50

    ГТ 311 Д
    1500
    7
    110
    1,5
    75
    5,1
    8 50

    ГТ 329 А
    1200
    22
    100
    2
    15
    4
    10 7,5

    Т 341 А
    1950
    60
    60
    1
    10
    4,5
    30 10

    КТ 382 А
    2250
    3
    330
    2
    6
    3
    3 3

    КТ 382 Б
    2250
    3
    330
    0,7
    5,5
    4,5
    3 2,8

    КТ 372 А
    2400
    20
    10
    1
    9
    3,5
    8 9

    КТ 372 Б
    3000
    20
    10
    1
    9
    3,5
    8 9

    КТ 371 А
    3600
    10
    200
    1,2
    10
    5
    8 8,3

    Т 362
    4800
    5
    200
    1
    10
    4
    8 10

    ГТ 362 Б
    4800
    5
    200
    0,5
    30
    4
    8 6

    КТ 391 А
    7000
    8
    150
    0,7
    3,7
    4,5
    7 5,3

    КТ 391 Б
    7000
    8
    150
    1
    3,7
    4,5
    7 5,3

    КТ 368 А
    7000
    6
    300
    1,7
    15
    3,3
    5 2,8

    КТ 368 Б
    7000
    6
    300
    1,7
    15
    2,8
    5 2,8

    КТ 3115 А-2
    7500
    9
    20
    0,6
    9
    5
    7 15

    КТ 3124 А-2
    8000
    6
    200
    0,6
    2,5
    5
    5 4,2

    КТ 610 А
    10000
    12
    300
    4,1
    55
    6
    10 13,4

    КТ 610 Б
    7000
    12
    300
    4,1
    22
    6
    5,4


    Приложение 2

    Параметры транзисторов на частотах ниже 500 МГц.
    При включении транзисторов в усилительный каскад по схеме с общим эмиттером параметры транзистора приведены в таблице 1, где:

    - прямая проводимость (крутизна) транзистора,

    - обратная проводимость транзистора,

    - выходная проводимость транзистора,

    - входная проводимость транзистора.
    Таблица 1

    Параметры транзистора
    Расчетные формулы


















































    где
    ,

    При включении транзисторов в усилительный каскад по каскадной схеме (ОЭ-ОБ) параметры транзисторов приведены в таблице 2.
    Таблица 2

    Параметры транзистора в схеме с ОЭ
    Параметры транзистора в схеме с ОЭ ОБ


















    Приложение 3

    Таблица отношений напряжений и мощностей


    N (дБ)




    N (дБ)




    N (дБ)




    0
    1,0
    1,0
    2,1
    1,27
    1,62
    7,0
    2,2
    5,02

    0,1
    1,012
    1,024
    2,2
    1,29
    1,66
    8,0
    2,5
    6,31

    0,2
    1,024
    1,048
    2,3
    1,31
    1,7
    9,0
    2,8
    8,0

    0,3
    1,035
    1,07
    2,4
    1,32
    1,74
    10,0
    3,2
    10,0

    0,4
    1,047
    1,09
    2,5
    1,34
    1,8
    11,0
    3,58
    13,0

    0,5
    1,06
    1,12
    2,6
    1,35
    1,82
    12,0
    4,0
    16,0

    0,6
    1,07
    1,14
    2,7
    1,365
    1,86
    13,0
    4,5
    20,0

    0,7
    1,085
    1,17
    2,8
    1,38
    1,9
    14,0
    5,02
    25,1

    0,8
    1,097
    1,2
    2,9
    1,4
    1,95
    15,0
    5,67
    31,0

    0,9
    1,11
    1,23
    3,0
    1,42
    2,0
    16,0
    6,31
    40,0

    1,0
    1,12
    1,26
    3,1
    1,437
    2,048
    17,0
    7,1
    51,0

    1,1
    1,135
    1,29
    3,2
    1,45
    2,096
    18,0
    8,0
    64,0

    1,2
    1,148
    1,3
    3,3
    1,47
    2,14
    19,0
    8,96
    80,0

    1,3
    1,161
    1,3
    3,4
    1,486
    2,18
    20,0
    10
    100

    1,4
    1,17
    1,3
    3,5
    1,5
    2,24
    30,0
    32


    1,5
    1,19
    1,4
    3,6
    1,52
    2,28
    40,0
    100


    1,6
    1,2
    1,4
    3,7
    1,54
    2,34
    50,0
    320


    1,7
    1,22
    1,48
    3,8
    1,557
    2,4
    60,0




    1,8
    1,23
    1,52
    3,9
    1,57
    2,46
    70,0




    1,9
    1,245
    1,55
    4,0
    1,6
    2,5
    80,0




    2,0
    1,26
    1,6
    5,0
    1,8
    3,2
    90,0













    6,0
    2,0
    4,0
    100.0





    Приложение 4

    Параметры и схемы включения микросхем серии К 226, предназначенные для усиления низкой частоты


    Серии МС


    (кГц)






    К 226 УН1А,Б,С
    250…350
    0,2…100
    +12,-6




    К 226 УН2А,Б,С
    25…35
    0,02…100
    +12,-6




    К 226 УН3А,Б,С
    270…330
    0,02…100
    +6,-9




    К 226 УН4А,Б,С
    9…11
    0,02…100
    +6,-9




    К 226 УН5А,Б,С
    90…100
    0,02…100
    +12,-6





    Входные емкости вышеперечисленных микросхем не превышают 20пФ.




    Принципиальная схема проектируемого приемника

    1   2

    написать администратору сайта