Задание.

Вариант 4.

Необходимо рассчитать радиоприёмник супергетеродинного типа. Вид принимаемого сигнала — ТЛГ, ОБП. ТЛГ — амплитудная телеграфия с полосой 100
Гц; ОБП — телефонный однополосный сигнал с подавленной несущей с полосой 3 кГц. Диапазон — 28,0 — 29,7 МГц. Выход. мощ-ть — 5 Вт

Чувствительность приёмника зависит, в первую очередь, от рабочего диапазона РПУ. Значения чувствительности приёмника на данной частоте
(диапазон — 10 м): в городе — 0,65, в пригороде 0,15.

Используется настроенная антенна с сопротивлением 75 Ом.

Проектирование РПУ.

Односигнальная селективность. Селективность РПУ по соседнему каналу представляет собой ослабление сигнала при расстройке приёмника на ( 9 кГц и составляет не менее 26 дБ.

Подавления зеркального канала: его необходимо ослабить для КВ по меньшей мере на 10 дБ. В данной работе проектируется приемник 4 класса и строится по схеме с плавным первым гетеродином.

Полоса пропускания и коэффициент прямоугольности. Полоса пропускания общего радиотракта приемника определяется реальной шириной спектра принимаемого сигнала и составляет 3 кГц для телефонного однополосного сигнала с подавленной несущей и 100 Гц для амплитудной телеграфии.
Коэффициент прямоугольности частотной характеристики радиотракта лежит в пределах 1, 7 — 2, 5.

Количество преобразований. На КВ диапазоне требуется двойное преобразование частоты.

Распределение избирательности и усиления по трактам. Коэффициент усиления в тракте сигнальной частоты (до 1-го смесителя): [pic] где: [pic]
— допустимое напряжение на входе преобразователя частоты, которое можно положить равным 100 — 200 мВ. Еа- чувствительность приемника.

В тракте первой промежуточной частоты коэффициент усиления [pic] берется не выше 10 — 20. Коэффициент усиления в тракте 2-й промежуточной частоты должен довести усиление сигнала до нормального уровня, необходимого для детектирования радиосигналов в наилучших условиях, и выбирается по формуле: [pic], где: К З =10…20 –запас усиления на случай старения элементной базы. [pic]. Величина U дет равна нормальному значению напряжения на входе детектора и выбирается в зависимости от типа детектора.
Для АМ детектора эта величина составляет 0,5 — 1 В (диодная схема);
0,1…0,2 В (транзисторная схема). Для однополосного детектора 0.02 —.0.04 В, для частотного детектора 2…4 В

Данное радиоприемное устройство построено по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты и имеет фильтры в тракте звуковой частоты. Эти фильтры предназначены для: ТЛГ – амплитудная телеграфия с полосой 100 Гц и ОБП – телефонный однополосный сигнал с подавленной несущей с полосой 3 кГц .

Питается данное РПУ от двухполярного источника питания, который в свою очередь питается от сети переменного напряжения 220В., 50Гц.

Функциональная схема РПУ.

Расчет РПУ.

Входная цепь обеспечивает выделение несущей частоты и согласования антенны с последующими каскадами схемы и подавление сигнала по зеркальной частоте. Частота несущей: [pic]. Исходя из различных схем построения РПУ на частотах близких к 28 МГц, емкость конденсаторов в контурах входных цепей приблизительно равна 40 пФ , ( индуктивность будет равна 3,23.10-6 Гн.
Селективность по зеркальному каналу не менее 26 дБ.

Усилитель высокой частоты обеспечивает нужное усиление несущей для последующих преобразований. Коэффициент усиления в тракте сигнальной частоты (до 1-го смесителя):[pic] где: [pic] — допустимое напряжение на входе преобразователя частоты, которое можно положить равным 100…200 мВ. Еа- чувствительность приемника, равная для города 0,65 мкВ. Ксч ([pic].
Параметры полевого транзистора даны в приложении 1.

Смеситель и гетеродин – обеспечивают понижение частоты для последующей фильтрации, т.к. на более низких частотах добротность фильтров намного выше, чем на высоких частотах. Гетеродин и смеситель первой промежуточной частоты построены на специализированной ИМС К174ПС1. Колебательный контур подключенный к этой ИМС собран по трехточечной схеме и настроен на частоту
24 мГц. На выходе ИМС образуется первая промежуточная частота 3 мГц.
Гетеродин и смеситель второй промежуточной частоты построены на транзисторе
V2. Этот каскад является неперестраивавым и стабилизирован кварцевым резонатором. Частота гетеродина составляет 1,5 МГц.

В результате образуется вторая промежуточная частота равная 465 кГц.
Также в тракте первой промежуточной частоты коэффициент усиления [pic] равен 10 — 20 , за счет усиления на V2. Параметры специализированной ИМС
К174ПС1 и биполярных транзисторов V2, V3 даны в приложении 2 и 3 соответственно.

Полосовой фильтр осуществляет избирательность по соседнему каналу. Он представляет собой конструктивно законченную систему пъезокерамических или кварцевых резонаторов связанных между собой. Чтобы полосовой фильтр работал нормально нужно согласовать его вход и выход с предыдущими и последующими каскадами. У П.Ф. низкое входное сопротивление. Низкое входное сопротивление первого фильтра согласовано с низким выходным сопротивлением первого смесителя. А вот для согласования второго П.Ф. с выхода второго смесителя сигнал промежуточной частоты цоступает на вход эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе VT3. Он согласует высокое выходное сопротивление смесителя собранного на биполярном транзисторе с низким входным сопротивлением пьезокерамического фильтра ZQ2. Полосовые фильты определяют селективность по соседнему каналу. Селективность по соседнему каналу составляет 40 дБ. Параметры П.Ф. даны в приложении 4.

Усилитель промежуточной частоты обеспечивает автоматическую регулировка частоты и автоматическое усиление промежуточной частоты для последующей дешифрации. Усилитель промежуточной частоты выполнен на ИМС
К157ХА2. Коэффициент усиления в тракте 2-й промежуточной частоты должен довести усиление сигнала до нормального уровня, необходимого для детектирования радиосигналов в наилучших условиях, и выбирается по формуле:
[pic], где: КЗ=10 — 20 — запас усиления на случай старения элементной базы.
[pic].

Для АМ величина Uдет детектора составляет 0,01 — 0,02 В.
[pic]=10878,6, [pic]=0,141. Параметры ИМС К157ХА2 даны в приложении 5.

ОБП и ТЛГ детектор выделяет полезный сигнал звуковой частоты из высокочастотного. Для неискаженного детектирования максимальная амплитуда однополосного или телеграфного сигнала на входе детектора должна быть порядка 20 мВ. Для детектирования ОБП с подавленной несущей, в его цепь включен третий гетеродин, настроенный на частоту второй промежуточной частоты — 465 КГц. В качестве детектора в данном РПУ используется ИМС дифференциальный усилитель – К175УВ4. Параметры К175УВ4 даны в приложени:
6.

Фильтр низкой частоты - предназначен для фильтрации на низких частотах
(ТЛГ – амплитудная телеграфия с полосой 100 Гц и ОБП — телефонный однополосный сигнал с подавленной несущей с полосой 3 кГц ) Он собран на
ИМС К140УД1А, представляющей из себя дифференциальный усилитель.
Резонансная частота полосы пропускания определяется из соотношения: [pic]
При заданных частотах конденсаторы имеют следующие емкости: C32 = 7,34 мкФ для f=100 Гц, и С31 =8 нФ для f=3 кГц. Также на этой ИМС может производится предварительное усиление сигнала. Коэффициент усиления ее равен отношению сопротивлений R21 к R18 соответственно. Параметры ИМС К140УД1А даны в приложении: 7.