Электрический расчет каскада

Определяем коэффициент шунтирования контура входным сопротивлением следующего каскада и выходным сопротивлением транзистора, допустимый из условий устойчивости и обеспечения заданной эквивалентной добротности контура

Определяем необходимые конструктивные и эквивалентные затухания контура

d=ψ/Qэ=0,015

dэ=1/Qэ=0,018

Находим характеристическое сопротивление контура, принимая коэффициент включения в цепь коллектора m₁=1 (полное включение):

ρ=0,5·Rвых·(dэ-d)=29,62

Минимально допустимая эквивалентная емкость контура:

Cэ=1/2π·f_пр·ρ=1,791·10^-10

Вычисляем коэффициент включения контура со стороны последующего каскада (эта же величина определяет коэффициент включения контура на вход следующего каскада при автотрансформаторной связи)

Общая величина емкости емкостного делителя при емкостной связи (при автотрансформаторной связи общая величина емкости контура, которую нужно выбрать по ГОСТ):

Cк= Cэ-m₂²·Cвых=1,789·10^-10Ф

Величины емкостей делителя:

Cк2= Cк/m₂-Cвх=8,383·10^-10Ф

Ск1=(Cк2+ Cвх)·Cк/(Cк2+Cвх-Cк)=2,176·10^-10Ф

Действительная эквивалентная емкость контура с емкостной связью (при автотрансформаторной связи:

Сэкв=Свых·m₁²+Ск+m₂²·Свх=2,178·10^-10Ф

Определяем индуктивность контура:

Lк=1/((2π·fпр)²·Сэкв)=1,292·10^-7Гн

Характеристическое сопротивление контура после выбора емкостей:

ρ=1/(2π·fпр·Сэкв)=24,355

Резонансный коэффициент усиления:

K₀=Y₂₁·ρ·Qэ·m₁·m₂=19,323

Так как K₀=19,323>Kтр=19 и K₀=19,323<Kyст=20.5, расчет произведен правильно.

Задаемся сопротивлением развязки из условия допустимого падения напряжения на элементах фильтрации питающих напряжений Rф=510 Ом и определяем емкость фильтра:

Cф=2/(fпр·Rф)=1,307·10^-10Ф

Рассчитываем избирательность УПЧ по соседнему каналу. Для одиночного контура уравнение характеристики избирательности:

σ_{ск_дБ}=5,833·10^-3дБ

Для n-каскадного УПЧ:

Вычисляем полосу пропускания УПЧ:

Начальное значение индекса переменной.

j=1

Уровень, по которому считается полоса пропускания (в дБ).

σ_{дБ_П}=3

Значение индекса на границе полосы пропускания:

∆j=1,186·10^-3

Полоса пропускания n-каскадного УПЧ:

П=2·∆j·df=2,373·10⁵

Расчет детектора

Для детектирования радиоимпульсов, т. е. для преобразования их в видеоимпульсы, используют последовательные диодные детекторы, выполненные по схеме, приведенной на рисунке.

Рисунок 6. Схема детектора радиоимпульсов.

Отрицательное напряжение видеоимпульсов с выхода детектора поступает на ограничитель, в качестве которого служит первый каскад видеоусилителя с общим эмиттером. В этом каскаде сигналы ограничиваются за счет отсечки коллекторного тока. В таких детекторах часто используют германиевые диоды.

Исходные данные:

t_у=0,5·10^-6с Время установления импульсов.

fпр=50·10⁶ Гц Промежуточная частота.

Rэ=2000Ом Резонансное сопротивление контура последнего каскада УПЧ.

Сэ=20·10^-12Ф Емкость контура последнего каскада УПЧ.

См=4·10^-12Ф Емкость монтажа (См = (3 ... 5) пФ).

Свх_ву=20·10^-12Ф Входная емкость видеоусилителя.

Gэ=2·10^-4 Эквивалентная проводимость контура последнего каскада УПЧ (или проводимость нагрузки в случае апериодического УПЧ).

q=1,5 Коэффициент шунтирования контура или нагрузки апериодического каскада детектором (в широкополосных этот коэффициент должен удовлетворять требованиям обеспечения полосы пропускания последнего каскада УПЧ).

Электрический расчет:

Выбираем детекторный диод с малым внутренним сопротивлением Ri, малой емкостью Cд и большим обратным сопротивлением Rобр. Пусть это будет диод типа КД512А с параметрами:

Ri=100Ом

Rобр=3·10⁶Ом

Сд=1·10^-12Ф

Снп=10·Сд=1·10^-11Ф Полная емкость конденсатора нагрузки.

Сн=Снп-См=6·10^-12 Ф Емкость конденсатора нагрузки.

Rн=t_у/2,3Cнп=2,174·10⁴Ом Сопротивление нагрузки.

После этого определяем коэффициент передачи Kд и динамическое внутреннее сопротивление Riд по кривым на рисунке 11.

Rн/Ri=217,391

Kд=0,95

Рисунок 7.График зависимости Kд от отношения Rн/Ri

Отложим это значение на следующем графике на рисунке 12 и получим Rвх_д/Ri=100

Рисунок 8.График зависимости Kд от отношения Rвх_д/Ri

Определяем требуемое входное сопротивление детектора:

Rвх_д=Ri·100

Вычисляем длительность фронта видеоимпульсов:

t_ф=4,4·Сэ·Rэ·Rвх_д/(Rвх_д+Rэ)=1,467·10^-7

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы были приобретены навыки эскизного расчета супергетеродинного приемника. С помощью программ для автоматизированного расчета была определена функциональная схема преселектора и УПЧ. Главным образом, было определено минимальное количество функциональных блоков и определены фактические параметры, которые они могут обеспечить. В итоге, тракт УПЧ обеспечил достаточную селективность при использовании фильтров сосредоточенной селекции. Был рассчитан общий коэффициент усиления ВЧ тракта и выбраны транзисторы КТ340Д, обеспечивающие достаточное усиление в УПЧ и ПЧ.

Далее была выбрана схема детектора, и проведен эскизный расчет системы АРУ и УНЧ. Построена полная функциональная схема радиоприемника и составлена схема электрическая принципиальная.

В результате, все требования технического задания были выполнены.