Расчёт усилителей радиочастоты и промежуточной частоты

4.2. Расчёт усилителей радиочастоты и промежуточной частоты.

Рисунок 8

Полный расчёт преобразователя частоты слагается из расчёта элементов контура гетеродина и смесительной части.

Расчёт элементов контура гетеродина.

 

Расчёт элементов контура гетеродина производится из условий обеспечения сопряженной настройки контуров при помощи одной ручки.

Исходные данные:

- f min = 520 кгц; f max = 1605 кгц.

- f пр = 465 кгц;

- Индуктивность контура входной цепи и УВЧ L = 226 мкГн

Определим:

Индуктивность гетеродинного контура Lг; Ёмкость конденсаторов.

Расчёт:

Выбираем переменный конденсатор и принимаем ёмкость схемы равной значению Ссх для контуров входной цепи и УВЧ, значит С = Ссх =20 пф Находим вспомогательный коэффициент

n = fпр/fср , где

fср = (fmax+fmin)/2 = (1605 +520)/2 = 1062,5

n = 465 / 1062,5 = 0,438

3. Определяем Смах = С к мах+Ссх, где С к мах = 260 пф

С мах гет. = 260+20 = 280 пф

4. Определяем индуктивность контура гетеродина:

Lг = L*α , значение а = 0,6 (согласно справочным данным)

Lг = 226*0,6 = 135,6 мкГн

5. Определяем ёмкость последовательного конденсатора (согласно справочным данным) С= 500пф

6. Определяем ёмкость параллельного конденсатора (согласно справочным данным) С= 6 пф

4.3. Расчет смесительной части ПЧ.

Определяем коэффициенты включения фильтра:

m1= √R22/R = √110/20 = 2,35

m2= √Rвх2/R = √200/20 = 3,11

Т.к. m1>1, то примем значение m1=1 и установим на вход ФСС дополнительный шунтирующий резистор Rш = (R*R22)/(R22 – R) = (20*110)/(110-20)=24 Ом.

Ёмкости звеньев фильтра

С1 = 159/fпр*R=159/0,465*20=17 пф

С2 = (318*10³ / Пр*R) – 2*С1 = (318*10³ /22,9*20) – 2*17 = 0,69*10³- 34 ≈ 656 пф

С3 = 0,5*С2 – m1²*C22 = 0.5*656 – 11,8*5,5 = 328 – 64,9 ≈ 263 пф

С4 = 0,5*С2 – m2²*Cвх = 345 – 250 = 78 пф

Индуктивность звеньев фильтра

L1 = Пр*R / 4*π* fпр² = 22,9*20 / 4*3,14*0,465² = 458 / 2,72 = 168,4 мкГн

L2 = 2*L1 = 168,4*2 = 336,8 мкГн

4.4. Расчёт схемы гетеродина.

Расчёт смесительной части:

4.1. Определяем параметры транзистора в режиме преобразования частоты.

Sпр = 0,3*S = 0.3*26 = 8 ма/в

Rвх пр = 2*R11 = 2*3,8 = 7,6 кОм

Rвых пр = 2*R22 = 2*110 = 220 кОм

Свых = С22 = 11,8 пф Свх = С11=25,8 пф

4.2. Коэффициент шунтирования контура ψу = 0,91

4.3. Определяем конструктивное и эквивалентные затухания широкополосного контура:

δк = ψ / Qэ = 0,91 / 18 = 0,0505

δэ = 1 / Qэш = 1 / 18 = 0,0556

4.4. Определяем характеристическое сопротивление контура

ρ = 0,5*Rвых пр *( δэ – δк) = 0,5*220*(0,0051) = 0,561 кОм

4.5. Определяем коэффициент включения контура со стороны фильтра

m2 ≈ 1

4.6. Эквивалентная ёмкость схемы

Сэ = 159/0,465*0,561 = 611,5 пф

4.7. Ёмкость контура

С2 = Сэ – Свых пр = 611,5 – 11,8 = 599,7 ≈ 600 пф

4.8. Определяем действительную эквивалентную ёмкость схемы:

С’э = С2 + Свых пр = 600 + 11,8 = 611,8 =612 пф

4.9. Индуктивность контура:

L4 = (2,53*10⁴)/(0,465²*612) = 25300/132 = 192 мкГн

4.10. Действительное характеристическое сопротивление контура:

ρ’ = 159/0,465*С’э = 159 / 0,465*612 = 159/284,58 = 0,558 кОм

4.11. Резонансный коэффициент преобразователя:

Ко = (8*0,558*18*0,1) / 4 = 2

4.12. Индуктивность катушки связи с фильтром, приняв kсв = 0,4:

L5 = L4*(m2²/ k²св) = 192*(0,01/0,16) = 12 мкГн

Расчёт гетеродинной части.

4.13. Частоту гетеродина принимаем выше частоты сигнала.

fср = (f’мах+f’min)/2 = (1605+520) / 2 = 1062,5 кГц

4.14. Эквивалентная ёмкость переменного конденсатора на fср:

Сэ ср = (Сэ мах + Сэ мин) / 2 = (5+260)/2 = 132,5 пф

4.15. Индуктивность контура гетеродина

fг ср = fср + fпр = 1,0625 + 0,465 = 1,5275 Мгц

L2 = (2,53*10⁴) / fг² ср*Сэ ср = 25300 / 2,33*132,5 = 81,9 ≈ 82 мкГн

4.16. Величину стабилизирующую эммитерный ток примем равной R7 = 1 кОм

4.17. Полное сопротивление контура гетеродина при резонансе на максимальной частоте:

R ос мах = (Qк*10³) / 2*π* f’мах* Сэ мин = 10⁵ / 6,28*1,605*5 = 2 Мом

4.18. Определяем коэффициент связи с колебательным контуром:

m = 0.0482

4.19. Определяем величины емкостей контура на максимальной частоте поддиапозона:

а) вспомогательные ёмкости:

С1 = 15 пф

С2 = (Сэ мин*(1+ kсв)) / m = 5*(1+0,4) / 0,0482 = 107,88 пф ≈ 110 пф

С3 = (Сэ мин*(1+ kсв)) / (m* kсв) = 5*(1+0,4) / 0,0482*0,4 = 26,9 пф ≈ 30 пф

С’1 = (С2*С3) / (С2+С3) = 3300/140 = 23,57 ≈ 25 пф

б) действительные ёмкости контура:

С9 = С2 – С22 = 110 – 11,8 = 98,2 пф ≈ 100 пф

С10 = С3 – С11 = 30 – 25,8 = 4,2 пф ≈ 5 пф

С11 = (С1*С’1) / (С’1-C1) = 15*25 / 25-15 = 37,5 пф

4.20 Задавшись коэффициентов связи между катушками L2 и L3, m₃ = 0,1 и kтк = 0,3 получим:

L3 = L2*m²₃ / k²тк = 82 * 0,01/0,09 = 9,11 мкГн