Міністерство освіти і науки України
Національний університет
«Львівська політехніка»
Розрахункова робота
з дисципліни "Методи приймання і обробки сигналів"
«Розрахунок одноконтурних
вхідних пристроїв»
Розрахувати одноконтурний вхідний пристрій (ВП) згідно параметрів, приведених в таблиці 1. В результаті розрахунку необхідно:
обґрунтувати вибір принципової схеми ВП;
розрахувати параметри контура і елементів зв’язку з антеною і навантаженням;
розрахувати резонансний коефіцієнт передачі напруги ВП на граничних частотах заданого частотного діапазону;
розрахувати селективність на дзеркальному каналі на граничних частотах заданого частотного діапазону;
порівняти результати розрахунків з технічним завданням;
привести повну принципову схему ВП з розрахованими номінальними значеннями елементів;
при виконанні розрахунків слід послатися на використану літературу.
Завдання для розрахунку визначається наступними параметрами:
Параметр
Значення
Діапазон частот fmin - fmax, МГц
6.1-7.3
Проміжна частота fпр, МГц
0.465
Еквіваленті параметри антени: опір RA, Ом; / ємність CA, пФ
50/130
Власна добротність контура Q
70
Селективність на дзеркальному каналі Sедз
9
Параметри навантаження: опір RН, кОм; / ємність CН, пФ
4/10
При аналізі варіанту завдання з метою вибору відповідної схеми ВП бажано дотримуватися наступних рекомендацій:
Вхідні пристрої з ненастроєною антеною як правило мають порівняно великий коефіцієнт перекриття діапазону частот і низьку проміжну частоту, яка не перевищує 1 МГц.
Вхідні пристрої з настроєною антеною мають малий коефіцієнт перекриття діапазону частот і високу проміжну частоту, яка у більшості випадків перевищує 1 МГц. Настроєна антена з’єднується з ВП за допомогою фідера з хвильовим опором, який дорівнює активному опору антени.
Перестроювання ВП при великому коефіцієнті перекриття діапазону як правило здійснюється конденсатором змінної ємності з мінімальним значенням Сkmin=(7…15) пФ і максимальним значенням Сkmax=(210…450 ) пФ.
Перестроювання ВП при малому коефіцієнті перекриття діапазону можна здійснити тим же конденсатором змінної ємності з включеним послідовно з ним додатковим конденсатором Сд. При цьому максимальне і мінімальне значення еквівалентної ємності визначається виразом для послідовного конденсаторів Сд і Сk: Сд Сk/( Сд+Сk).
Використання для перестроювання варікапа дозволяє реалізувати необхідні значення Сkmax і Сkmin вибором його типу і межами зміни керуючої напруги. Наближена залежність значення ємності варікапа від керуючої напруги U визначається формулою Cw=C0[0.35/(0.35+U)]2. Значення С0 залежить від типу варікапа. Для варікапів типу КВ110А, КВС111А і КВ113А значення С0 відповідно дорівнює 2500, 5000 і 10000 пФ. Слід відзначити, що для вказаних типів варікапів мінімальне значення керуючої напруги не повинно бути меншим від 2 В.
При правильному виборі границь зміни конденсатора настройки величина підстроювального конденсатора лежить в межах 5…30 пФ. В іншому випадку необхідно використавши п. п. 4 і 5 змінити значення Сkmin і Сkmax.
При розрахунку ВП з настроєною антеною повну ємність схеми рекомендується вибирати з таблиці 2.
Табл. 2
F, МГц
1,5-6
6-30
30-100
>100
ССХ, пФ
200-100
100-50
50-15
<15
При розрахунку ВП з ненастроєною антеною розкид значень ємності антени слід вибирати в межах ±0,25 від заданого значення СА.
Рис 1. Вхідний пристрій з індуктивним зв’язком із настроєною антеною і навантаженням.
Так як коефіцієнт перекриття діапазону малий, то використаємо настроєну антену з фідером, параметри якого наступні:
Довжина фідера, м lf
Втрати у фідері, дБ/м βf
Хвильовий опір фідера, Ом Wf=RA
Значення lf вибирається в межах 5…20 м, βf – в межах 0,1…0,2 дБ/м.
м. дБ/м.
Середня частота діапазону:
MГц
Вибираємо ємність вхідного кола Ссх згідно табл. 2 методичних вказівок.
ССХ=30 пФ
Визначаємо вгамівність, яка забезпечує задану селективність на дзеркальному каналі:
Коефіцієнт включення фідера:
Коефіцієнт включення навантаження:
Середня ємність контура, якщо прийняти, що власна ємність котушки контура і ємність монтажу відповідно дорівнюють CL=3 пФ i CM=5 пФ:
пФ
Індуктивність контура:
Гн.
Індуктивність котушки зв’язку:
мкГн.
Мінімальний коефіцієнт зв’язку, при якому забезпечується узгодження між антеною і ВП:
Коефіцієнт передачі напруги вхідного кола при узгодженні:
Коефіцієнт передачі напруги вхідного кола з врахуванням втрат у фідері:
Селективність на краю смуги пропускання:
В зв’язку з тим що селективність на краю смуги пропускання не перевищує 2 (6дБ), то ВП є не перестроюваним.
Висновок: Розрахований вхідний пристрій з індуктивним зв’язком з настроєною антеною антеною і навантаженням забезпечує приблизно рівномірний коефіцієнт передачі по діапазону частот. В даній схемі для забезпечення симетричного входу і переходу до несиметричного навантаження, яким є вхідний каскад приймача, використовується симетрична котушка зв’язку з антеною, середня точка якої заземляється.
Перелік використаної літератури:
Справочник по учебному проектированию приёмно-усилительных устройств / Белкин М.К. и др. – К.: Вища шк., 1988.
Методичні вказівки до курсового проектування з дисципліни «Пристрої приймання та обробки сигналів». ДУ»ЛП», 1995.
Проектирование радиоприёмных устройств / Сиверс А.П. – М.: Сов. Радио, 1976.