2.1 Исходные данные и задачи расчета
Для радиовещательных и телевизионных приемников промежуточная частота для тракта ЧМС задается ГОСТ [3]. При расчете структурной схемы приемника выбираются: схема и тип электронного прибора; напряжение U nopпорога ограничения; амплитуда выходного напряжения Um вых; коэффициент амплитудной модуляции тп входного сигнала помехой; требуемый коэффициент ограничения Когр..
Задачами расчета являются: выбор оптимального режима работы нелинейного элемента; расчет параметров элементов схемы; уточнение амплитуд входного и выходного сигналов.
2.2 Методика расчета диодных ограничителей амплитуды
Вариант схемы диодного ограничителя амплитуды приведен на рис. 2.1. По токам частоты сигнала диоды включены параллельно коллекторному контуру каскада. К первому диоду подводится запирающее напряжение Е31, создающееся на резисторе коллекторного фильтра. Запирающее напряжение второго диода Е32 создается на резисторе R2, который образует совместно с резисторами R ф и R2 делитель напряжения. При Е31 =E 32= Е3 сопротивления резисторов должны удовлетворять равенствам:
(2–1)
Емкость конденсатора 
. рассчитывают по формуле
(2–2)
Cб и C1 рассчитывают по (2–2), вводя соответствующие замены емкостей и сопротивлений.
Рисунок 2.1 – Структурная схема диодного АО
В интервале входных напряжении до 0,3–0.4 В вольт-амперная характеристика диодов наиболее точно аппроксимируется экспонентой. В этом случае входная активная проводимость диодов определяется уравнением
(2–3)
в котором параметр 
определяется из [3], 
– амплитуда сигнала на контуре. Если Е З >Um конт, то диоды закрыты и входную проводимость следует считать равной нулю. Когда амплитуда входного сигнала превышает 0,4–0,6 В, вольт-амперная характеристика диодов становится более близкой к линейной и входная проводимость определяется равенством
, (2–4)
в котором 
– проводимость прямой передачи диода.
Если обозначить амплитуду сигнала, приложенного к диоду,
, (2–5)
то можно составить уравнение, определяющее зависимость амплитуды входного сигнала от :
, (2–6)
где 
– эквивалентная резонансная проводимость коллекторного контура без учета действия диодов;
, (2–7)
– приведенный коэффициент усиления каскада при закрытых диодах, при котором за выходной сигнал принимается напряжение на всем контуре; 
– максимальная амплитуда входного сигнала, при которой диоды еще закрыты. Необходимый коэффициент включения контура в коллекторную цепь транзистора определяется равенством
. (2–8)
С учетом сказанного можно составить методику расчета амплитудной характеристики каскада, Задаваясь определенным значением 
определяют амплитуду выходного сигнала на контуре
. (2–9)
Затем по (2–6) вычисляют соответствующую ему амплитуду входного сигнала. Такие расчеты выполняют для 
от 0 до 0,3–0,4В через 0,05 В. По полученным данным строят амплитудную характеристику и по ней определяют основные характеристики ограничителя амплитуды в соответствии с обозначениями, принятыми на рис. 2.2. Пороговое напряжение U пор находят по точке П характеристики, соответствующей примерно (0,8–0,9) Uвых mах. Амплитуду исходного входного сигнала вычисляют по формуле:
, (2–10)
полагая mn ≈0,5. Коэффициент модуляции сигнала помехой вычисляют по формуле:
, (2–11)
а коэффициент ограничения по равенству:
. (2–12)
Наиболее приемлемые характеристики ограничителя амплитуды получаются, если брать Е3= 0,3 ÷ 1,0 В и обеспечивать наибольшее приведенное усиление каскада. Последнее получается, если эквивалентная проводимость контура будет наименьшей для обеспечения нужной полосы пропускания детектора ЧМС. Чем меньше Е3 и больше 
, тем меньше порог ограничения, но и меньше амплитуда выходного сигнала.
Рисунок 2.2 – Основные характеристики ОА
2.3 Методика расчета транзисторных ограничителей амплитуды
Схема транзисторного ограничителя амплитуды приведена на рис. 2.3 (первый каскад. Транзистор T1 и два связанных контура). Для уменьшения порогового напряжения и увеличения коэффициента ограничения транзистор работает при пониженном коллекторном напряжении 2–3 В за счет использования делителя напряжения, состоящего из резисторов RKl и RK2. Для достаточно стабильной работы сопротивления этих резисторов определяют из уравнений:
, (2–13)
в которых 
– коллекторный ток транзистора в рабочей точке A (рис. 2.2). При этом ток, потребляемый каскадом от источника питания, будет 
. Сопротивление резистора фильтра выбирают равным 0,5–1 кОм, а коэффициент включения контура в коллекторную цепь удовлетворяющим неравенству
(2–14)
Рисунок 2.3 – Электрическая принципиальная схема транзисторного ограничителя амплитуды
– эквивалентная проводимость первого коллекторного контура. Емкость конденсатора фильтра вычисляют по (2–2). Сопротивление базового резистора определяют по формуле:
. (2–15)
Амплитудная характеристика (рис. 2.5) определяется по следующей методике. Выбирается напряжение питания коллекторной цепи EкG,; и на поле выходных характеристик (см. рис. 2.4) строится нагрузочная характеристика 1 по постоянному току. Она проходит через точку Д, которой соответствует напряжение Eк0 на оси абсцисс, под углом α определяющимся равенством
. (2–16)
Рисунок 2.4 – Амплитудная характеристика AO
На этой характеристике выбирают рабочую точку А, соответствующую примерно середине отрезка ГД и находящуюся на характеристике, для которой
, (2–17)
Определяют для нее токи 
и 
. Через точку А проводят нагрузочную характеристику для переменного тока 2 с углом наклона а2, соответствующим уравнению
(2–18)
и определяют точки Б и В, а по ним соответствующие им токи 
и 
. Переносят точки А, Б и В на входную характеристику транзистора с напряжением UКЭ, наиболее близким к выбранному режиму, и определяют напряжения U БЭ А, U БЭ Би U БЭ Ввычисляют максимальную амплитуду входного сигнала итах.л в линейном режиме, до которой ограничитель практически работает как усилитель и его амплитудную характеристику можно считать прямолинейной. При этих значениях входного сигнала амплитуда напряжения на первом коллекторном контуре определяется равенством
(2–19)
Проводимость прямой передачи в рабочей точке определяется приближенным равенством
(2–20)
где 
и 
– параметры транзистора. Когда амплитуда входного сигнала превышает Umax. л, транзистор работает с отсечкой обоих полупериодов коллекторного тока и выходной сигнал соответствует уравнению
(2–21)
Коэффициент Н определяется графиком на рис. 2.5. Он представляет собой часть амплитудной характеристики ограничителя, работающего в нелинейном режиме. Из нее следует, что пороговое напряжение ограничителя
(2–22)
а выходное напряжение при 
. (2–23)
Рисунок 2.5 – Амплитудная характеристика AO, работающего в нелинейном режиме