Входная цепь соединяет антенну с первым каскадом приемника (с усилителем радиочастоты). Для диапазона УДВ радиовещательных приемников можно использовать не перестраиваемые ВЦ с полосой пропускания, равной диапазону частот вещания на УДВ.
Полосу пропускания входной цепи примем равной:
(13)
Частота настройки контура входного цепи:
(14)
Эквивалентное затухание в контуре равно:
(15)
Вычисляем коэффициенты включения фидера 
и входа УРЧ 
для согласования при заданном 
контура входной цепи:
(16)
, (17)
где 
Ом – волновое сопротивление фидера.
- затухание ненагруженного контура входной цепи.
- полная емкость схемы входной цепи.
Примем 
пФ.
Рассчитаем емкость контура:
, (18)
где 
пФ – собственная емкость катушки, 
пФ – монтажная емкость, 
пФ – входная емкость транзистора 2П302А.
пФ
В качестве емкости контура используем построечный конденсатор.
Рассчитаем индуктивность контура:
(19)
Для получения заданного затухания необходимо шунтировать контур.
(20)
кОм
Данное сопротивление и будем считать входным для каскада УРЧ
Определим индуктивность катушки связи с антенной:
(21)
мкГн
Вычисляем минимальный коэффициент связи, при котором обеспечивается согласование:
(22)
Рассчитаем коэффициент передачи входной цепи:
(23)
Схема входной цепи приведена на Рисунке 2.
Рис. 2. Принципиальная схема входной цепи приемника [12]
8 ВЫБОР СРЕДСТВ ОБЕСПЕЕНИЯ УСИЛЕНИЯ ПРИЕМНИКА
И ЭФФЕКТИВНОСТИ АРУ
Для упрощения конструкции и улучшения технологичности изготовления приемника желательно использовать многофункциональную ИМС высокой и средней степени интеграции. Если такая ИМС не позволяет непосредственно реализовать заданные параметры, или для обеспечения заданных параметров в приемнике на основе этой ИМС требуется большое количество дополнительных активных элементов, то, в ряде случаев лучшие конструкторско-технологические и эксплуатационные характеристики можно получить при использовании ИМС малой степени интеграции и дискретных усилительных приборов.
|
|
Таким образом, на первом этапе выбора средств обеспечения усиления приемника (обеспечения требуемой чувствительности) необходимо решить вопрос о целесообразности применения многофункциональной ИМС.
Определяем напряжение на контуре ВЦ в режиме холостого хода:
, (24)
где Е – заданная чувствительность приемника.
Для УРЧ на биполярных транзисторах и ИМС на их основе определяем коэффициент включения контура ВЦ по входу УРЧ.
При трансформаторной связи контура ВЦ с УРЧ в ДВ и СВ диапазонах коэффициент включения определяется из условия обеспечения заданной полосы пропускания на минимальной частоте диапазона:
(25)
В ДВ диапазонах коэффициент включения определяется из условия максимального подавления зеркальной помехи на максимальной частоте диапазона:
(26)
При внутри емкостной связи контура ВЦ с УРЧ в ДВ диапазона определяется требуемое затухание на минимальной частоте диапазона, обеспечивающее ослабление зеркальной помехи:
, 
(27)
где sзк и sзксв – ослабления зеркальной помехи контуром с учетом связи с антенной
Определяется коэффициент включения контура по входу УРЧ на минимальной частоте диапазона:
. 
(28)
Определяем емкость конденсатора связи с УРЧ:
|
|
, 
(29)
где Ск max – максимальная емкость контура ВЦ.
Для контура без растяжки:
. 
(30)
Коэффициент включения контура по входу УРЧ на максимальной частоте диапазона:
(31)
При трансформаторно-внутриемкостной связи контура ВЦ с УРЧ емкость конденсатора связи с УРЧ и индуктивность катушки связи с УРЧ определяется в КВ 1 диапазоне из условия обеспечения заданной полосы пропускания на минимальной частоте диапазона:
, 
(32)
, 
(33)
где Ксв – коэффициент связи между контурной катушкой и катушкой связи с УРЧ;
Пк – конструктивная полоса пропускания контура,
. 
(34)
Для входной цепи с магнитной антенной Ксв = 0,8; для ВЦ с электрической антенной Ксв = 0,35¸0,6; для многослойных катушек и для
катушек с однослойной намоткой Ксв= 0,2¸0,4.
Коэффициент включения контура ко входу УРЧ определяем на минимальной частоте диапазона:
. 
(35)
Если усиление по мощности первого каскада велико, то шумы последующих каскадов можно не учитывать. В этом случае коэффициент шума приемника определяется отношением [8, 9]
, 
(36)
где NВЦ – коэффициент шума ВЦ;
Nус – коэффициент шума первого усилительного каскада.
Таким образом, на настоящем этапе проектирования определяется возможность подключения функциональной ИМС к выбранной ВЦ по допустимому коэффициенту шума и минимальному уровню сигнала на ее входе. Необходимые для этого параметры некоторых ИМС приведены в Таблице 1
Таблица 1 — Входные характеристики многофункциональных микросхем
для радиоприемной аппаратуры
| Характеристики | Тип микросхемы | ||
| K157XA1* | K174XA2 | K157XA10 | |
| Функциональный состав | УРЧ, ПЧ | УРЧ,ПЧ, УПЧ | УРЧ, УПЧ, ПЧ, АД, УЗЧ |
| Частота входного сигнала, МГц, не более | 15/25** | 12,5 | |
| Коэффициент шума, дБ не более | |||
| Входноее напряжение УРЧ, мкВ, не менее | 5,6 |
|
|
Продолжение Таблицы 1
| Входное сопротивление УРЧ, кОм, не менее на частоте 0,5 МГц на частоте 2 МГц на частоте 10 МГц | 1,5 1,2 0,7 | 3 2,5 1,5 | 1,5 1 0,6 |
| Входная емкость УРЧ, пФ, не более | |||
| Глубина регулирования АРУ, дБ, не менее |
* Применяется в паре с ИМС К157ХА2, включающей УПЧ и АД
** Числитель для К157ХА1А, знаменатель для К157ХА1Б
*** В паре с ИМС К157ХА2
Напряжение на входе УРЧ ИМС определяется выражением
. 
(37)
Если Nпр < Nд, Uвх> Uвх УРЧ выбранной ИМС, то проверяется выполнение требований к системе АРУ:
, 
(38)
где ГАРУ – требуемая глубина регулирования АРУ.
, 
(39)
где DUвх – относительное изменение напряжения входного сигнала, дБ; DUвых – относительное изменение напряжения выходного сигнала, дБ, не более.
Если ИМС включает УПЧ, АД и УЗЧ, обеспечивающий заданную выходную мощность, выбор средств усиления приемника можно считать законченным.
Если ИМС не включает требуемых функциональных узлов или они не обеспечивают заданных характеристик, то добавляются соответствующие ИМС
или узлы на дискретных элементах
Если ИМС не обеспечивает требуемого Nпр и Uвх при непосредственном подключении к входной цепи или интегральный УРЧ не позволяет подключение второго контура пре селектора для обеспечения заданной избирательности по зеркальному каналу, то требуемые характеристики можно попытаться реализовать введением апериодического или резонансного УРЧ на дискретном полевом или биполярном транзисторе. Высокочастотные параметры ряда транзисторов приведены в таблице 2.
Таблица 2 — Высокочастотные параметры транзисторов (Iк = 1 мА, Uкэ = 5 В)
| Тип транзистора | Частота, МГц | q11, мСм | С11, пФ | С12, пФ | |Y21|, мСМ | q22, мкСм | С22, пФ | h21э | Nш, дБ |
| ГТ308В | 0,5 | 0,4 | |||||||
| 1,0 | 0,5 | ||||||||
| 3,0 | 0,6 | ||||||||
| 5,0 | 0,8 | ||||||||
| 1,0 | |||||||||
| ГТ310Б | 0,5 | 0,5 | |||||||
| 1,0 | 0,5 | ||||||||
| ГТ310Б | 3,0 | 0,6 | |||||||
| 5,0 | 0,7 | ||||||||
| 2,3 | 25,5 | ||||||||
| КТ315А | 0,33 | ||||||||
| КТ315Б | 0,13 | ||||||||
| КТ339А | 10,7 | 0,35 | 10,5 | ||||||
| КП303 | 0,5 | – | – | ||||||
| 1,0 | – | – | |||||||
| 3,0 | – | – | |||||||
| 5,0 | – | – | |||||||
| 0,0015 | – |
Минимально достижимый коэффициент шума УРЧ
, 
(40)
где Nш – коэффициент шума транзистора УРЧ.
Входное сопротивление УРЧ на дискретном транзисторе[13]
. 
(41)