ТЕСТОВАЯ ЗАДАЧА №1
УРЧ-тракт стационарного радиовещательного бытового радиоприемника АМ- радиосигнала второй группы сложности (см. ГОСТ 5651-89 Аппаратура радиоприемная бытовая), настроен на центральную частоту диапазона 17800 – 17900 кГц, Исходя из ГОСТ 5651-89 Аппаратура радиоприемная бытовая, для радиоприемника второй группы сложности чувствительность, ограниченная шумами при отношении сигнал/шум, не менее 20 дБ: по напряжению со входа для внешней антенны, мкВ, не хуже 200.
По ТЗ необходимо на входе смесителя получить 100 мВ. Разделив 100 мВ на 200 мкВ получаем коэффициент усиления в разах равный 500. Переводим 500 раз в дБ; 54 дБ по напряжению.
Обеспечить необходимое усиление возможно спроектировав преселектор с коэффициентом усиление равным 40 дБ и УПЧ1 с коэффициентом усиления равным 20 дБ по напряжению, с учетом потерь в кабеле и при преобразовании частоты.
Рисунок 1 – Структурная схема УРЧ
Оценка ослабления первой зеркальной частоты
Начальные данные для расчета:
Первая промежуточная частота: fпч1 = 22.975 МГц;
Частота сигнала: f0 = 17.85 МГц;
Полоса пропускания контура: ∆f = 0,100 МГц;
Добротность преселектора:
(1.1)
;
Определяю первую зеркальную частоту
(1.2)
МГц;
Определяю относительную расстройку контура на первой зеркальной частоте
Определяю обобщённую расстройку контура:
(1.4)
;
Высчитываю ослабление зеркальной частоты одним контуром:
(1.5)
, дБ;
Из расчетов видно – ППФ Саллена–Кея первого порядка обеспечивает необходимое ослабление первого зеркального канала с большим запасом. Данные будут уточнены после проведения компьютерного моделирования.
Моделирование преселектора
Центральной частотой заданного диапазона является 17850 кГц. В системе MultiSim промоделирован один каскад активного фильтра на ОУ, обеспечивающий КУ 40 дБ.
В качестве преселектора используем полосовой фильтр Саллена – Кея, изображенный на рисунке 2.1 [4].
Рисунок 2.1 – Полосовой фильтр Саллена – Кея
Полосовой фильтр, выполненный по схеме Саллена – Кея имеет следующую передаточную функцию:
, (2.1)
где G – коэффициент усиления ОУ.
Расчет данного фильтра сводиться к нахождению значения сопротивления резисторов по формуле (2.1).
(2.2)
При значении емкости 100 пФ и частоте сигнала 17850 кГц, сопротивление резистора равно 91 Ом.
Промоделируем данный фильтр в среде Multisim 12. На рисунке 2.2 приведена АЧХ полосового фильтра Салена – Кея.
Рисунок 2.2 – АЧХ полосового фильтра Салена – Кея
Как видно из рисунка 2.2 усиление на центральной частоте составляют 41.43 дБ. Выясним какое ослабление вносит фильтр на частоте зеркального канала, равной 63.8 МГц.
Рисунок 2.3 – Ослабление зеркального канала приема
На рисунке 2.3 видим, что на зеркальной частоте ослабление составляет 42.65 дБ, т.е. подавление зеркальной частоты достигнуто с большим запасом.
Вывод: в результате выполненной работы получены навыки составления структурной схемы по заданному ТЗ, учету потерь в кабеле, потерь при преобразовании частоты. Рассчитали УРЧ тракт, обеспечили подавление зеркального канала. Результаты, полученные при выполнении тестовой задачи можно использовать при выполнении курсового проекта.