|
Так как параметры транзистора рассчитаны определённой частоте, чаще всего 1000Гц, то необходимо пересчитать его параметры на f0=465кГц Вычисление высоко частотных параметров транзистора: 1. определяем параметры транзисторов при токе Ik2=1ma: A=Ik2/Ik1=1/10=0.1; S0’=A*S0=0.1*26=26ma/B; g’=A*g=0.1*0,00021=0,000021сим; g’i=A*gi=0.1 * 0,0000045=0,00000045сим; τ’=А*τ=0,1*0,5=0,05нсек=0,00005мксек; 2. определяем вспомогательные коэффициенты: Н=S0’*rб/1000=2.6*75/1000=0.195; Ф=S0’*rб*Ck/τ’*1000000000=2.6*75*10/0.0005*1000000000=0,0039сим Б=τ’/rб*(1-g’*rб)*1000000=(0,00005/75)*(1-0,000021*75)*1000000= =0,6656пФ v=2*π*f0*τ’=2*3.14*0,465*0,00005≈0,00015 3.Определяем входное сопротивление транзистора: gвх=g’+v²/rб=0,000021+0,00015²/75≈0,000021сим Rвх=1/gвх=1/0,000021=47619Ом≈48кОм 4. Определяем выходное сопротивление транзистора: gвых=gi’+v²*Ф=0,00000045+0,00015²*0,0039≈0,00000045сим Rвых=1/gвых=1/0,00000045=2222222,22≈2,2Мом 5.Определяем входную ёмкость: Свх=Б=0,6656пФ 6.Определяем выходную ёмкость: Свых=Ск*(1+Н)=10*(1+0,195)=11,9 5пФ 7.крутизна характеристики: S=S0’=26ma/B Для удобства выписываю ВЧ параметры транзистора на рабочей частоте f≤465кГц в таблицу№10: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тип транзистора |
Ik, ma |
τ, мксек |
Ск, пФ |
S, ma/B |
Rвх, кОм |
Rвых, МОм |
Свх, пФ |
Свых, пФ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ГТ309Б |
1 |
0,00005 |
10 |
26 |
48 |
2.2 |
0.6656 |
11.95 |
1.2.11. Определение требуемого усиления до детектора:
Определение требуемого усиления до детектора:
При приёме на магнитную антенну чувствительность задаётся напряжённостью электрического поля Е в точке приёма, обеспечивающей на выходе приёмника нормальную выходную мощность.
Амплитуда напряжения на выходе первого каскада приёмника.
Umвх=Е*hд*Qэ*m2,мВ, где
Е - заданная напряжённость поля в точке приёма, мВ/м
hд. – действующая высота магнитной антенны, м; на ДВ и СВ можно принять hд=0,02÷0.04м
Qэ – эквивалентная добротность контура входной цепи;
m2 – коэффициент включения входа электронного прибора в контур входной цепи.
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax), где ρmax – характеристическое сопротивление контура;
ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ]),
Rвх – сорпотивление первого каскада приёмника, т.к. УРЧ отсутствует, то
Rвх=1/(0,8*g11э)
dэп=1/Qэк
dкон=1/Qкон
Необходимый коэффициент усиления берут с запасом из – за разброса параметров, неточной настройки контуров и т.д.
Кн’=(1.4÷2)*Кн
Для ДВ:
dэп=1/Qэк=1/10,89=0,091
dкон=1/Qкон=1/90=0,011
Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм
ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ])=159/0,408*(11,9+30)=2,3 кОм
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax)= (0,091 -0,011)*(1,25/2,3)=0,043
Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,03*10,89*0,043=47,6мкВ
Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0,6 /1,41*0,0000476=8939раз
Определяем коэффициент усиления с запасом на 40%:
Кн’=1,4*8939≈12520раз
Для СВ:
dэп=1/Qэк=1/31,9=0,031
dкон=1/Qкон=1/140=0,007
Rвх=1/(0,8*g11э) = 1/(0,8*0,001)=1250Ом=1,25кОм
ρmax=159/(fcmax[МГц]*(Скмин+Ссх) [пФ])=159/1,605 *(10+30)=2,47 кОм
m2= (dэп-dкон)*(Rвх/ρmax)= (0,031-0,007)*(1,25/2,47)=0,012
Umвх=Е*hд*Qэ*m2=0,003*0,04*31,9*0,012=45,93мкВ≈46мкВ
Кн=Uвхd/1.41*Uвх=0.6 /1.41*0,000045936=9263раз
Определяем коэффициент усиления с запасом на 40%:
Кн.’=1.4*9263≈13000раз
Определение числа и типов усилительных каскадов до детектра:
Так как УРЧ отсутствует, то рассчитываем коэффициент усиления Ку. Для начала выберем 2 каскада УПЧ, nпр=3;
для УПЧ:
Ку=6,3* S/f*Ck =6.3* 34/0.465*2,8=32,1
для ПЧ:
Кпр=6,3* Sc/Fc*Ck=6.3* 26/1.605*2,8=15раз
Определяю общий коэффициент усиления Кобщ
Кобщ=Кпр*Купч^(nпр-1)=8*15,96^3-1=15*32,1²=15456
Так как Кобщ>Кн’ для ДВ и Для СВ то хватет 2 каскадов УПЧ
Первый каскад УПЧ будет апериодический, а второй широкополосный.
Выбор схемы АРУ и числа регулируемых каскадов:
Рассчитываем необходимые пределы изменения коэффициента усиления регулируемых каскадов по формуле:
nн=Д-В, где:
Д-заданное изменение сигнала на входе приёмника, дб
В- заданное изменение сигнала на выходе приёмника, дб
nн=25-6=19дб
Считая что регулируемые каскады идентичны, определяют необходимое количество регулируемых каскадов по формуле:
NАРУ=nн/20*lgn, где n-изменение коэффициента усиления одного регулируемого каскада
Зададимся n=10, тогда:
NАРУ=19/20*lg10=0.95»1
В соответствии с рекомендациями по выбору схемы АРУ в качестве регулируемого каскада используем первый каскад УПЧ по апериодической схеме.
1.2.12.Эскизный расчёт тракта низкой частоты:
Выбор типа электродинамического громкоговорителя:
Исходными данными, необходимыми для выбора динамического громкоговорителя, являются:
1. номинальная выходная мощность: Рвых=0,15Вт
2. полоса воспроизводимых частот: Fн=300Гц÷Fв=3500Гц
3. неравномерность частотной характеристики:
4. среднее звуковое давление при заданной номинальной мощности:
Применяемые в транзисторных переносных приёмниках электродинамические громкоговорители должны иметь маленькие размеры. Исходя, из этих соображений я выбираю громкоговоритель типа: 0,2ГД-1, с параметрами:
Таблица№11:
тип
Pном,
Вт
Диап. F(Гц)
Среднее
Звуковое
Давление
Полное
Сопротивление
Звуковой катушки, Ом
Габариты
мм
Вес,
гр
Fн
Fв
н/м²
бар
0,2ГД-1
0,200
300
10000
0,18
1,8
6±0,6
60*25
50
Выбор типа схемы и транзисторов для выходного каскада:
В качестве оконечных каскадов усилителей низкой частоты можно использовать как однотактные, так и двухтактные схемы. Схема выходного каскада определяется назначением усилителя и требованиями, предъявляемыми, к нему. Так как у моего усилителя Рвых=0,150Вт, то я выбираю двухтактный каскад в режиме класса АВ на маломощных транзисторах.
Выбор транзисторов производится, исходя из следующих соображений:
1. предельно допустимая мощность рассеяния на один транзистор Ркмакс должна превышать рассеиваемую на коллекторе мощность Рк, которую можно вычислить по формуле:
Рк=0,4*Рн’/ ηунч *ξ², где
Рн’=Рн/2-номинальная мощность, заданная по условию, приходящаяся на один транзистор.
Рк-мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора.
ηунч-КПД выходного каскада =1
ξ-коэффициент использования коллекторного напряжения=0,8÷0,95; выбираю 0,9
Рн’=0,150/2=0,075Вт=75мВт
Рк=0,4*0,075/1*0,9²=0,037Вт≈37мВт
Выбираю транзистор: КТ315А, у которого Ркмакс=150мВт; Екмакс=25В
2. Проверяю выполнение условия:
Ек≤(0,3÷0,4)Екмакс
6В≤(0,3÷0,4)*25=7,5÷10
Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно.
Выбор транзисторов для каскадов УННЧ:
В большинстве случаев каскады УННЧ могут быть выполнены на маломощных транзисторах. При этом, если усиливаемые частоты не превышают единиц килогерц, выбор транзисторов производится по низкочастотным параметрам из следующих соображений:
1. минимальной стоимости;
2. наибольшей величины коэффициента усиления (В) в схеме с общим эмиттером.
Выбираю транзистор КТ315Б т.к. он дешевый и имеет большёй коэффициент усиления.
Таблица№12:
Тип
Тракт
Ikmax,ma
Pkmax, mBt
Ukэ, В
fгр
h21э
КТ315А
УНЧ
100
150
25
100
20÷90
КТ315Б
УННЧ
100
150
20
100
50÷350
1.2.13.Обоснование структурной схемы приёмника по результатам эскизного расчёта.
На основании проведённого мной эскизного расчёта приёмника я составляю его блок-схему с указанием числа каскадов и особенностей каждого тракта.
В этой схеме входная цепь приёмника с магнитной антенной содержит два поддиапазона: поддиапазон километровых волн (ДВ) и поддиапазон гектометровых волн (СВ). Связь контура входной цепи с транзистором преобразователя частоты трансформаторная. Преобразователь частоты (ПЧ) собран по схеме с отдельным гетеродином. Нагрузкой в цепи коллектора служит 4 звена ФСС ПФ1П-2, связь ФСС с выходом смесителя и входом УПЧ индуктивная. Первый каскад УПЧ собран по апериодической схеме, второй широкополосный, одноконтурный с частичным включением контура в цепь коллектора. Диодный детектор собран по последовательной схеме с разделённой нагрузкой. Для автоматической регулировки усиления используется схема АРУ с задержкой включенная в цепь эмиттера УПЧ собранного по апериодической схеме. Каскад УННЧ собран по резистивной схеме с непосредственным включением нагрузки, каскад УНЧ выполнен по безтрансформаторной схеме на одиночной паре комплементарных транзисторов.
1.3 Расчётная часть проекта:
1.3.1 Подробный расчёт каскада АД:
Требования, предъявляемые к АД, сводятся к обеспечению следующих качественных показателей:
· возможно большего коэффициента передачи, который определяется отношением напряжения НЧ на выходе детектора к напряжению ВЧ на его входе;
· возможно меньших частотных и нелинейных искажений;
· возможно большего входного напряжения;
· возможно меньшего ВЧ напряжения на его выходе.
Расчёт детектора сводится к выбору схемы и ее элементов так, чтобы перечисленные требования удовлетворялись наилучшим образом.
Выбираю последовательный полу проводниковый детектор с разделённой нагрузкой, так как он удовлетворяет всем моим заданным требованиям, и обеспечивает регулировку уровня сигнала.
1. Диоды рекомендуется выбирать исходя из условия:
Rобр>>Rн>>Rпр
Выбираю диод Д9Б, так как у него Rобр>>Rпр.
Определяю сопротивление нагрузки детектора:
Rн=2*Кд*Rвх, где Кд - коэффициент передачи детектора, так как Uвх.д=0,6В, то Кд=0,2÷0,4 выбираю Кд=0,4.
Rвх- входное сопротивление детектора 4,6кОм
Rн=2*Кд*Rвх=2*0,4*4,6=3,68кОм.
2. Так как сопротивление нагрузки детектора одного порядка с входным сопротивлением УНЧ, величины сопротивлений R1 и R2 определяю по номограмме 9.18 в учебнике В.Д. Екимова.
Получаю R2=1,6кОм.
Принимаю R2=1.5 кОм из ряда Е6, типа СП3-10М с выключателем.
Определяю R1=Rн-R2=3,68-1,5=2,18кОм.
Принимаю R1=2,2кОм из ряда Е6, типа МЛТ-0,25.
3. Определяю общее сопротивление нагрузки переменному току:
Новости |
Мои настройки |
|
© 2009 Все права защищены.