студент с 01.01.2016 по настоящее время
Омск, Омская область, Россия
BISAC TEC034000 Radio
Неотъемлемую роль в системе связи играет ее приемная часть. Довольно серьезным аспектом при проектировании приемной части системы является расчет ее параметров. В данной статье рассмотрен порядок расчета таких параметров приемной части системы связи, как полоса частот генерации ЧМ-канала, полоса частотной нестабильности канала, общий коэффициент усиления приемного тракта и т.д. Перед проведением данных расчета произведено ознакомление с функциональной схемой радиоприемной части системы.
приемная часть, усилитель, схема, фильтр, частота, помеха
Для начала будет рассмотрена функциональная схема приемной части системы связи (рисунок 1). Для данной схемы помимо коммутатора (К) рассматриваются:
- два усилителя радиочастоты (УРЧ1 и УРЧ2);
- 1-ый смеситель (VT1), на 2-ой вход которого через буферный усилитель (БУ2) подается сигнал с генератора, управляемого напряжением (ГУН2), который выполняет роль первого гетеродина приемника [1].
Диапазон перестраиваемой частоты 1-го гетеродина - 173,125 ÷ 177,400 МГц (N = 172 канала). В схеме ГУН2 не должна производиться частотная модуляция. В целях увеличения мощности сигнала 1-го гетеродина и его надежной развязки от смесителя и синтезатора частоты должен использоваться БУ2. Данный буферный усилитель должен быть собран по каскодной схеме «ОЭ – ОБ» [2].
Рис. 1. Функциональная схема приемной части
Большая интегральная схема (БИС) синтезатора частоты приемника выполнена на микросхеме D2 типа КФ1015ПЛ4Б (или КР1015ХК2). Напряжение рассогласования, воссозданное частотно-фазовым детектором синтезатора, через ФНЧ проходит на варикапы колебательного контура ГУН2 и управляет его частотой.
В приемном синтезаторе предусмотрена схема контроля (вывод 4), формирующая сигнал исправности синтезатора при наличии захвата в кольце фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).
Преобразованный сигнал со смесителя (СМ1) через фильтр сосредоточенной избирательности (ФСИ1) проходит на усилитель первой промежуточной частоты fПЧ1. С её нагрузки (2-контурного фильтра) сигнал проходит на вход микросхемы D3 (типа МС3371Р). Данная микросхема производит второе преобразование частоты сигнала во вторую промежуточную частоту fПЧ2, ее усиление, частотное детектирование и предварительное усиление звуковой частоты речевого сигнала. К выводу 1 микросхемы подсоединен кварцевый резонатор (Z1). Кварцевый генератор в данном случае необходим для генерации 2-м гетеродином частоты. Сигнал 2-ой промежуточной частоты выделяется кварцевым ФСИ2, усиливается и детектируется [3]. Сигнал, усиленный микросхемой, проходит на активный фильтр нижних частот (ФНЧ) и конечный усилитель в блоке автоматики и управления (используется как частотный корректор, обеспечивает спад («завал») частотной характеристики сигнала -6 дБ/октава). В дальнейшем сигнал звуковой частоты используется в блоке автоматики.
Перейдем к расчетам параметров приемной части системы радиосвязи со следующими исходными параметрами:
- fраб = 152,350 МГц;
- Uвх min = 0,25 мкВ;
- fг2 = Δfпч1+455 кГц=21,855 МГц;
- ΔfПЧ1 = 21,4 МГц;
- ΔfПЧ2 = 455 кГц;
- Seз.к = 55 дБ;
- Seс.к = 58 дБ;
- δf = 10-5;
- Δfmax = 4 кГц;
- Δfном = 3,5 кГц;
-ΔF = 300÷3400 Гц.
Для начала произведем расчет полосы частот генерации ЧМ-канала по формуле:
, (1)
где 
- индекс частотной модуляции (ЧМ); 
- максимальная девиация частоты ЧМ-сигнала; 
- максимальная частота телефонного спектра.
;
кГц.
Обратим внимание на полосу частотной нестабильности канала:
(2)
где 
и 
- абсолютная нестабильность частоты возбудителя и гетеродина.
МГц.
Абсолютная нестабильность трактов промежуточной частоты (ПЧ) определяется следующим образом:
, (3)
где δf = 10-5.
Производим расчеты:
-
кГц;
-
кГц;
-
кГц;
-
МГц;
-
Гц;
-
Гц.
кГц
Теперь же определим ширину полосы пропускания приемного тракта по
формуле:
(4)
Найдем 1-ю промежуточную частоту в зависимости от заданной избирательности по зеркальной помехе Se¢з.п, числа колебательных контуров в тракте высокой частоты (ВЧ) nВЧ и их эквивалентного затухания dэ (dэ = 0,06):
. (5)
В качестве 1-ой промежуточной частоты возьмем стандартную, принятую в радиостанциях (fПЧ1 = 21,4 МГц, nВЧ = 3).
(6)
2-ю промежуточную частоту вычислим по формуле:
, (7)
где 
= 25 кГц;
Имеем, что:
-
;
- dПЧ £ 0,02 (при использовании ФСИ);
- nПЧ = 9.
Получаем:
-
-
В качестве второй промежуточной частоты можно выбрать стандартную для радиостанций (fПЧ2 = 455 кГц).
Степень ослабления 2-ой зеркальной помехи в тракте преселектора (УРЧ) оценивается по формуле:
, (8)
где dэВЧ » 0,06; nВЧ = 3.
Малое ослабление зеркальной помехи в преселекторе обуславливает применение в трактах УПЧ1 и УПЧ2 фильтров сосредоточенной избирательности (кварцевого или пьезокерамического типа). Организуем предварительное распределение усиления по каскадам приемника. Например, 2-каскадный УРЧ может обладать устойчивым коэффициентом усиления КУРЧ не менее 10. В этом случае при чувствительности приемника Uвх.min на входе первого преобразователя образуется сигнал с некоторым напряжением:
(9)
Получаем:
Допустим, что общий коэффициент усиления 
в тракте УПЧ1 равен 31. В таком случае на вход 2-го преобразователя будет подаваться напряжение:
(10)
Теперь же стоит оценить общий коэффициент усиления приемного тракта с некоторым запасом (если на предельной чувствительности микросхема МС3371Р может выдавать выходное напряжение низкой частоты (НЧ) не менее Uвых НЧ = 0,12 В):
(11)
Получаем
Коэффициент усиления, приходящийся на микросхему МС3371Р, находится по формуле:
(12)
Итого:
Итак, работа по расчету основных параметров функциональной схемы приемной части системы радиосвязи считается выполненной. Навыки по данному расчету успешно отработаны.
1. Атаев А.И. Радиотехнический справочник по аналоговым микросхемам [Текст] / Атаев А. И., Болотников Д. А. − Москва: Изд-во МЭИ: ТОО "Позитив", 1993. − 412 с.
2. Сифоров В.И. Радиоприемные устройства [Текст] / Сифоров В.И. [и др.]; под ред. Сифорова В. И. − Москва: Советское радио, 1974. − 563 с.
3. Сиверс А.П. Проектирование радиоприемных устройств: учеб. пособие для студентов радиотехн. специальностей вузов [Текст] / Сиверс А. П. [и др.]; под общ. ред. Сиверса А. П. − Москва: Сов. радио, 1976. − 486 с.
