Разработка радиоприемного усройства для информационно-измерительной системы автомобиля

Выбор принципиальной электрической схемы преобразователя частоты

Транзисторные преобразователи частоты супергетеродинных радиоприемников применяются до частот порядка 300 МГц, так как позволяет получить сравнительно большой коэффициент передачи. Известны схемы транзисторных преобразователей частоты с совме­щенным и с отдельным гетеродинами. В профессиональных радио­приемниках используется только последние, поскольку они позволяют получить более высокую стабильность частоты гетеродина и оптимальный режим работы смесителя. По способу включения смеси­тельного транзистора различает схемы преобразователей с общей базой и общим эмиттером. Наиболее часто используются схемы с общим эмиттером, поскольку они позволяет получить большой коэффициент усиления и обладает меньшей входной проводимостью. Для уменьшения взаимной связи между целями гетеродина и смесителя, а также для повышения стабильности работы преобразователя частоты целесообразно напряжение сигнала подавать в цепь базы, а напряжение гетеродина - в цепь эмиттера. Для уменьшения шунти­рования контуров сигнала и гетеродина транзистором применяется частичное подключение контура к транзистору.

Принципиальная схема преобразователя частоты на транзисторе с общим эмиттером и отдельным гетеродином приведена на рисунке 1.17 При проектировании транзисторных преобразователей частоты необходимо учитывать» что нелинейный режим их работы наступает при сравнительно малых напряжениях входного сигнала (5 .7 мВ). С увеличением напряжения гетеродина возрастают постоянные токи базы и коллектора смесительного транзистора, что приводит к из­менение его входной и выходной проводимостей. Поэтому стремление увеличить коэффициент усиления преобразователя путем увеличения напряжения гетеродина может привести к значительному шунтиро­вание и расстройке контуров преобразователя. Учитывая это, а также то обстоятельство, что с уменьшением напряжения гетеродина улучшается избирательность по симметричным каналам, напряже­ние гетеродина следует выбирать не более (0,05 .0,15)В.

Выбираем принципиальную электрическую схему преобразователя частоты с отдельным гетеродином, представленную на рисунке 1.17. Недостатком преобразователей с внутренним гетеродином перед преобразователями с отдельным гетеродином, заключается в том, что параметры преобразователя с внутренним гетеродином значительно хуже параметров преобразователя с отдельным гетеродином, так как невозможно одновременно обеспечить оптимальные режимы для смесителя и для гетеродина. Если они выполнены на одном транзисторе. Поэтому в современных радиоприемниках. Как правило, используются преобразователя частоты с отдельным гетеродином. Такой тип преобразователя позволяет обеспечить оптимальный режим работы смесителя и высокую стабильность работ гетеродина.

Выбор принципиальной электрической схемы детектора частоты

Для детектирования частотно-модулированных сигналов в ос­новном используются три типа ЧМ-детекторов: 1) дифференциальный со связанными и настроенными в резонанс на промежуточную частоту контурами; 2) дифференциальный с расстроенными контурами; 3) дробный. Все три типа детекторов содержат преобразователь частотной мо­дуляции, преобразующий изменения частоты ЧМ-сигнала в пропорци­ональные частоте изменения амплитуды сигнала, и два одинаковых, обычно диодных, амплитудных детектора. Для устранения паразитной амплитудной модуляции ЧМ-сигналов в состав преобразователей моду­ляции вводятся амплитудные ограничители. При строгом подборе ам­плитудных детекторов дробный детектор в меньшей степени подвер­жен влиянию паразитной амплитудной модуляции, чем дифференциаль­ный. Однако на практике обычно не удается добиться строгого по­добия амплитудных детекторов. Поэтому введение в состав дробного детектора специального ограничителя амплитуд значительно улучша­ет качество приема.

Наиболее широкое применение дробные детекторы находят в ве­щательных приемниках, так как позволяют уменьшить требуемый коэф­фициент усиления УПЧ (он работает при отсутствии ограничителя амплитуды и требует меньших амплитуд сигналов на входе преобразо­вателя модуляции).

Частотные детекторы с расстроенными контурами находят мень­шее применение, так как они сложнее в устройстве.

На рисунке 1.14 изображена принципиальная схема дробного частотного детектора. Связь контуров выполняется здесь с помощью катушки связи LЗ. Резистор R5 ухудшает добротность катушки связи, для устранения резонансных явлений в цепи связи. Он также способствует уменьшению импульснах помех, проникающих на вход детектора через цепь связи. Главное отличие этой схемы от схемы дифференциального детектора со связанными контурами заключается в способе получения выходного напряжения и в нали­чии стабилизирующего напряжения на конденсаторе С5 , которое и определяет постоянное значение напряжения на конденсаторах C6 и C7. Напряжение низкой частоты будет появляться на выхо­де детектора только тогда, когда изменится отношение продектированных напряжений на конденсаторах С6 и C7, а это отношение изменится лишь при изменении частоты ЧМ-сигнала.

Рисунок 1.14 – Принципиальная электрическая схема дробного детектора частоты

Исходя из вышеизложенного выбираем дифференциальный частотный детектор, принципиальная схема которого изображена на рисунке 1.21.

Произведем расчет основных элементов принципиальной схемы РПУ.

1.4 Расчет основных элементов принципиальной схемы радиоприемного тракта

1.4.1 Расчет блока входной цепь

Принципиальная электрическая схема входной цепи представлена на рисунке 1.15.

Рисунок 1.15 - Принципиальная электрическая схема входной цепи

Входная цепь осуществляет передачу радиочастотного сигнала от антенно-фидерной системы к входу первого каскада радиоприемника. Именно расположение входной цепи между выходом антенно-фидерной системы и входом первого каскада приемника обусловило ее название.

Входная цепь предназначена:

- для предварительного выделения полезного сигнала из всех совокупностей сигналов и помех, создаваемой в приемной антенне;

- для передачи с наименьшими потерями и искажениями энергии полезного сигнала от антенны к входу первого каскада.

В общем случае ВЦ представляет собой пассивный четырехполюсник, содержащий резонансную систему и элементы связи. В зависимости от диапазона частоты резонансная система входной цепи выполняется на сосредоточенных или распределенных элементах и состоит из одного или нескольких колебательных контуров или резонаторов. Элементы связи служат для связи антенно-фидерной системы с контуром или резонатором входной цепи, а так же для связи между контурами входной цепи и первым каскадом приемника.

Входные цепи классифицируются:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49