Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство РФ по связи и массовым коммуникациям

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра радиоприемных устройств

Курсовой проект

Расчет носимой радиостанции

Выполнил: Узеев А.А.

Проверила: Ильина Л.

МОСКВА 2013

Оглавление

1.1 Назначение и области применения радиосвязи на УКВ

1.2 Количество рабочих каналов

1.3 Разнос частот между каналами

1.4 Режимы работы аппаратуры подвижной связи

1.5 Типовая структура портативных приемников подвижной радиосвязи

1.6 Типы применяемых антенн

1.7 Требования к электрическим параметрам радиостанций

1.8 Способы достижения высоких электрических параметров профессиональных приёмников.

1.9 Современные профессиональные радиостанции

2. Выбор и обоснование структурной схемы радиоприёмного устройства

2.1 Выбор рабочей частоты и структурной схемы радиоприёмного устройства

2.2 Расчёт полосы пропускания тракта ВЧ

2.3 Выбор промежуточной частоты, варианта преобразования и фильтра ПЧ

2.4 Выбор систем избирательности по зеркальному каналу

2.5 Расчёт коэффициента шума приёмника

2.6 Определение структуры тракта радиочастоты для обеспечения заданной чувствительности. Необходимость УРЧ

2.7 Ориентировочный расчёт коэффициентов усиления в тракте радиоприёмного устройства

2.8 Выбор структурной схемы

3. Расчёт принципиальной электрической схемы

3.1 Расчёт УРЧ. Расчёт АЧХ резонансного усилителя на ЭВМ

3.2 Расчёт ПЧ

3.3 Расчёт УПЧ

3.4 Расчёт ограничителя совместно с частотным детектором и устройством шумопонижения

3.5 Сравнение полученных и требуемых характеристик спроектированного приёмника

1.1 Назначение и области применения радиосвязи на УКВ

приёмник радиосвязь радиотелефонные схема

Системы подвижной радиосвязи получили широкое распространение практически во всех видах человеческой жизни и деятельности.

Эти системы можно классифицировать по их функциональному назначению, по виду выполняемых ими функций в процессах производства, управления технологическими процессами, обслуживания населения, решения организационных вопросов, оказание помощи и т.д.

Важной областью применения систем подвижной радиосвязи является использование их в чрезвычайных ситуациях. В особых условиях эксплуатации требования к техническим параметрам подвижных радиосистем возрастают.

Поэтому совершенствованию технических характеристик подвижных радиосистем и разработке новых всегда будет уделяться большое внимание.

Наиболее широко используемые системы сухопутной подвижной связи можно классифицировать следующим образом.

1. Системы радиосвязи общего пользования, к которым можно отнести радиотелефонные системы и системы персонального радиовызова.

2. Системы радиосвязи специализированного назначения, такие как диспетчерские радиотелефонные системы, радиосистемы передачи данных.

3. Автономные системы радиосвязи; к ним относятся диспетчерские системы персонального радиовызова, системы дистанционного управления, автономные радиотелефонные системы, автономные системы радиосвязи личного пользования.

4. Системы аварийной радиосвязи, используемые в аварийно-диспетчерской, аварийно-технической, аварийно-спасательной службах.

5. Системы автоматического определения местоположения, куда входят системы автоматического радиолокационного и навигационного определения местоположения, автоматического определения местоположения по счислению пути, а также по методу близости к датчикам координат и ряд других.

Отведенный для радиосвязи радиоспектр от 10 кГц до 275 ГГц, распределен по диапазонам частот между различными службами. Такое распределение частот закреплено в Регламенте радиосвязи [23].

Присвоение конкретных частот и контроль за их использованием осуществляется Государственной инспекцией электросвязи Министерства связи России.

Согласно ГОСТ 12252-86, радиостанциям с частотной и фазовой модуляцией сухопутной подвижной службы выделены следующие участки в диапазонах частот, приведенных в таблице 1.1.

В проекте разрабатывается приемник, предназначенный для работы в частотном диапазоне с условным обозначением 160 МГц.

Таблица 1.1

№ диапазона	Частотный диапазон	Условное обозначение диапазона
1	30 58 МГц	40 МГц
1а	74 76 МГц	80 МГц
2	146 174 МГц	160 МГц
3	300 344 МГц	330 МГц
4	440 470 МГц	450 МГц

1.2 Количество рабочих каналов

Рабочий канал - полоса частот, отведенная для передачи конкретной информации. По количеству рабочих каналов системы сухопутной подвижной радиосвязи можно разделить на: одноканальные, многоканальные до 10^ти каналов и многоканальные свыше 10^ти каналов. Например, в диспетчерских радиотелефонных системах подвижной радиосвязи одноканальные радиостанции могут обеспечить удовлетворительную работу 1020^ти абонентов, на одном рабочем канале. Для увеличения числа обслуживаемых абонентов необходимо увеличивать число рабочих каналов, и применять многоканальные радиостанции. Причем переключение с одного канала на другой может производиться как вручную, так и автоматически.

1.3 Разнос частот между каналами

Минимальный разнос частот между соседними каналами определяется, прежде всего, видом используемой модуляции, т.е. шириной спектра сигнала, а также нестабильностями частот передатчика и приемника.

В радиостанциях с однополосной модуляцией, использующих синтезаторы частот, разнос частот между соседними каналами в соответствии с ГОСТ равен 5КГц, т.е. ближайшая рабочая частота, на которой может работать другая радиостанция, отстоит на 5КГц. Дальнейшее уменьшение разноса частот при однополосной модуляции возможно при сокращении полосы звуковых частот, что приводит к ухудшению качества передаваемой информации, разборчивости речи.

В диапазоне частот выше 30 МГц в большинстве систем подвижной радиосвязи, как правило, используется ЧМ с максимальной девиацией частоты 5 кГц. При этом разнос частот между соседними каналами в соответствии с ГОСТ равен 25 кГц.

Уменьшение разноса частот до 12,5 кГц, что связано с нехваткой каналов, приводит к потере преимущества ЧМ и ФМ по сравнению с АМ и требуется переход к другим видам модуляции, например ОМ.

1.4 Режимы работы аппаратуры подвижной связи

В связной аппаратуре используются два основных вида работы связной радиоаппаратуры: дуплексный и симплексный. В симплексном режиме передача и прием ведутся попеременно. Дуплексный режим позволяет одновременно работать на прием и передачу, однако это требует применения двух частот: на прием и на передачу, что является недостатком по сравнению с симплексным режимом. Использование двух частот увеличивает требования к аппаратуре и зависит от разноса частот приема и передачи.

Дуплексный режим используется при «соединении» подвижного абонента с диспетчером или с абонентом АТС. В симплексном режиме, в основном, осуществляется связь между двумя подвижными абонентами на одном из дуплексных каналов через центральную радиостанцию.

Для организации канала связи в радиостанциях имеются различные виды сигналов взаимодействия. В диспетчерских системах в основном применяется групповой вызов, т.е. перевод всех радиостанций данной сети из режима «Дежурный приём» в режим «Приём» либо вызов конкретного абонента на связь, либо организация диспетчерского совещания с участием всех абонентов сети. Чтобы в режиме дежурного приёма шумы приёмника не утомляли оператора, в радиостанциях УКВ с ЧМ предусмотрены специальные устройства для их подавления в те моменты, когда передатчик корреспондента не работает, т.е. когда на входе приёмника отсутствует полезный сигнал. Подавители шумов автоматически включают низкочастотную часть приёмника только тогда, когда на его входе появляется сигнал от передатчика корреспондента.

Симплексная радиосвязь.

Это самый простой режим связи. Характеризуется тем, что все абоненты работают на одной частоте, слышат друг друга и могут ответить практически мгновенно.

Для выхода в эфир достаточно нажать кнопку РТТ (Push To Talk) и вызвать желаемого абонента. Достоинствами данного метода является простота и низкая стоимость. Недостатки - небольшая дальность - 5-10 км с носимой радиостанцией (в условиях города 3-5 км) и 30-50 км с мобильной (до 10 км в городе), а также необходимость работы в каком-то одном режиме (либо «на прием», либо «на передачу»). Но при всех недостатках симплексный режим хорош при организации локальных сетей радиосвязи для управления сотрудниками и службами безопасности в банках, супермаркетах, предприятиях, складах и т.д.

Дуплексный режим радиосвязи.

Дуплексный режим предъявляет более высокие требования к абонентскому оборудованию - радиостанции должны работать одновременно на прием и передачу, что приводит к увеличению габаритов и стоимости радиостанций, уменьшается время работы аккумулятора, так как во время сеанса связи передатчик постоянно работает. Этот режим удобен в системах радиосвязи с выходом в телефонную линию - собеседник, звонящий вам с телефона, может и не подозревать, что вы разговариваете с ним по эфиру.

1.5 Типовая структура портативных приемников подвижной радиосвязи

Размещено на Allbest.ru

Высокие требования к электрическим характеристикам приемных трактов радиостанций определяют их построение по супергетеродинной схеме. Применение таких схем объясняется их преимуществами перед схемой прямого усиления: высокая чувствительность и избирательность при малой величине частотных искажений, легкость построения схем автоматического регулирования усиления и автоподстройки частоты. Рассмотрение требований по чувствительности и избирательности приемника дает материал для решения вопроса о структуре тракта прохождения сигналов, способа разбивки на поддиапазоны, о числе преобразований частоты, номиналах промежуточных частот и т.д. Обеспечение высокой чувствительности, 0.51.2 мкВ, не вызывает серьезных трудностей. Но жесткие требования к избирательности, порядка 70дб, и динамическому диапазону приемника, реализуются с большим трудом и в ряде случаев являются определяющими при выборе элементов и структуры тракта высокой частоты радиоприемника.

Селективные свойства приемника во многом зависят от величины промежуточной частоты, f_ПР: при увеличении f_ПР селективность приемника по зеркальному каналу, отстоящему от сигнала на 2f_ПР, обеспечиваемая трактом радиочастоты, возрастает, однако при этом уменьшается селективность по соседнему каналу, осуществляемая в тракте ПЧ; кроме того, снижается устойчивое усиление каскадов УПЧ и расширяется полоса пропускания приемника при ограниченной добротности контуров. Применение высокодобротных многозвенных фильтров в тракте радиочастоты снижает коэффициент усиления мощности преселектора, что в свою очередь приводит к ухудшению чувствительности приемника. Таким образом, выбор f_ПР носит противоречивый характер.

1.6 Типы применяемых антенн

Большинство систем подвижной связи являются радиальными, т.е. связь с подвижными абонентами должна обеспечиваться в любом направлении их движения. Поэтому антенны, используемые в таких системах, должны обеспечивать круговую диаграмму направленности. В носимых и передвижных радиостанциях применяют настроенные и ненастроенные антенны в виде штыря. В связи с этим в проектируемом приёмнике будем использовать штыревую антенну.

1.7 Требования к электрическим параметрам радиостанций

Согласно ГОСТ - 12252-86 (Радиостанции с угловой модуляцией сухопутной подвижной службы в диапазоне УКВ на частотах от 10 до 450 МГц) приёмная часть носимой радиостанции должна удовлетворять следующим требованиям к электрическим параметрам:

1. Ширина полосы пропускания при разносе между соседними каналами 25 кГц 14,5-18 кГц;

2. Отклонение частоты передатчика и приёмника от номинальной 30 * 10^-6 кГц;

3. Чувствительность приёмника (при отношении с/ш 12 дБ в диапазоне 450 МГц, симплекс) 1 мкВ;

4. Эффективность работы шумоподавителя - 30 дБ;

5. Коэффициент нелинейных искажений приёмника ? 10%;

6. Уровень фона - 35 дБ;

7. Избирательность по соседнему каналу не менее 70 дБ;

8. Избирательность по зеркальному каналу не менее 70 дБ.

1.8 Способы достижения высоких электрических параметров профессиональных приёмников

Высокие требования к электрическим характеристикам современных профессиональных приёмников предопределяют их построение по схеме супергетеродина. Это объясняется следующими преимуществами перед схемой прямого усиления: высокая чувствительность, повышенная избирательность при малой величине частотных искажений, лёгкость осуществления схем АРУ, АПЧ. Исходя из этого, проектируемый приёмник будем строить по супергетеродинной схеме. Рассмотрение требований по чувствительности и избирательности приёмника даёт материал для решения вопроса о структуре тракта прохождения сигналов, способе разбивки на поддиапазоны, числе преобразований частоты, номиналах промежуточных частот и т.д.

Избирательность по зеркальному каналу приёмника с однократным преобразованием частоты определяется трактом преселектора. Существенного увеличения избирательности можно добиться при увеличении промежуточной частоты.

Для обеспечения хорошей избирательности по зеркальному каналу приёмника с двукратным преобразованием частоты необходимо обеспечить подавление второго зеркального канала. Избирательность по второму зеркальному каналу определяется избирательными свойствами тракта первой ПЧ. Хорошую избирательность по второму каналу удаётся получить без затруднений, если значение второй ПЧ не слишком мало.

Для повышения избирательности по соседнему каналу в сложных профессиональных приёмниках используют кварцевые и электромеханические фильтры, которые включают на выходе УПЧ. В интегральном исполнении они обладают малыми габаритами и хорошо компонуются с другими элементами. В ряде приёмников носимых УКВ радиостанций с относительно узкой полосой пропускания прибегают к другому способу получения высокой избирательности, а именно к двойному преобразованию частоты. Нестабильность настройки при двойном преобразовании частоты определяется всеми гетеродинами, участвующими в преобразованиях.

Анализ требований к частотной точности даёт исходные данные для выбора системы стабилизации частоты, способа установки и индикации частоты настройки. Для профессиональных приёмников требования к частотной точности, являясь определяющими частоты, в свою очередь, в решающей степени влияют на структуру приёмника в целом. Высокие требования к частотной точности профессиональных приёмников есть следствие необходимости обеспечения устойчивой радиосвязи, в том числе обеспечения возможности вхождения в связь без поиска и поддержания связи - без подстройки. Для этого необходимо возможно более точное совпадение частот передатчика корреспондента f_пер и настройки приёмника f_пр.н, т.е. различие частот в радиолинии в идеальном случае должно быть сведено к нулю: Дf_р.л = f_пр.н - f_пер = 0.

При УКВ приёме возникают перекрёстные помехи. Самой эффективной мерой борьбы с ними является ослабление электрических и магнитных связей между гетеродином и сигнальными цепями. При этом нужно стремиться иметь гетеродин с высокодобротным контуром и достаточно большой амплитудой.

Для повышения чувствительности и динамического диапазона широко применяются высокочастотные полевые транзисторы с малым коэффициентом.

Рекомендации по выбору ПЧ

Одним из основополагающих принципов построения радиоприёмного тракта носимых приёмников является правильный выбор промежуточной частоты:

1. Для обеспечения требуемой полосы пропускания УПЧ f_пром должна быть не очень большой для обеспечения устойчивого усиления в тракте ПЧ.

2. При большой f_пром легче обеспечить требуемую избирательность тракта РЧ по зеркальному каналу, поскольку чем больше f_пром, тем дальше отстоит по частоте зеркальный канал от основного.

3. f_пром должна выбираться вне диапазона частот настройки приёмника с тем, чтобы можно было обеспечить требуемую избирательность радиотракта по побочному каналу приёмника с частотой f_по.

4. Промежуточная частота должна удовлетворять условиям: 5 ? f_пр / П_пр ? 100.

5. Промежуточная частота должна в 5 - 10 раз превышать максимальную частоту модуляции для неискажённого детектирования.

6. В целях возможности применения в УПЧ унифицированных фильтров желательно, чтобы частота имела одно из стандартных значений: 465; 10,7; 21,4 МГц и т.д.

Таким образом, выбор f_пч носит противоречивый характер. Эти противоречия можно смягчить тремя способами:

1). Увеличить промежуточную частоту при улучшении добротности контуров УПЧ.

2). Применение двойного преобразователя частоты.

3). Улучшение избирательности УВЧ, использование высокоизбирательных фильтров, увеличение их количества.

Таким образом, проведённый общий анализ принципов построения радиоприёмного тракта носимой радиостанции позволяет перейти к рассмотрению структурных схем приёмников, используемых на практике.

1.9 Современные профессиональные радиостанции

Как правило, все современные приёмники строятся по супергетеродинной схеме. В большинстве зарубежных приёмников, отвечающих требованиям по ГОСТу 12252-86, используют двойное преобразование частоты.

Таблица 1.2

Частотный диапазон	400.00- 470.00MHz
Кол-во каналов	16
Напряжение питания	DC3.7 V
Емкость батареи	H-1500 mAh
Время работы	About 8 Hours
Стабильность частоты	±2.5ppm
Рабочая температура	-20 Ўж to +60Ўж
Импеданс антенны	50 Щ
Габариты	97x57x29mm (Excluded Antenna)

Таблица 1.3

Передатчик

Выходная мощность	?5 W
Тип модуляции	FM (F3E)
Девиация частоты (W/N Band)	<5KHz(W), <2.5KHz(N)
Adjacent channel power	65dB (W),55dB (N)
Паразитные излучения	<-60 dB
Аудио искажения	<5 %
SNR	45 dB(W), 42dB(N)
CTSCC/DCS Frequency Deviation(W/N Band)	0.7±0.1KHz (W), 0.4±0.1KHz (N)

Таблица 1.4

Приемник

Чувствительность	Јј0.20 µ V (12dB SINAD)
Выходная мощность УНЧ	1 W
Inter modulation Interference Resistance	?65dB (W), ?55dB (N)
Adjacent channel Sensitivity (W/N Band)	?65dB (W), ?55dB (N)
Audio Distortion	5 %

2. Выбор и обоснование структурной схемы радиоприёмного устройства

2.1 Выбор рабочей частоты и структурной схемы радиоприёмного устройства

Частота сигнала, указанная в задании, f ? 450 МГц. Согласно рекомендациям Международного Регламента радиосвязи и выделенных Государственной комиссией по радиочастотам при Министерстве связи Российской Федерации участка для служебных радиостанций, выбираем диапазон 450 МГц. Согласно ГОСТ 12252 - 86 частотный разнос между соседними каналами для радиостанций подвижной радиосвязи установлен: 25 кГц. В связи с вышеперечисленными в первой главе преимуществами супергетеродинной схемы радиоприёмного тракта перед схемой прямого усиления строим приёмник по супергетеродинной схеме.

2.2 Расчёт полосы пропускания тракта ВЧ

Спектр ЧМ сигнала теоретически бесконечен и поэтому для обеспечения отсутствия искажений потребовалось бы иметь бесконечно широкую полосу пропускания тракта ВЧ. Однако обеспечить такую полосу практически невозможно и, к тому же, нецелесообразно, так как при очень широкой полосе через неё будут проходить помехи, в том числе от соседних по частоте радиостанций. Поэтому ширину спектра радиосигнала выбирают такой, чтобы пропустить такую часть спектра ЧМ сигнала, в которой сосредоточена основная мощность сигнала. Полоса пропускания тракта ВЧ определяется реальной шириной спектра принимаемого сигнала и запасом, зависящим от частотной точности радиолинии:

Размещено на Allbest.ru

ДF_вч = ДF_с + 2Дf_рл (1)

где ДF_с - реальная ширина спектра сигнала

Дf_рл - расхождение между сигналом принимаемой станции и частотой настройки приёмника.

Реальная ширина спектра сигнала.

В профессиональной аппаратуре для увеличения дальности связи используется узкополосная модуляция (индекс модуляции Ш ? 1, девиация частоты Дf_мах = ± 5 кГц).

При частотной модуляции:

а) если индекс модуляции

Ш < 0,5, то ДF_с = 2F_в (узкополосная ЧМ) (2)

б) если Ш = 1, то

ДF_с = 2F_в (1 + Ш + vШ ) (3)

в) если Ш > 4, то

ДF_с = 2Дf_m (широкополосные ЧМ) (4)

где Дf_m - максимальная девиация частоты,

F_в - верхняя частота модуляции.

Согласно ГОСТ 12252-86 ширина полосы пропускания приёмника при разносе частот между соседними каналами 25 кГц должна быть от 14,5 до 18 кГц. Максимальная девиация частоты при разносе частот 25 кГц должна составлять 5 кГц.

Проанализировав рекомендации, принимаем решение о использовании узкополосной модуляции: F_мах ? 3400 Гц, девиация частоты Дf_m = 5000 Гц, тогда Ш_m = 5000/3400 ? 1,47.

ДF_с = 2F_мах (1 + Ш _m + vШ _m ) = 25046,21 Гц (5)

Реальный спектр сигнала при максимальной девиации частоты получился слишком большим, поэтому выберем девиацию частоты Дf_m = 3000 Гц, тогда Ш_m = 3000/3400 ? 0,8, что незначительно отличается от Ш ? 1.

ДF_с = 2F_мах (1 + Ш _m + vШ _m ) = 18000 Гц (6)

Итак, реальный спектр радиосигнала составляет 18 кГц.

Запас на частотную неточность радиолинии.

Ширина полосы пропускания линейного тракта складывается из ширины спектра ДF_с принимаемого сигнала, доплеровского смещения частоты Дf_Д сигнала и запаса полосы на частотную неточность П_нс:

П = ДF_с + 2Дf_Д + П_нс (7)

Доплеровское смещение частоты сигналов, принимаемых от передатчика.

Доплеровское смещение частоты сигналов, принимаемых от передатчика, расположенного в автомобиле (например «Гранит - М»), который перемещается с радиальной скоростью V_р ? 60 км/ч.

Тогда

Дf_Д = f_с * V_р/с = 3 Гц, (8)

где с = 3 * 10⁸ м/с - скорость света;

f_с = 450 * 10⁶ Гц - частота сигнала.

Рассчитаем величины нестабильности частоты:

П_нс = 2 v(д_сf_с)² + (д_гf_г)² + (д_нf_г)² + (д_пf_п)² (9)

где д_с - нестабильность частоты передатчика, т.к. передатчик;

кварцевый; д_с = 30*10^-6;

f_с - частота сигнала; f_с = 450 МГц;

д_г - нестабильность частоты гетеродина, т.к. гетеродин кварцевый;

д_г = 10^-6;

f_г - частота гетеродина; f_г = 181,4 МГц;

д_н - неточность настройки частоты гетеродина;

д_н f_г = (0,003…0,01)* f_г = (1.35…4.5) МГц;

д_п - неточность настройки частоты УПЧ, т.к. кварцевый фильтр в УПЧ;

д_п f_п = (0,0003…0,003)* f_п = (6,42…64,2) кГц;

f_п - промежуточная частота; f_п =70 МГц.

П_нс = 2 v (30*450)² + (181,4)² + (544,2*10³)² + (6,42*10³)² = 1088519 Гц ? 1,1 МГц.

Тогда:

П = ДF_с + 2Дf_Д + П_нс = 18000 + 2*8,9 + 1088519 = 1106536,8 Гц

Это слишком большое значение полосы пропускания по сравнению с разносом каналов, поэтому придётся использовать фазовую автоподстройку частоты:

П = П_ФАП = ДF_с + (2Дf_Д + П_нс) / К_ФАП = 18000 + (2*8,9 + 1088519) / ? ? П_с,

где К_фАП принято = ? [1].

Итак, полоса пропускания тракта ВЧ П = 18 кГц.

2.3 Выбор промежуточной частоты, варианта преобразования и фильтра ПЧ

Перенос спектра принимаемого сигнала ниже частоты диапазона резко упрощает схему приёмника, так как при этом уменьшается количество преобразований частоты, облегчается получение в каскадах, стоящих после преобразователя, высоких коэффициентов устойчивого усиления и высокой избирательности, паразитные ёмкостные и индуктивные обратные связи проявляются слабее, это позволяет увеличить коэффициент усиления без ухудшения устойчивости. Использование пониженной f_пр позволяет сузить полосу пропускания без усложнения конструкции резонансных цепей. При разностном преобразовании «вниз»: f_пр = f_с - f_г или f_пр = f_г - f_с. Поэтому выбираем преобразование спектра «вниз» и f_пр = f_г - f_с.

Двойное преобразование частоты используется для обеспечения условий к частотной точности и как способ разрешения противоречия между требованиями подавления помехи по зеркальному каналу и высокой избирательности по соседнему каналу. Первое условие предполагает выбор возможно более высокой промежуточной частоты, второй - возможно более низкой второй промежуточной частоты. В нашем случае обеспечение высокой избирательности по зеркальному и соседнему каналам можно попытаться обеспечить, используя схему с одним преобразователем частоты.

Для повышения избирательности по соседнему каналу в сложных профессиональных приёмниках используют кварцевые и электромеханические фильтры, которые включают на выходе УПЧ и которые позволяют получить узкую полосу пропускания. В интегральном исполнении они обладают малыми габаритами и хорошо компонуются с другими элементами. В ряде приёмников носимых УКВ радиостанций с относительно узкой полосой пропускания прибегают к другому способу получения высокой избирательности, а именно к двойному преобразованию частоты. Нестабильность настройки при двойном преобразовании частоты определяется всеми гетеродинами, участвующими в преобразованиях.

Рассмотрение требований по чувствительности и избирательности приёмника даёт материал для решения вопроса о структуре тракта прохождения сигналов, способе разбивки на поддиапазоны, числе преобразований частоты, номиналах промежуточных частот и т.д.

Избирательность по зеркальному каналу приёмника с однократным преобразованием частоты определяется трактом преселектора. Существенного увеличения избирательности можно добиться при увеличении промежуточной частоты.

Для обеспечения избирательности по зеркальному каналу приёмника с двукратным преобразованием частоты необходимо обеспечить подавление второго зеркального канала. Избирательность по второму зеркальному каналу определяется избирательными свойствами тракта первой ПЧ. Хорошую избирательность по второму каналу удаётся получить без затруднений, если значение второй ПЧ не слишком мало.

Двойное преобразование частоты используется для обеспечения условий к частотной точности и как способ разрешения противоречия между требованиями подавления помехи по зеркальному каналу и высокой избирательности по соседнему каналу. Первое условие предполагает выбор возможно более высокой промежуточной частоты, второй - возможно более низкой второй промежуточной частоты.

Для обеспечения хорошей избирательности добротность не должна превышать 100. На заданной частоте сигнала добротность:

Q = f_o / 2Дf = 450*10⁶ / 50*10³ ? 9*10³ (10)

Добротность слишком большая, поэтому нужно делать преобразование частоты. Выбираем схему из трёх одиночных контуров, т.к. эта схема обеспечивает лучшую избирательность по зеркальному каналу:

S_езк = (v1 + (4f_пр/(f_с*d))² )² = 70 дБ = 3162 (11)

где f_с = 450 МГц;

d = 0,0072 ч 0,012.

Тогда

f_пр = vS_езк - 1 * f_с*d / 4 = 45,5 ч 75 МГц (12)

Стандартная наиболее подходящая f_пр = 70 МГц. Для неё добротность

Q = 70*10⁶ / 50*10³ ? 1400 (13)

Добротность слишком большая. Нужно делать второе преобразование частоты, чтобы добротность оказалась 50 ч 100.

Q = 100 = f_o / 50*10³ f_пр2 ? 5 МГц. (14)

Фирма Siward (http://www.siward.com.tw) производит фильтры для других частот преобразования, в том числе и для стандартной частоты 70 МГц, которые обеспечивают необходимую избирательность при большой добротности.

Таблица 2.1

Тип фильтра	Номинальная частота, кГц	Число полю-сов	Затухание в полосе частот	Ёмкость, пФ	Сопротивление, кОм	Операционный температурный диапазон, oC
			дБ	кГц	дБ	кГц
70S301A	70000	2	3	20	15	90	1	1,5	-20…+70
70S302A	70000	4	3	20	40	95	0,5	2,2	-20…+70
70S303A	70000	6	3	20	65	95	0,5	2,2	-20…+70
70S304A	70000	8	3	20	90	95	0,5	3	-20…+70

Проведя анализ условий выбора промежуточной частоты и с целью унификации тракта ПЧ, УПЧ и детектора приёмника и использования готовых модулей, выбираем промежуточную частоту равной 70 МГц. Заданную в техническом задании избирательность по соседнему каналу на этой частоте можно обеспечить готовым монолитным кварцевым фильтром.

Из Таблицы 2.2 наиболее подходящим для нашего диапазона частот и с необходимой полосой пропускания приёмника является фильтр 70S304A.

Расчёт ослабления по промежуточной частоте.

Расчёт проводится по рекомендациям из [2]:

x_зк = (f_зк/f_o - f_o/f_зк) / d_{э СЧ}; где d_{э СЧ} = d_{э min} = 0,012 (15)

f_зк = f_о ± 2 f_пр1 = 590 МГц (16)

x_зк = (590/450 - 450/590) / 0,012 = 45,7 (17)

f_пр1 ? 0,25* x_зк* d_{э СЧ}* f_o = 0,25*45,7*0,012*450 = 61,695 МГц (18)

Итак, в нашем случае можно обеспечить требуемую избирательность по соседнему и зеркальному каналам, применяя одно преобразование частоты со стандартной промежуточной частотой f_пр = 70 МГц.

2.4 Выбор систем избирательности по зеркальному каналу

Для обеспечения высокой избирательности по зеркальному каналу (70 дБ) и малого коэффициента шума (4) необходимо использовать УРЧ и, кроме этого, по возможности иметь высокую промежуточную частоту. Для выбора средств избирательности по зеркальному каналу рассмотрим возможные варианты избирательных систем и рассчитаем для них селективность при заданной частоте сигнала 450 МГц и f_пр = 70 МГц. Согласно расчётам (таблица 2.2.), для обеспечения избирательности по зеркальному каналу 70 дБ при выбранной промежуточной частоте 70 МГц и частоте сигнала 450 МГц необходимо иметь одноконтурную входную цепь и двухконтурный фильтр в УРЧ.

Разнос частот между соседними каналами должен быть не менее Дf_ск = П = 18 кГц; принимаем стандартное значение 25 кГц.

Таблица 2.2

Схема	Избирательность по зеркальному каналу (при fс =450 МГц; d = 0,012)
1.	_____________ Sезк = (v1 + (4fпр/(fс*d))2 )n = 1988,67 = 66 дБ где n = 2
2.	Sезк = Sе вц * Sе урч = 44319,72 = 93 дБ _______ где Sе вц = v1988,67 = 44,6 = 32,986 дБ; _______________ Sе урч= (v1+ ј*(4fпр/(fс*d))4 )n = = 993,837 = 59,946 дБ
3.	________________ Sезк= (v1+ ј*(4fпр/(fс*dэ))4 )n = 119,89 дБ где n = 2
4.	______________ Sезк = (v1 + (4fпр/(fс*dэ))2 )n = 179,84 дБ где n = 3

Из таблице 2.2 выбираем схему с одноконтурной входной цепью, УРЧ и фильтром двух связных контуров. Выбранный ранее многоконтурный фильтр 70S304A удовлетворяет этому требованию.

2.5 Расчёт коэффициента шума приёмника

Чувствительность радиоприёмника определяется как наименьшая величина электродвижущей силы сигнала в антенне, при которой возможен устойчивый приём с нормальным воспроизведением сигналов, без недопустимого искажения их помехами.

При радиоприёме в диапазоне УКВ внешние помехи малы и не играют существенной роли. Роль основных помех переходит в этом случае к внутренним флуктуационным шумам радиоприёмного устройства. Чувствительность радиоприёмника в этом случае часто характеризуют коэффициентом шума. В нашем случае коэффициент шума нам задан Ш ? 5. Рассчитаем чувствительность приёмника:

Ш_доп = Е_а² / 4кТ₀П_ш DR_А (19)

где Ш_доп - допустимый коэффициент шума,

Е_а - чувствительность приёмника; Е_а = 1 мкВ,

к - постоянная Больцмана; к = 1,38 * 10^-23 Дж,

Т₀ - стандартная температура приёмника; Т₀ = 290⁰К,

П_ш - эффективная полоса пропускания приёмника,

П_ш = 1,1 П_с = 19800 Гц,

П_с - полоса пропускания приёмника; П_с = 18000Гц,

D = 12 дБ = 15,85 - с/ш по СИНАД,

R_А = 50 Ом.

Ш_доп = 1*10^-12 / (4*1,38*10^-23*290*19800*50*15,85) = 4 (20)

2.6 Определение структуры тракта радиочастоты для обеспечения заданной чувствительности. Необходимость УРЧ

Размещено на Allbest.ru

1. Рассчитаем ориентировочный коэффициент шума без УРЧ, тогда общий коэффициент шума:

Ш = Ш_вх.у + [(Ш_пч - 1)/к_р.вхц] + [(Ш_упч - 1)/(к_р.вц* к_рпч)] / к_рф, (21)

где к_рф = 1 ([1]: к_рф = 10^-0,1*dф,

d_ф = 0,04 ч 0,08 - затухание за счёт, вращающегося соединения антенны,

к_рф = 10^-0,1*0,08 = 0,982 ? 1),

Ш_вх.у - коэффициент шума входной цепи; Ш_вх.у = 1/ к_р.вхц ? 1,2,

([1]: к_{р вхц} = В/d_э; В = 0,01; d_э = 0,012),

Ш_пч - коэффициент шума ПЧ,

Ш_упч - коэффициент шума УПЧ.

В качестве ПЧ например К174ПС1 (Ш = 8 дБ = 10 ^8/10 = 6,31), в качестве УПЧ возьмём К175УВ2А (Ш = 6 дБ = 3,98); к_рпч = 2.

Ш = 1,2 + [(6,3-1)/0,8333] + [(4 - 1)/(0,8333* 2)] / 1 = 9,36 > 4 (22)

Коэффициент шума превышает найденный в п.2.5 Ш ? 4.

2. Рассчитаем коэффициент шума с использованием в качестве УРЧ усилителя высокой частоты на микросхеме (например, К175УВ2А: Ш = 6 дБ = 4; к_урч = 25,5 дБ = 354,8)

Ш = Ш_вх.у + [(Ш_урч - 1)/к_р.вхц] + [(Ш_пч - 1)/(к_р.вц* к_урч)] / к_рф =

= (1,2 + [(4-1)/0,8333] + [(6,3 - 1)/(0,8333* 354,8)] ) = 4,82 > 4 (23)

Коэффициент шума превышает найденный в п.2.5 Ш ? 4.

Поэтому в качестве УРЧ будем использовать усилитель на полевом транзисторе, имеющем малый коэффициент шума (например, 2П347А-2, Ш = 1,6 дБ = 1,45, к_урч = 25,5 дБ = 354,8)

Ш = (1,2 + [(1,45 - 1)/0,8333] + [(6,3 - 1)/

(0,8333* 354,8)] ) = 1,76 < 4 (24)

Что удовлетворяет требованиям по чувствительности и коэффициенту шума.

На основании этого принимаем решение об использовании в приёмнике усилителя радиочастоты.

2.7 Ориентировочный расчёт коэффициентов усиления в тракте радиоприёмного устройства

Коэффициент усиления тракта ВЧ:

К_вч = U_{вх.огран} / (v2Е_с) = 10*10^-3 / 1,4142*10^-6 = 7071,07, (25)

где Е_с - чувствительность приёмника,

Е_с = Е_а = 1 мкВ,

U_{вх.огран} - входное напряжение огранич.; U_{вх.огран} ? 10 Мв.

Коэффициент передачи входной цепи (ВЦ):

К_вц = 0,5 / m_А ? 0,5/*1 = 0,5 {5₆₅} (26)

где m_А - коэффициент включения настроенной антенны; m_А = 1,

Коэффициент передачи преселектора:

К_пр.мах = К_вц * К_урчⁿ = 0,5*10 = 5; (27)

где n - количество каскадов в УРЧ, принимаем n = 1,

К_урч ? 5 ч 10 (для полевого транзистора в схеме ОИ,

Коэффициент усиления тракта ПЧ:

К_т.пч = U _{m.вх.огран} / (v2Е_с*К_пр.мах) = 10*10^-3 / (v2*1*10^-6*5) = 1414; (28)

2.8 Выбор структурной схемы

1) На основании всего вышесказанного принимаем решение о выборе структурной схемы с однократным преобразованием частоты.

2) При однократном преобразовании частоты в нашем случае можно получить высокие электрические характеристики приёмника (чувствительность 1 мкВ, селективность по соседнему и зеркальному каналам 70 дБ).

3. Расчёт принципиальной электрической схемы

3.1 Расчёт УРЧ. Расчёт АЧХ резонансного усилителя на ЭВМ

Выбираем усилитель (на полевом транзисторе) с автотрансформаторной связью с контуром (см. рис. 3.1)

Рис 3.1 Усилитель с автотрансформаторной связью с контуром

Эта схема применяется в метровом диапазоне волн, где необходимо учитывать шунтирующее действие входных и выходных сопротивлений усилительных приборов, значения которых становятся малыми, определяющими эквивалентное резонансное сопротивление контура. Неполное включение контура уменьшает шунтирующее действие со стороны усилительного прибора. Схема позволяет повысить избирательность каскада путём соответствующего подбора коэффициентов трансформации m и n, а также достичь минимум шума и максимум коэффициента усиления.

Определяем параметры контура

Общая ёмкость контура:

С_сх = С_п + С_L + m²(С_вых + С_м) + n²(С_вх2+ С_м) (29)

где С_п = 3…8 пФ - среднее значение ёмкости подстроечного конденсатора,

С_L = 3 пФ - собственная ёмкость катушки контура,

С_м = 3…5 пФ - суммарная ёмкость монтажа,

m, n - коэффициенты включения,

С_вых - выходная ёмкость,

С_вых = С_22и = 1,85 пФ для 2П347А-2,

С_вх2 - входная ёмкость следующего каскада С = 10 пФ (К174ПС1).

Так как мы не знаем m и n, то ими зададимся:

m = 0,6 (для полевого транзистора),

n = 0,3 (для биполярного транзистора в схеме с ОЭ),

С = 4 + 3 + 0,6²* (1,85 + 4) + 0,3²(10 + 4) ? 11 пФ (30)

Найдём L: f = 1 / 2рLС, откуда L = 25300 / 450² *11 = 0,011 мкГн [1].

Применяемый в УРЧ полевой транзистор 2П347А-2. Для него для дальнейшего расчёта по характеристикам на частоте 450 МГц найдём параметры:

С_11и = 1,85 пФ

g₂₂ = 0,32 мСм

С_22и = 1,85 пФ

С_12и = 0,15 пФ

Рассчитаем коэффициенты на обеспечение максимального коэффициента усиления и высокой избирательности:

m_опт = v(D-1)G_о / 2G₂₂ (31)

n_опт = v(D-1)G_о / 2G_вх2 (32)

где D = d_э / d_к = 1,2,

G_о - резонансная проводимость контура:

G_о = 1 / pQ_о = 1 / 2рf_оLQ = 1 / (2р 160*10⁶*0,09*10^-6*90,5) =

=0,123 мСм, (33)

G_вх2 = 1 мСм - проводимость нагрузки для К174ПС1,

G₂₂ = 0,32 мСм - выходная проводимость 2П347А-2.

m_опт = v(1,2 - 1)*0,123*10^-3 / 2*0,32*10^-3 = 0,2 (34)

n_опт = v(1,2 - 1)*0,123*10^-3 / 2*1*10^-3 = 0,11 (35)

Так как применение резонансного контура в УРЧ необходимо для получения частотной избирательности и повышения коэффициента усиления каскада, то при настройке нагрузки в резонанс на частоте сигнала компенсируется вредное влияние распределённой ёмкости каскада и значительно увеличивается усиление по сравнению с усилением при нерезонансной нагрузке. Выходное сопротивление усилительного каскада и входное сопротивление следующего каскада шунтируют контур, а это увеличивает его затухание, расширяет полосу пропускания и уменьшает резонансное сопротивление, что снижает коэффициент усиления каскада. Поэтому связь контура с УП и входом следующего каскада необходимо выбрать из условия допустимого увеличения затухания.

Усилительные приборы (УП) имеют внутреннюю обратную связь. У полевых транзисторов, по сравнению с биполярными, она мала. Поэтому величина связи УП с контуром влияет на устойчивость работы каскада. При сильной связи увеличивается коэффициент усиления каскада, что может привести к генерации (самовозбуждению). Следовательно, связь УП с контуром выбирается из двух условий: получения допустимого увеличения затухания контура и обеспечения устойчивой работы каскада. Полевые транзисторы имеют относительно большие входные и выходные сопротивления, но связь их с контуром выбирают относительно небольшую для выполнения условий устойчивой работы каскада.

Найдём устойчивый коэффициент усиления:

К_о.уст = v2S(1-К_у) / (2р f_с С₁₂), (36)

где К_у ? 0,8 - коэффициент устойчивости для каскадов с ОИ,

S = 15 мА/В - крутизна транзистора,

С₁₂ = 0,015 пФ - проходная ёмкость транзистора,

f_с = 450 МГц.

Необходимо выполнение условия К_о << К_о.уст.

Так как УРЧ мы используем для уменьшения коэффициента шума приёмника и, соответственно, для улучшения чувствительности, то рассчитаем коэффициенты включения в режиме оптимального рассогласования, при котором коэффициент шума минимален:

m²G_вых = n²G_вх (37)

m_опт = v G_э-G_к / 2G_вых (38)

n_опт = v G_э-G_к / 2G_вх (39)

Размещено на Allbest.ru

где G_э = 1 / pQ_э = 1 / 2рf_сLQ_э = 0,123 мСм - эквивалентная проводимость контура,

G_к = 1/pQ_к = 1/2рf_сLQ_к = 0,11 мСм - конструктивная проводимость контура,

1Q_к=100 - конструктивная добротность,

G_вых = G_22и = 0,32 мСм,

G_вх = 1 мСм (К174ПС1)

m_опт = v(0,123*10^-3-0,11*10^-3) / (2*0,32*10^-3) = 0,15 (40)

n_опт = v(0,123*10^-3- 0,11*10^-3) / (2*1*10^-3) = 0,08 (41)

Считаем, что контур в УРЧ такой же, как и во входной цепи: Принимаем значения коэффициентов включения m = 0,2; n = 0,1.

Резонансный коэффициент усиления по напряжению:

К_о = m n S / G_э (42)

где S = 15 мА/В - крутизна транзистора,

G_э = m²G₂₂ + G_к + n²G_н =

= 0,2²*0,32*10^-3 + 0,11*10^-3 +0,1²*1*10^-3 = 0,133*10^-3 (43)

G_о = 0,123*10^-3 См

G₂₂ = 0,32*10^-3 См

G_н = 1*10^-3 См

К_о = 0,2*0,1*15*10^-3 / 0,133*10^-3 = 2,3 (44)

Условие К_о << К_о.уст выполняется, т.е. каскад будет устойчив.

Эквивалентная добротность контура

Q_э = 1 / р_эG_э = R_э / р_э = 90,5 (45)

где р_э = 90,6 Ом - характеристическое сопротивление контура,

G_э = 0,133*10^-3 См,

Полоса пропускания контура

ДП = f_о / Q_э = 450*10⁶/ 90,5 = 4.972 МГц (46)

Избирательность усилителя:

1. По зеркальному каналу:

S_езк = v1 + у² = v1 + 49.63² ? 49.64 (47)

где у = Q_э(f_зк/f_о - f_о/f_зк) = 49,63,

f_зк = f_о + 2 f_пч = 450*10⁶ + 2*70*10⁶ = 590 МГц (48)

Q_э ? 90,5

2. Ослабление помехи по промежуточной частоте:

S_епч = v1 + у² ? 567.708, (49)

где у = Q_э(f_пч/f_о - f_о/f_пч),

f_пч = 70 МГц,

f_о = 450 МГц,

Q_э ? 90,5.

3. Ослабление по комбинационным помехам:

S_езк = v1 + у² ? 38.251, (50)

где у = Q_э(f_с/f_о - f_о/f_с) = 38.238,

f_г = f_с + f_пч = 450 + 70 = 520 МГц,

f_о = f_г + 0,5f_пч = 520 +0,5*70 = 555 МГц,

f_с = 450 МГц Q_э ? 90,5.

Коэффициент шума резонансного усилителя совместно со входной цепью

Рассогласование на входе РПУ может оказаться нежелательным при работе с настроенными антеннами. Обычно при работе с настроенными антеннами стараются согласовать антенну с входом приёмника. Условие согласования определяется соотношением:

G_г' = G_к' + G_вх (51)

Коэффициент шума входной цепи и первого каскада на полевом транзисторе, включённом по схеме ОИ:

Ш = 1 + G_к'/G_г' + t_вх*G_вх/G_г' + R_ш/G_г' *(G_г' + G_к' + G_вх)² (52)

где G_к' = G_к / n² = 11,062*10^-5 / 0,1² = 11,062 мСм,

G_г' = G_г m²/n² = G_к' + G_вх = 12,062 мСм,

G_вх = 1 мСм (К174ПС1),

t_вх = 1 (т.к. усилитель на ПТ),

R_ш = 0,6 ч 0,75 / S = 40 ч 50 Ом - шумовое сопротивление полевого транзистора

S = 15 мА/В - крутизна транзистора,

Ш = 1 + 11,062/12,062 +1*1/12,062 +

+ 45*((12,062+11,062+1)*10^-3)² / (12,062*10^-3) = 4.

Выходное напряжение УРЧ:

Так как коэффициент усиления усилителя К_о = 2,3, то

U_{вых.урч} = Е_сК_оК_вц = 1*10^-6*2,3*4,53 = 10,42 мкВ, (53)

где К_вц = 4,53 - коэффициент усиления входной цепи по напряжению.

Расчёт элементов схемы

Рис. 3.2 Элементы схемы

Транзистор VT1 - 2П347А-2 имеет следующие электрические параметры:

С_вх = 1,85 пФ S = 15 мА/В Рекомендуемые параметры для УРЧ:

Р_мах = 200 мВт U_с.и = 14 В U_з.о = 0,1 В,

U_зи.мах = 5 В I_с = 0,7 мА I_с.о = 0,34 мА,

U_зс.мах = 16 В С_вых = 1,85 пФ U_с = 8 В,

I_о.мах = 25 мА К_ур = 25,5 дБ,

U_зи.отс = 0,1…3 В.

Рассчитаем элементы схемы:

R₁ ? (10 ч 20) R_о, (54)

где R_о = pQ_о = 2р f_о LQ = 10 кОм,

R_о - резонансное сопротивление контура,

R₁ ? 20*10000 Ом = 200 кОм,

R₃ = |U_зо| / I_со = 0,1 / 0,34*10^-3 = 300 Ом,

С₂ ? (20 ч 50)С_вх = (20 ч 50)*1,85 = 37 ч 92 пФ.

Примем среднее значение: С₂ ? 68 пФ)

С₁ = С₅ = 3 ч 8 пФ

L₁ = L₂ = 0,1 мкГн

С₄ = (10 ч 20)/(f_оR₃) = 20 / (450*10⁶*300) = 148 пФ

R₄ = R_ф = (Е_с-U_с)/I_со = 9-8 / 0,34*10^-3 = 3 кОм

С₆ ? С_ф = (100 ч 200)/(щR₄) = 200/(2рfR₄)

Возьмём С₆ = 820 пФ

3.2 Расчёт ПЧ

Выбранный двойной балансный преобразователь частоты на микросхеме К174ПС1 применяется до 600 МГц и предназначен для преобразования частот УКВ диапазона в радиоприёмной и связной аппаратуре. На рис.3.3 изображена типовая схема включения:

Рис. 3.3

Элементы L₁, C₁ выбирают в зависимости от промежуточной частоты. Резисторы R₁, R₂ в схеме необязательны, их устанавливают, чтобы увеличить крутизну преобразования.

Электрические параметры микросхемы:

Ток потребления I_пот ? 2,5 мА

Крутизна преобразования S_пр ? 4,5 мА/В

Коэффициент шума К_ш ? 8 дБ

Верхняя граничная частота входного и опорного напряжения f_гр ? 600 МГц

R_вх = 1 кОм - входное сопротивление;

R_вых = 1 кОм - выходное сопротивление;

С_вх = 100 пФ - входная ёмкость;

С_вых = 50 пФ - выходная ёмкость.

Предельные эксплуатационные параметры:

Ток потребления I_пот ? 4,5 мА

Напряжение питания U_ип:

минимальное 4 В

максимальное 15 В

Входное U_вх и опорное U_оп напряжения не более 1 В

Применение микросхемы К174ПС1[12].

Используем микросхему по схеме на рис. 3.4:

Рис.3.4

Конденсаторы С₁, С₅ разделительные, цепочка R₁С₃R₂, как было сказано выше, используется для увеличения крутизны преобразования. Контур L₁С₄ настраивается на промежуточную частоту 21,4 МГц. Фильтр, выбранный ранее, кварцевый (ZQ₁) 21S304A, настроенный на частоту 21,4 МГц имеет полосу пропускания 15 кГц на уровне 3 дБ.

R_вх = R_вых ? 1 кОм (55)

Рассчитаем контур L₁С₄ и коэффициент связи с фильтром ZQ₁:

1). Определяем параметр С:

С = С_п + С_L + n²(С_вых + С_м) + m ²(С_вх+ С_м) (56)

где С_L - собственная ёмкость катушки L₁ ? 4 пФ

С_п - ёмкость конденсатора С₄ принимаем ? 5 пФ

С_м ? 3 пФ - ёмкость монтажа

m, n - коэффициенты связи

С_вых (К174ПС1) ? 50 пФ

С_вх (ZQ₁) ? 1 пФ

Так как мы не знаем коэффициенты m и n, то ими зададимся: m = 1, n ? 0,2.

Тогда С = 4 + 5 + 0,04*(50 + 3) + 1*(1 + 3) = 15 пФ.

Найдём L₁ = 1 / (2рf²С) = 25300 / (21,4*10⁶)*15*10^-12 = 3,7 мкГн

Берём стандартный L = 3,9 ± 10%.

Полоса пропускания

Полоса пропускания согласующего контура L₁С₄ должна быть в 3…5 раз шире полосы фильтра ZQ₁, чтобы не создавать искажений в полосе пропускания фильтра ZQ₁.

Для нормальной работы контура эквивалентная добротность должна быть Q_э ? 100 - добротность большинства микросхем.

Примем: Q_э = 100, Q_о = 200, т.е. d_э/d_о = 2.

Коэффициенты m и n

Рассчитаем коэффициенты включения m и n и максимум коэффициента передачи при заданной полосе, т.е.

m²g_вых.пч + g_о = n²g_вх.ф - условие согласования фильтров

g_э = g_о + m²g_вых.пч + n²g_вх.ф = 2n²g_вх.ф - условие заданной полосы