Расчет первого усилителя промежуточной частоты

В качестве УПЧ1 выбираю широкополосный каскад на ОУ с ПАВ фильтром в нагрузке для обеспечения требуемой по ТЗ селективности проектируемого приемника. В качестве усилительных элементов выбираю две микросхемы AD603AR. Необходимые расчеты проведены в среде MathCad 15

Определяю полосу пропускания ПАВ фильтра в нагрузке

 

Δf= f₀/Q (2.1)

Δf= 60×10⁶/40= 1.5×10⁶ Гц

На рисунке. 2.4 привожу схему широкополосного усилителя, собранную в программной среде Multisim 13.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РТФ КП.468730.024 ПЗ

Рисунок 2.4 – широкополосный усилитель без ПАВ фильтра в нагрузке

 

С помощью измерительного прибора- плоттера Боде снимаю АЧХ усилителя

 

Рисунок 2.5- АЧХ широкополосного усилителя без ПАВ фильтра в нагрузке

С помощью программной среды «Расчет ПАВ фильтров» проектирую фильтр с необходимыми мне параметрами.

 

В окно «Параметры ПАВ фильтра» ввожу необходимые для расчета данные

Рисунок 2.6 – окно с вводом данных для расчёта фильтра

 

После ввода необходимых данных, запускаю проектирование

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РТФ КП.468730.024 ПЗ

структуры ПАВ фильтра. Структура полученного ПАВ фильтра привожу на рисунок.2.7

 

Рисунок 2.7- топология ПАВ фильтра

 

В конце проектирования УПЧ1 привожу АЧХ широкополосного усилителя с ПАВ фильтром в нагрузке

Рисунок 2.8- АЧХ спроектированного УПЧ1

 

Анализируя АЧХ, ясно, что подавление зеркальной частоты в блоке УПЧ1 осуществляется на 35 дБ, что полностью удовлетворяет требования ТЗ по подавлению зеркальной помехи.

Усиление сигнала в блоке УПЧ 1 с двумя каскадами составляет 60 дБДля обеспечения необходимого уровня сигнала на входе АЦП добавлю еще один каскад. С тремя каскадами усиление, обеспечиваемое УПЧ1 составит порядка 75 дБ. Принципиальную схему УПЧ1 привожу в приложении В

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РТФ КП.468730.024 ПЗ

3. Система АРУ

Автоматическая регулировка необходима для обеспечения приема при быстро изменяющихся условиях, когда оператор не может действовать с достаточной быстротой и точностью, пользуясь ручными регуляторами. Кроме того, автоматизация позволяет упростить функции оператора либо вовсе исключить необходимость обслуживания приемной аппаратуры [19].

Функции регулировок усложняются, когда требуется обеспечить прием сложных сигналов при меняющихся условиях распространения и в сложной шумовой обстановке.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РТФ КП.468730.024 ПЗ

Системой АРУ будет охвачен блок УПЧ1, т.к. сигнал на входе и выходе блока будет уже значителен по уровню. К широкополосному усилителю УПЧ1 подключаю систему АРУ и собираю схему в программной среде Multisim 13(рис. 3.1).

На вход схемы подаются два сигнала – заданная частота и генератор импульсов.

 

Рисунок3.1 – Схема АРУ на широкополосном усилителе УПЧ1

 

Определяю амплитуду входного сигнала и его уровень. Согласно ГОСТ 5651-89, для приемника первого класса изменение уровня сигнала на входе должно составлять 46 дБ, а изменение уровня сигнала на выходе не более 10 дБ [20]. Сентезатор частот

Согласно техническому заданию, необходимо при автоматической регулировке обеспечить глубину – 10 дБ.

Определю глубину автоматической регулировки, для этого на генераторе импульсов задам область изменения сигнала (46 дБ). На рисунок.3.2 привожу осциллограмму входного сигнала

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РТФ КП.468730.024 ПЗ

Рисунок 3.2- осциллограмма входного сигнала

 

Из осциллограммы видно:

Уровни изменений входного сигнала:

U_{m max} = 9,73 мВ;

U_{m min} = 49 мкВ.

Изменение сигнала на входе составляет 46 дБ

Снимаю осциллограмму выходного сигнала и привожу ее на рисунок. 3.3

Рисунок 3.3- осциллограмма выходного сигнала

Определяю изменение уровня сигнала на выходе:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РТФ КП.468730.024 ПЗ

U_{вых min}= 1,775 мВ

U_{вых max}= 2,642 мВ

K= U_{вых max} / U_{вых min} (3.1)

 

K= 2,642/1,1775= 1.49 раз

 

Полученную величину перевожу в децибелы = 3,46 дБ

 

В проектируемом радиоприемнике предусмотрена ручная регулировка усиления. Ручная регулировка будет обеспечена в сигнальном процессоре на программном уровне. Из паспортных данных чипа1288ХК1Т (MF-01) известно, что регулировка уровня сигнала в каждом каскаде фильтра осуществляется с шагом 6 дБ, а максимальное количество каскадов фильтра – порядка 10 (в зависимости от разрядности). Следовательно, на данном чипе возможно обеспечить максимальную глубину регулировки порядка 60 дБ. По ТЗ глубина ручной регулировки составляет 50 дБ (см. табл2.1). В итоге мы имеем запас по глубине ручной регулировки в 10 дБ.

 

Таблица 2.1 – ГОСТ 5651-89: Действие АРУ

Наименование параметра	Норма для аппаратов группы сложности
Действие автоматической регулировки усиления: изменение уровня сигнала на входе, дБ изменение уровня сигнала на выходе, дБ, не более