Расчет УПЧ с двухконтурным полосовым фильтром

Усилители промежуточной частоты (УПЧ) работают на постоянной частоте f_ПЧ. Они могут быть апериодическими и резонансными. Расчет таких усилителей принципиально не отличается от расчета апериодических и резонансных усилителей радиочастоты.

Наиболее широкое распространение получили УПЧ с двухконтурными полосовыми фильтрами и УПЧ с фильтром сосредоточенной селекции.

Произведем расчет однокаскадного УПЧ с двухконтурным фильтром. Предполагается наличие еще одного двухконтурного фильтра на входе УПЧ, т.е. m = 2 (число полосовых фильтров (рис. 2.5)).

Рис. 2.5

Исходные данные:

номинальная промежуточная частота f_ПЧ = 128 кГц;

полоса пропускания 2ΔF = 6 кГц;

коэффициент частотных искажений М = 1,2;

требуемый коэффициент усиления УПЧ К = 17;

требуемая избирательность по соседнему каналу δ_СК = 20 дБ;

число двухконтурных фильтров m = 2;

напряжение источника питания Е_П = 12 В.

Расчет производим следующим образом:

Выбор транзистора производим при выполнении условия:

f_Y21 > (2….3)f_ПЧ = 3 · 128 = 384 кГц,

где f_Y21 = f_ИЗ · h_11Б / r_Б (или из справочника f_h21Э).

Активное сопротивление перехода базы определяется из выражения:

,

где - постоянная времени цепи обратной связи;

С_К – емкость коллектора;

– для сплавных транзисторов;

– для сплавно-диффузионных транзисторов;

– для мезатранзисторов.

Выбираем германиевый сплавно-диффузионный p-n-p транзистор ГТ-309А, имеющий следующие параметры:

С_К = 10 пФ;

U_К = 5 В;

пС;

I_Э = 5 мА;

на f = 10МГц;

h_22Б = 5 мкОм;

h_11Б = 38 Ом.

Так как f_Y21Э > 384 кГц, выбор транзистора считаем правильным.

Определяем эквивалентную добротность контуров фильтра из условия получения заданной полосы 2ΔF = 6 кГц на уровне отсчета полосы У = 0,9. Выбираем значение параметра связи А = 0,9 – 1,1 (связь близка к критичной) А = 1,1 и, используя график рис. 2.6, находим значение обобщенной расстройки Х = 1,1. По найденному значению рассчитываем эквивалентную добротность:

.

Рис. 2.6

Проверяем возможность получения заданной избирательности по соседнему каналу:

,

где .

Значение обобщенной расстройки по соседнему каналу:

.

Следовательно, заданного.

Если значение меньше заданного, то параметр А следует увеличить и найти новое значение Q_Э.

Определяем конструктивную добротность контура:

.

Для дальнейших расчетов произведем перерасчет h параметров в У параметры для транзистора ГТ-309А:

;

;

;

.

Определяем характеристическое сопротивление контура фильтра:

.

Вычисляем эквивалентное резонансное сопротивление контура:

.

Рассчитываем коэффициент включения контура ко входу транзистора P₂, считая, что P₁ = 1:

.

Находим коэффициент усиления каскада:

.

Определяем допустимый коэффициент усиления одного каскада из условий устойчивости:

.

Рассчитываем элементы контура:

;

.

Определяем элементы связи между контурами:

а) коэффициент связи

;

б) коэффициент взаимоиндукции при индуктивной связи

.

Расчет элементов температурной стабилизации рабочей точки каскада двухконтурного усилителя:

а) рассчитываем сопротивление резистора в цепи эмиттера R₃, приняв I_К0 ≈ I_Э:

,

где ; .

Выбираем по ГОСТ R₃ = 470 Ом типа МЛТ-0,125.

б) определяем сопротивление резистора R₁ в цепи делителя:

,

где S – коэффициент температурной нестабильности.

При этом задаемся S = 3 ÷ 5 и напряжением на резисторе R₂:

.

.

Выбираем по ГОСТ R₁ = 7,5 кОм типа МЛТ-0,125.

в) находим сопротивление резистора R₂:

.

Выбираем по ГОСТ R₂ = 1,8 кОм типа МЛТ-0,125.

г) определяем емкость блокировочного конденсатора:

.

Выбираем по ГОСТ С₃ = 0,33 мкФ типа К50-6 на напряжение 20 В.

Дата добавления: 2015-09-03