Курсовая: Радиовещательный приёмник - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Радиовещательный приёмник

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 371 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

55 55 Министерство образования Российской Федерации ГОУ ВПО УГТУ - УПИ Кафедра РЭИС Оценка ___________ Радиовещательный приёмник ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому п роекту по курсу УПО С Екатеринбург 200 7 ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ Спроектировать радиовещательный приёмник КВ-диапазона амплитудно-модулированных сигналов. Настройка приемника плавная и выполняется оператором по принимаемому сигналу. В приемнике должна быть предусмотрена система автоматической регулировки усиления. Чувствительность приемника задана в предположении, что единственный помехой является собственный шум приемника. Параметры устройства: 1. Частота сигнала f c =9.5-12.1 МГц 2. Относительная нестабильность частоты принимаемых сигналов В = 3. Частота модуляции F =0.1-6.5 кГц 4. Коэффициент модуляции m =0.8 5. Отношение сигнал/шум на входе приемника г =20 дБ 6. Чувствительность приемника Е а =50 мкВ 7. Допустимый коэффициент гармоник н =3 % 8. Допустимый коэффициент амплитудно-частотных искажений M = 6 дБ 9. Расстройка соседнего канала Дf c =10 кГц 10. Ослабление соседнего канала S ск =35 дБ 11. Ослабление зеркального канала S зк =20 дБ 12. Ослабление по промежуточной частоте S пч =35 дБ 12. Диапазон действия АРУ А/В=32/12 дБ 13. Выходная мощность приемника Р вых =0.05 Вт СОДЕРЖАНИЕ Техническое задание Содержание Ведение Выбор и обоснование струк турной схемы радиоприемника Предварительный расчет по лосы пропускания Выбор средств обеспечения избирательности приемника Расчет входной цепи прием ника Выбор распределения усиления по линейному тракту приемн ика Расчёт УР Ч Выбор схемного решения РП рУ и расчет УВЧ Выбор фильтра сосредоточе нной селекции Выбор и расчет схемы демо дулятора Выбор и расчет схемы АРУ Выбор схемы УНЧ Технико-экономическое обо снование проекта Список используемой литер атуры Заключение Приложение 1 Приложен ие 2 Приложение 3 ВВЕДЕНИЕ Коротковолновое радиолюбительство привлекает самых разных по возрасту, образованию и характеру людей. Радиолюбители через эфир могут связаться со всеми континентами, островами и странами: с жаркой Сахарой и ледяной Антарктидой, шумной Бразилией и древней Индией. Радиолюбительство — это и спорт, входящий в Единую спортивную классификацию, увлекательные соревнования как всесоюзные, так и международные. И как награда труду и та ланту — значок разрядника, мастера спорта СССР или даже медаль чемпиона! Первая официально зарегистрированная советская любительская радиостан ция вышла в эфир в январе 1925 г. Она была сделана Ф. Л о бовым и В. Петровым и имела позывной сигнал Р1ФЛ (Россия, первая, Федор Лбов). Через несколько лет число радиостанций измерялось уже десятками, а затем и сотнями. Бурное развитие радиолюбительства началось после второй мировой войны, и вскоре чис ло наших любительских радиостанций измерялось уже тысячами. Обычно начинающие коротковолновики проходят необходимую подготовку в радиоклубах, на коллективных радиостанциях и приемных центрах. Коротко волновиков подразделяют на две большие группы: тех, кто может только прини мать любительские радиостанции (наблюдатели), и тех, кто имеет передать чик и ведет. Д вусторонние связи. Оформление документов для получения разреше ния на приемно-передающую радиостанцию проводится после сдачи экзамена по радиотехнике и технике безопасности через областные радиошколы ДОСААФ. Вначале выдают разрешение на постройку передающей аппаратуры, а когда она Построена или приобретена — разрешение на работу в эфире, и присваивают позывной сигнал (разрешение действительно в течение года и должно продле ваться ежегодно). Позывной сигнал радиостанции — это второе имя коротковолновика. Все позывные состоят из латинских букв и цифр, причем в мире нет двух одинаковых позывных. Позывной начинается с букв или цифр, обозначающих страну. Эти бук вы и цифры выделены каждой стране на основе международных соглашений. На пример, Советскому Союзу выделены буквы U ( Union ) и R (Р ussi а), Франции — F , Чехословакии — ОК. и т. д. В состав позывного сигнала входят и цифры или буквы, соответствующие территориальному или административному делений) данной страны. Первая часть позывного, одинаковая для всех радиолюбителей данного района, называется префиксом. Далее в позывном идет суффикс — две или три буквы. В СССР по первой букве суффикса можно определить также и область, в которой расположена радиостанция. Последние две буквы выдаются в алфавитном поряд ке: А А , А В , АС и т. д. Например, по позывному UK 10АА можно определить, что это советская коллективная радиостанция, расположенная на Северо-Запа де СССР, в Архангельской области, которой присвоена буква О. Советским радиолюбителям разрешено работать в следующих коротковол новых диапазонах частот: 1850— 1950 ^Гц (160 м), 3500— 3650 кГц (80 м), 7000— 7100 кГц (40 м), 14 000^-14,350 кГц (20 ж), 21 000— 21 450 кГц (15м) и 28 001^— 29 700 кГц (10 м). Эти диапазоны совпадают с общепринятыми ео всем мире любительскими диапазонами или входят в них. Диапазоны 80 и 40 м используют радиолюбители совместно с другими радиослужбами, остальные диа пазоны выделены в исключительное Пользование радиолюбителям. Коллективные и индивидуальные любительские радиостанции делят на четыре категории. Радиостанции 11, III и IV категорий имеют ограничения, по мощно сти, диапазонам и виду излучения Работу в эфире радиолюбитель обычно начи нает с радиостанции IV категории. Категория радиостанции соответствует квалификации оператора, поэтому он может, совершенствуя свои знания и набираясь опыта, получить более высокую категорию. Рабочие частоты., мощность и вид излучения любительских К.В радиостанций в зависимости от категории . Основные задачи, решаемые при проектировании радиоприемников Радиоприемники военного назначения, как правило, представ ляют собой составную часть комплексов радиотехнических средств, предназначенных для управления войсками, обеспечения боевых действий различных видов боевой техники, для проведения испы таний боевой техники в полигонных условиях и т. п. Основными радиотехническими комплексами военного назначе ния являются линии (системы или сети) радиосвязи, линии (или системы) радиоуправления, линии (или системы) передачи теле метрической информации, навигационные радиотехнические системы, радиолокационные станции (или комплексы совместно рабо тающих радиолокационных станций), радиотехнические системы контроля траекторий кораблей, самолетов, космических аппаратов и т. п. Поэтому основные характеристики радиотехнического устрой ства и его составной части радиоприёмника определяется це левым назначением того радиотехнического комплекса в который . В большинстве случаев создание радиотехнических комплексов включает в себя следующие основные этапы: — эскизное проектирование; — техническое проектирование; — изготовление опытного образца аппаратуры; — испытание опытного образца аппаратуры в полигонных или в боевых условиях; — составление тактико-технических требований (ТТТ) и тех нической документации на серийный образец аппаратуры; — изготовление серийных образцов аппаратуры с контролем ее качества представителями военной приемки. Эскизное проектирование выполняется на основе предваритель ных тактико-технических требований заказчика, определяющих назначение и желаемые характеристики всего радиотехнического комплекса. При этом расчетным, а при необходимости и экспериментальным путем проверяется возможность обеспечения ТТТ. Если отдельные характеристики ТТТ не могут быть выполне ны на данном уровне развития техники, то формулируются наибо лее приемлемые для заказчика варианты ТТТ к комплексу, кото рые могут быть реализованы с учетом перспектив развития тех ники за время до начала производства серийных образцов. Заканчивается этот этап защитой эскизного проекта в присут ствии представителей заказчика и определением основного варианта ТТТ для следующего этапа — технического проектиро вания. При техническом проектировании на основе уточненных в эскизном проектировании ТТТ создается полный (технический) проект комплекса с выполнением всех необходимых расчетных и экспериментальных работ, на основе которых разрабатывается необходимая для изготовления опытного образца техническая до кументация: принципиальные и монтажные схемы, чертежи узлов, блоков и отдельных элементов системы, а также составляются ре комендации по его эксплуатации. В дальнейшем, после изготовления и испытания опытного образца, заказчиком формулируются окончательные ТТТ на комплекс, а исполнителем, кроме того, составляются техническое описание и правила эксплуатации комплекса, подлежащего серийному из готовлению. С целью экономии времени в последние годы первые три этапа выполняют не последовательно, а с определенным перекрытием по времени начала последующего и конца предыдущего этапов. Так, эскизное проектирование рассматривается как составная часть технического. В ряде случаев первые четыре этапа выполняются также с ука занным перекрытием сроков. Такие работы принято называть опытно-конструкторскими разработками (ОКР). При их выполне и предварительные ТТТ заказчика могут уточняться и изменять ся на основе выполненных расчетов и экспериментальных про верок . Характеристики радиоприемника могут уточняться и изменять ся в процессе выполнения отдельных этапов проектирования всего радиотехнического комплекса, на пример после защиты эскизного проекта. Но они, естественно, не могут задаваться произвольно, поскольку существуют факторы, определяющие предел улучшения отдельных характеристик приемника. Так, внешние помехи и собственные шумы ограничивают достижимую чувствительность при емника, применяемые в приемнике электронные приборы опреде ляют его динамический диапазон и т. п. Кроме того, отдельные характеристики радиоприемника взаимосвязаны. Поэтому улучшение одной характеристики может быть причиной ухудшения другой. Так, повышение избирательности тре бует применения резонансных систем с достаточно узкими резо нансными кривыми, обладающими крутым спадом боковых ветвей, что неизбежно способствует увеличению уровня частотных и осо бенно фазовых искажений. Расширение диапазона рабочих частот приемника ухудшает постоянство чувствительности и избиратель ности по диапазону. В процессе технического проектирования по сформулирован ным основным характеристикам приемника выбирается тип его блок-схемы и выполняется ее расчет. На основе этого находится оптимальный вариант блок-схемы, обеспечивающий необходимые электрические характеристики приемника при наименьших затра тах на производство и эксплуатацию всей системы. При расчете блок-схемы выбираются электронные приборы, из бирательные системы, число каскадов и их схемы, обеспечиваю щие нужные эксплуатационные и экономические характеристики. После расчета блок-схемы приступают к окончательному вы бору схем, расчету элементов отдельных каскадов и обоснованию конструктивного оформлений приемника. В настоящей книге рассматриваются лишь вопросы, связанные с техническим проектированием радиоприемников, т. е. с выбором и расчетом блок-схемы и расчетом отдельных каскадов. Требуе мые характеристики приемника полагаются заданными с учетом приведенных ниже формулировок. Характеристики оконечного аппарата радиоприемного устройства Для выбора и расчета блок-схемы радиоприемника необходи мо знать те характеристики оконечного аппарата, которые опре деляют основные параметры выходного сигнала приемника. С дру гой стороны, характер выходного сигнала определяется назначе нием радиолинии, для которой приемник проектируется, и видом модуляции принимаемого сигнала, определяющим передаваемую информацию. В большинстве случаев выходной сигнал приемника представляет собой: низкочастотное напряжение со спектром в диа пазоне звуковых или гиперзвуковых частот; импульсное напряже ние с заданной формой импульсов, их длительностью и интерва лами между соседними импульсами; синусоидальное напряжение с фиксированной или переменной частотой, изменяющейся по из вестному закону, и т. п. С учетом сказанного для выбора и расчета блок-схемы радио приемника необходимо знать следующие характеристики оконеч ного аппарата. 1. Мощность или напряжение входного сигнала (мощ ность или напряжение выходного сигнала приемника). Величину и характер входного сопротивления Z 0а (при не обходимости частотные зависимости активной R 0а и реактивной Х 0а составляющих). 1. Отношение сигнал/шум, необходимое на входе оконечного аппарата для его нормальной работы. Это отношение задают либо по напряжению, либо по мощности. Во многих современных радиоприемных устройствах военного назначения с целью повышения их чувствительности и помехоза щищенности производят специальную обработку сигнала в низко частотных цепях приемника. Наличие таких устройств позволяет, как правило, снижать необходимое на выходе детектора отноше ние сигнал/шум. Поэтому в некоторых случаях при формулирова ний основных методик выбора и расчета блок-схем приемников различного назначения, можно относить указанные системы обра ботки низкочастотного сигнала к оконечному аппарату. Но при описании особенностей выбора и расчета блок-схем приемников специального назначения наличие систем обработки сигналов в низкочастотном тракте будет учитываться, и описываться в соот ветствующих главах. Характеристики принимаемых сигналов, помех в месте приема и приемной антенны. Для выбора и расчета блок-схемы радиоприемника необходимо знать перечисленные ниже параметры принимаемых сигналов, а также характеристики приемной антенны *, с которой должен работать приемник: 1. Диапазон возможных значений несущих частот сигналов, которые должен принимать приемник, т. е. диапазон рабочих ча стот радиоприемника. Если в общем, диапазоне частот имеются нерабочие участки, их границы должны быть четко определены. 2. Относительная нестабильность несущей частоты принимае мого сигнала. 3. Характер модуляции принимаемых сигналов и ее основные параметры. Так, для амплитудно-модулированных сигналов (АМС) зада ются: минимальная и максимальная частоты модуля ции, а также среднее и максимальное значения коэффи циента модуляции. Для сигналов с однополосной амплитудной мо дуляцией задается уровень подавления несущей. Выбор типа приемной антенны и определение ее основных характеристик производят при эскизном проектировании всего радиотехнического комплекса, для которого предназначен радиоприемник. Для частотно-модулированных сигналов (ЧМС) определяются: минимальная и максимальная частоты модуляции, мак симальное значение девиации частоты или индекса модуляции При импульсной модуляции задаются: форма импульса, минимальная длительность импульса на заданном уровне отсчета, период следования импульсов Т и изменения параметров импуль сов за счет модуляции (изменение длительности при модуляции по длительности (ДИМ), временного положения при временной импульсной модуляции (ВИМ) или структуры кодовых групп для кодово-импульсной модуляции (КИМ). Для непрерывных сигналов, используемых при измерении ра диальной скорости движения объектов, несущих радиопередающее или радиоприемное устройство, задается диапазон доплеровских частот, который определяется возможным изме нением частоты принимаемого сигнала за счет движения объекта. Диапазон возможных доплеровских частот задается для всех случаев, когда в процессе эксплуатации имеет место движение _П диопередающего устройства относительно радиоприемного устрой ства или наоборот. Для сигналов многоканальных линий связи и телеметрии кроме вышеуказанного обычно задается: а) число каналов; б) интер вал частот между соседними поднесущими (при частотном разделении каналов и амплитудной модуляции), а также пара метры первичной и вторичной модуляции (аналогичные отмечен ным выше для АМС и ЧМС); в) интервал времени между сосед ними канальными импульсами (при временном разделении каналов); г) характер и параметры синхронизирующего сигнала, который должен управлять коммутирующим устройством в цепях разделения отдельных составляющих выходного сигнала прием _П_т . 4. Минимальная и максимальная напряженность (или соответственно плотности энергии электромаг нитного поля принимаемых сигналов в месте расположения прием ной антенны. 5. Вид помехи (шумовая, хаотическая последовательность им пульсов, атмосферная, промышленная, немодулированная несу щая и т. п.). 6. Напряженность поля внешних помех (или плотность по тока помехи), отнесенная к единице полосы. 7 Зависимости величин активной и реактивной состав ляющих выходного сопротивления, коэффициента полезного дей ствия , действующей высоты (или эффективной площади) приемной антенны от частоты во всем диапазоне рабочих частот приемника. 8. Зависимость шумовой температуры антенны от частоты для всего диапазона частот. Основные электрические характеристики радиоприемника Для расчета блок-схемы радиоприемника необходимо знать его основные электрические характеристики. Эти характеристики в большинстве случаев задаются следующим образом: 1. Диапазон рабочих частот радиоприемника определяется диа пазоном, в пределах которого заключены несущие частоты сигна лов, подлежащих приему. 2. Реальная чувствительность радиоприемника в диапазонах длинных, средних, коротких и метровых волн обычно задается величиной минимальной э. д. с. С игнала в приемной антенне (при испытаниях — в ее эквиваленте) , которая обеспечивает нор мальную выходную мощность приемника при требуемом превыше ния сигнала над собственными шумами на выходе радиоприемни ка . В диапазонах дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн реальную чувствительность приемника принято задавать ми нимальной мощностью сигнала Р СА в антенне (ее эквиваленте), обеспечивающей нормальную выходную мощность приемника при заданном отношении мощности сигнала к мощности собственных шумов на выходе радиоприемника В отдельных случаях технического проектирования (например, для радиоастрономических систем) бывает необходимо рассчитать приемник, обеспечивающий максимально осуществимую чувстви тельность. При такой формулировке обычно оговариваются некоторые производственно-эксплуатационные характеристики: макси мально допустимые стоимость, размеры, вес, мощность источников питания и т. п. 3. Избирательность радиоприемника задается ослаблением со седнего канала при заданной расстройке и требуемыми ослаблениями главных побочных каналов в супергетеродинных приемниках: зеркального и по промежуточной частоте. 4. Динамический диапазон радиоприемника Д определяется от ношением максимального и минимального уровней подлежащих приему сигналов. 5. Уровень допустимых искажений сигнала, как правило, за дается численными критериями отдельно для каждого вида иска жений , хотя уровни отдельных видов искажений взаимосвязаны. 6. Так, амплитудно-частотные и фазочастотные искажения в высоко-ш умовая температура антенны зависит от ее направленных свойств, коэффициента полезного действия, температуры антенны и ориентации ее в про странстве. Методики ее расчета описаны в учебных пособиях по курсу «Радио приемные устройства» частотном тракте приемника определяются формой амплитудно- частотной (резонансная кривая) и фазочастотных характеристик, которые жестко связаны. Амплитудно-частотные искажения оцениваются допустимой ве личиной коэффициентов частотных искажений: Для минимальной модулирующих частот принимаемых сиг налов (для верхней или для нижней граничных частот по лосы пропускания низкочастотного тракта приемника). В приведенных формулах максимальный коэффициент усиления приемника при средней частоте модуляции сигнала; коэффициенты усиления приемника при макси мальной и минимальной частотах модуляции. Фазочастотные искажения можно задавать коэффициентом допустимого относительного изменения крутизны фазовой характе ристики Нелинейные искажения определяются максимально допустимым коэффициентом гармоник для приемника в целом. 6. Требования к регуляторам обычно определяются к каждому конкретно. Качество работы ручного регулятора усиления (РРУ) обычно задается диапазоном изменения коэффициента усиления высоко частотного или низкочастотного трактов приемника. Его величина обычно задается в децибелах. Ручной регулятор полосы пропускания (РРП) включают в вы сокочастотный или низкочастотный тракты приемника. В соответ ствии с этим он характеризуется: а) или значениями необходимых минимальной и макси мальной полос пропускания высокочастотного тракта; б) или величинами требуемых минимальной макси мальной полос пропускания низкочастотного тракта. Качество автоматической регулировки усиления (АРУ) принято определять допустимым изменением выходного напряжения . Если априорно определяется необходимость системы автома тической подстройки частоты (АПЧ), то ее эффективность харак теризуют требуемыми значениями полосы втягивания (захвата) и коэффициента автоподстройки 7. Мощность источников питания, как правило, задается сле дующими двумя определениями: а) величиной максимально допустимой мощности первичного источника (или источников) б) минимально необходимой величиной мощности , по требляемой от первичного источника, при которой все остальные характеристики приемника полностью удовлетворяются. В первом варианте ограничение мощности источника питания при эскизном проектировании может привести к необходимости корректировки других основных электрических характеристик при емника (например, к снижению чувствительности). Такое опре деление допустимой мощности питания часто применяют при рас чете приемников специального назначения или приемников с ав тономными источниками питания ограниченной мощности, что ча сто имеет место в переносных и бортовых радиоприемных устрой ствах. Основные конструктивно-эксплуатационные и экономические характеристики Основные конструктивно-эксплуатационные и экономические характеристики радиоприемников обычно определяются следующим образом. 2. Надежность работы определяется минимально необходимым сроком безотказной работы. Для улучшения этого параметра сле дует выбирать наиболее надежные элементы схемы приемника, уменьшать их общее количество, выбирать по возможности облег ченные режимы работы наиболее важных элементов. Если эти меры не позволяют достигнуть необходимой надежности, то сле дует повышать надежность наиболее слабых элементов или даже целых узлов применением дублирующих элементов (узлов), г. Е . за счет резервирования. Из сказанного следует важный критерий для выбора оптимального варианта блок-схемы. Поскольку надежность электрон ных приборов много меньше надежности катушек индуктивности, резисторов и конденсаторов, необходимо иметь в приемнике минимальное число каскадов. При равенстве числа каскадов на дежнее будет приемник, в котором больше каскадов будет рабо тать в облегченных режимах или меньше будет каскадов с более сложной схемой ( c большим числом элементов), а также с менее надежными элементами. Так, например, кристаллические диоды, применяемые в преобразователях частоты, обладают малым сро ком службы и легко выходят из строя при перегрузках. Поэтому замена кристаллического преобразователя частоты другим или устранение возможности перегрузки такого преобразователя (за счет соответствующего выбора входных элементов приемника) мо жно значительно повысить надежность всего приемника. Отметим, что в военной радиотехнической аппаратуре допу скается использование электронных приборов только повышенной надежности, что обязательно должно учитываться при расчете блок-схемы приемника. Отдельные элементы схемы приемника выбирают так, чтобы каждый из них мог работать с требуемой надежностью во всем диапазоне параметров внешней среды. 2. Стабильность и устойчивость работы радиоприемника оце ниваются по его способности сохранять свои электрические характеристики в допустимых пределах при наихудших возможных ком бинациях параметров внешней среды (температура, атмосферное давление, влажность) и источника питания. Поэтому задаются допустимые рабочие интервалы температу ры атмосферного давления и влажности окружающей среды, а также минимальное и максимальное E 0м акс напряжения источника (или отдельных источ ников) питания приемника. 3. Механическая прочность задается обычно величиной макси мального ускорения, которое должен выдерживать приемник, не нарушая своей работоспособности. Виброустойчивость оценивается по отсутствию механических резонансов отдельных узлов схемы и ее монтажа в заданном диа пазоне частот вибрации, определяющимся условиями эксплуата ции. Эти требования определяют тип выбираемых электронных приборов и элементов схемы приемника и принципа осуществле ния монтажа приемника. Особенно важны эти требования для са молетных, корабельных, автомобильных и т, п. радиоприемных устройств. 4. Габарит и вес радиоприемника обычно задаются своими допустимыми величинами. Они также в основном определяют тип применяемых электронных приборов, элементов схемы и принцип монтажа. 5. Стоимость радиоприемника определяется или максимально допустимой величиной затрат на изготовление, или максимальной суммой стоимости изготовления приемника и стоимости его экс плуатации за определенный срок службы. Обычно трудно учесть эксплуатационные расходы и расчет ведут на обеспечение заданной стоимости производства, что в значительной степени опреде ляется типом электронных приборов, элементов схемы и конструк цией приемника. Таким образом, все рассмотренные конструктивно-эксплуата ционные требования оказывают влияние в основном на выбор электронных приборов и элементов схемы приемника, что и должно учитываться при расчете и определении оптимального варианта блок-схемы. Конкретно это будет показано в следующих главах ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА Заданный частотный диапазон приемника и вид модуляции позволяет судить о его предназначении – вещательный коротковолновый приемник. Для таких приемников существенным является низкая стоимость конечного изделия и нетрудоёмкость технологии (массовый выпуск) в сочетании с максимумом автоматических настроек, позволяющих избежать ручных регулировок. Таким образом, эти параметры будут определяющими при выборе функциональной и принципиальной схем, а также элементной базы приемника. В КВ диапазоне применяется исключительно супергетеродинный метод приема (дальнее распространение волн КВ требует высокой избирательности по соседнему каналу (расстройка 5 кГц), что практически недостижимо для избирательных цепей приемников прямого усиления – относительная расстройка на 14 МГц составляет менее 0,04% - входной избирательная цепь получилась бы очень громоздкой и трудно настраиваемой). Кроме этого, малошумящий (и высокоизбирательный) усилитель радиочастоты на ВЧ относительно дорог. Супергетеродинная схема приема предусматривает преобразование ВЧ радиосигнала в, обычно, значительно более длинноволновый участок спектра, где, в дальнейшем и происходит обработка сигнала (подавление соседних каналов, усиление, детектирование). В радиовещательных АМ приемниках КВ диапазона наибольшее распространение получила промежуточная частота 465 кГц. Относительная расстройка соседнего канала составляет уже около 1%. Это позволяет эффективно подавить соседние каналы относительно простыми, а значит и дешевыми цепями. Так как усиление производится на относительно низких частотах, можно достаточно простыми средствами получить высокое значение чувствительности. Кроме этого, на низких частотах снижаются требования к паразитным параметрам цепей устройства, можно использовать менее прецизионные элементы. Все вышеперечисленное позволяет как ослабить технологические допуски при неизменном качестве, так и повысить качество при неизменной сложности технологии. Усложнение схемы приемника-супергетеродина по сравнению с приемником прямого усиления может оказаться несущественным в случае использования интегральных схем, инкапсулирующих целые функциональные звенья или даже узлы. Типовая функциональная схема приемника, построенная по супергетеродинной схеме приведена на Рис.1. Рис унок. 1. Функциональная схема супергетеродина ВЦ – входная цепь УРЧ – усилитель радиочастоты СМ – смеситель Г – гетеродин УПЧ – усилитель промежуточной частоты Д – детектор УНЧ – усилитель низкой частоты УО – устройство обработки Функциональная схема (рис.1) содержит лишь принципиально важные узлы, при ее детализации получаем цепи управления и индикации, контуры автоматических регулировок и т.д. Все это, а также элементы схемы рассматриваются далее. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ Полосу пропускания высокочастотного тракта супергетеродинного приемника без системы автоматической подстройки частоты можно определить по формуле: где: Дf _П – ширина спектра принимаемого сигнала, составляющие которого, с учетом допустимых искажений, не должны выходить за пределы полосы пропускания приемника; Дf д – изменение несущей частоты сигнала за счет доплеровского эффекта; Дf нест – величина на которую необходимо расширить полосу пропускания приемника для учета нестабильности частот передатчика и гетеродина приемника, а также погрешностей в настройке отдельных контуров и всего приемника в целом. где: в с – относительная нестабильность частоты сигнала f c в г – относительная нестабильность частоты гетеродина приемника f г ; Абсолютная нестабильность частоты гетеродина Абсолютная нестабильность боковых частот гетеродина в н – относительная погрешность установки частоты приемника при безпоисковой настройке, отнесенной к частоте сигнала f с в пр – относительная погрешность и нестабильность настройки контуров тракта промежуточной частоты, отнесенная к промежуточной частоте f пр . Для двух полосного одноканального АМ сигнала: , где F в – верхняя частота модуляции сигнала. Выберем однокаскадный гетеродин без кварцевой стабилизации, для него можно принять . Согласно ТЗ Вс= Выбор В г произведен согласно табл.1.1 [1]. Значение коэффициента В пр , как правило, колеблется от 0,0003 до 0,003 и зависит, главным образом, от температурного коэффициента катушек контуров, настраиваемых на промежуточную частоту. Пусть . Величина В н обычно равна 0,003 – 0,01 и определяется в основном точностью настройки контура гетеродина механизмом перестройки или погрешностью установки частоты настройки приемника по его шкале. Если применяется перестройка приемника оператором по принимаемым сигналам (как в нашем случае), то естественно величину В н следует брать равной нулю. Значение промежуточной частоты выберем стандартное для данного диапазона волн. Пусть . Будем считать, что приемник и передатчик неподвижны относительно друг друга, тогда доплеровское смещение частоты . Согласно формуле (2): Согласно формуле (1): Определим шумовую полосу линейного тракта. Выбранная промежуточная частота удовлетворяет условиям (для возможности применения контуров с реализуемой добротностью) и (для фильтрации сигналов промежуточной частоты при детектировании АМ сигналов). Определение фактического коэффициента шума ВЫБОР СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ПРИЕМНИКА В супергетеродинных приемниках, наиболее опасными из побочных каналов приема являются зеркальный и соседний. Поэтому частотная избирательность Р п рУ зависит в основном от необходимых ослаблений соответственно S зк S ск . В приемниках с одинарным преобразованием частоты ослабление зеркального канала обеспечивает преселектор, ослабление соседнего – в основном УПЧ и частично преселектор. Исходные данные: ; выберем - эквивалентные затухания контуров преселектора с учетом потерь, вносимых источником сигналов и нагрузкой. Определим обобщенную рассторйку зеркального канала при верхней настройке гетеродина и нижней настройке гетеродина . Выберем верхнюю настройку гетеродина. Пользуясь нормированными частотными характеристиками преселекторов при больших расстройках рисунок.1.7а [1], находим, что необходимое ослабление по зеркальному каналу S зк =20 dB может обеспечить простая одноконтурная входная цепь, поэтому применять более сложные схемы нецелесообразно. Для выбранного преселектора вычисляем ослабление по соседнему каналу, которое он создает. Обобщенная рассторойка для краев полосы пропускания приемника : Из рис. 1.7б [1] находим, что такой расстройке соответствует ослабление преселектора . Рассчитаем ослабление S пп , которое можно допустить в ФСС, из выражения: . Для выбранного преселектора определим обобщенные расстройки для соседнего канала из выражения: , где - расстройка для соседнего канала. По рис.1.7б [1] находим, что данной расстройке соответствует ослабление соседнего канала, создаваемого преселектором. Определяем ослабление соседнего канала , требуемое от ФСС: Где – полное ослабление соседнего канала, требуемое в приемнике. РАСЧЕТ ВХОДНОЙ ЦЕПИ ПРИЕМНИКА Поскольку частота принимаемого сигнала меняется в довольно узком диапазоне, имеет смысл применить настроенную антенну. В этом случае можно считать, что внутреннее сопротивление антенны в этом диапазоне постоянно и является чисто активным ( Z А = R А ). При необходимости сопротивление антенны можно согласовать с фидером при помощи трансформатора, тогда мощность, отдаваемая приемнику, будет максимальной. При работе с настроенной антенной часто используется трансформаторная или автотрансформаторная связь контура с антенной и УРЧ. Выберем автотрансформаторную связь, т.к. при этом требуется меньшее число намоточных элементов. Схема вход ной цепи изображена на рисунке.2 . Рисунок.2 . Схема входной цепи Исходя из табл.4.4 [1] находим С сх =95 пФ. Находим индуктивность контура . Теперь вычисляем коэффициенты включения фидера m А и входа УРЧ m вх для согласования при заданном d эр контура входной цепи: Для нашего случая , где: W ф – волновое сопротивление фидера R вх – входное сопротивление УРЧ (1 го каскада). В качестве фидера выбран коаксиальный кабель РК-103 длиной 4м со следующими параметрами: - затухание; волновое сопротивление W ф = 75 Ом. Из таблицы 4.5 [1] выбираем собственное затухание контура d = 0,0095. Ранее выбрано d эр = 0,02. Рассчитываем коэффициент передачи напряжения входной цепи: , где: L ф – коэффициент передачи фидера, определяемый из рис.4.16 по произведению ( l ф – длина фидера, м). В нашем случае К ос – коэффициент передачи собственно входной цепи при согласовании, равный: Коэффициент передачи входной цепи можно считать практически неизменным в заданном диапазоне, т.к. этот диапазон относительно узкий (коэффициент перекрытия диапазона , т.е. близок к 1). Рассчитываем емкость контура , где - паразитная емкость катушки контура - емкость монтажа схемы По ГОСТу выбира ем элементы схемы конденсатор Спрс емкостью 90 пФ и конденсатор Спрс переменной емкости 4 / 25 пФ ВЫБОР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛЕНИЯ ПО ЛИНЕЙНОМУ ТРАКТУ ПРИЕМНИКА Необходимое усиление сигналов в линейном тракте следует обеспечить при достаточной устойчивости каскадов (возможно в меньшем их числе), используя экономичные электронные приборы. Если чувствительность приемника задана в виде Э.Д.С. сигнала в антенне Е а , то коэффициент усиления линейного тракта приемника К ол должен быть равен: , где: u п – амплитуда сигнала на выходе УПЧ приемника. Учитывая это используем микросхему К174ХА2, примем u п = 10 0 мВ . Выбор средств обеспечения усиления линейного тракта можно начать с определения коэффициента усиления преселектора (ВЦ и УРЧ). В транзисторных приемниках коэффициент усиления преселектора К опс можно найти из выражения: , где: К овц – коэффициент передачи входной цепи К урч – коэффициент усиления УРЧ. В супергетеродинном приемнике основное усиление сигнала производится на промежуточной частоте, поэтому выберем К 0урч = 35 dB , т.е. К урч = 10. Требуемый коэффициент усиления по напряжению УПЧ и преобразователя частоты с транзисторным смесителем, равен: , где: К з = 2…3 – коэффициент запаса усиления, учитывающий старение электронных приборов, расстройку контуров и уменьшения напряжений питания в процессе эксплуатации. Выберем К з = 2. Тогда усиления УПЧ будет равно: РАСЧЁ Т УР Ч Наибольшее распространение в транзисторных усилителях получила схема с двойной автотрансформаторной связью. Коэффициент включения m 1 и m 2 целесообразно выбирать так , чтобы на нижней частоте поддиа пазона обеспечить заданную полосу пропускания, а на верхней – избирательность . Рисунок.3 . Схема УРЧ Найдем мак симально устойчивый коэффициент усиления каскада УРЧ. При этом примем следующие значения. d эр=0,02 ; S =26мА/В ; ; ; ; R11=3.8 кОм ; R22=110 кОм ; Наиболее возможный коэффициент усиления каскада при полном согласовании Из полученных значений Ку и Ко выбираем меньший и принимаем за коэффициент усиления УРЧ. Курч=Ку=4 m1=0.2 Условие при котором каскад УРЧ обеспечивает всё ослаб ление зеркального канала. Вычисление подстрочного конденсатора Сп. где; Ссх min – минимальная емкость контура каскада усиления Ск min – минимальная емкость контура настройки Свых=С22+См См= Емкость монтажа Свх=С11+См - переменная ёмкость катушек равная 3…5 пФ С11=25,8пФ См=3пФ =5пФ Свх=25,8+4=29,8пФ Свых=11,8+4=15,8пФ Примем Сп=100пФ и найдем далее все элементы схемы выбор схемного решения РП р У и расчет усилителя высокой частоты В заданном частотном диапазоне появляется возможность применить интегральную микросхему. Используем ИС К174ХА2. Базовым элементом в этой микросхеме является дифференциальный усилитель, что объясняется рядом его свойств: - способность подавлять синфазную составляющую входного сигнала, выделять и усиливать разностную. Это позволяет снизить влияние на параметры усилителя нестабильности температуры окружающей среды и напряжения питания. Не применяя обычных мер по термостабилизации, можно отказаться от использования конденсаторов большой емкости, которые неудобно использовать в интегральной технологии; - универсальность. Дифференциальный усилитель может выполнять функции усиления, ограничения, преобразования частоты, регулирования. Такая схема может иметь симметричный или несимметричный вход и выход; - малая паразитная обратная связь между входом и выходом. Такой факт позволяет использовать дифференциальную схему на высоких частотах, не применяя схему нейтрализации этой паразитной связи. Данная микросхема предназначена для использования в приемниках амплитудно-модулированных сигналов. Она может работать в диапазоне частот до 30 МГц, имея при этом усиление, позволяющие принимать сигналы с отношением сигнал– шум на выходе 20 d В, при э.д.с. в антенне менее 20 мкВ, а при сигнале 3 мВ отношение сигнал-шум равно 54 d В. При напряжении на входе, равном 20 мкВ выходное напряжение НЧ составляет 60 мВ, коэффициент гармоник при этом обеспечивается менее 4%. Напряжение питания может выбираться в пределах 4,8 ч15 В. Ток потребления m А Входное сопротивление усилителя РЧ по входам 1, 2 составляет более 3 кОм, а входное сопротивление УПЧ по выводу 12 также составляет более 3 кОм. Выходное сопротивление усилителя промежуточной частоты по выводу 7 равно 60 кОм. Структурный состав микросхемы приведен в приложении 1.Она состоит 1 — УВЧ; 2 — гетеродин; 3 — смеситель; 4 — УПЧ; 5 — УПТ АРУ УВЧ; 6— УПТ АРУ УПЧ Сигнал после прохождения входной цепи и предварительной частотной селекции в ней подается на усилитель радиочастоты, реализованный в виде однокаскадного апериодического дифференциального усилителя на транзисторах V Т3 и V Т4. В нашем случае от усилителя высокой частоты не требуется большого усиления. Он должен иметь малый коэффициент шума, т.к. стоит в начале линейного тракта приемника и от него в наибольшей степени зависит коэффициент шума всего тракта. Регулировка усиления осуществляется комбинированным методом, за счет управляемой обратной связи через диоды VD 4 и VD 5 в цепях эмиттеров транзисторов и в коллекторных цепях – путем управляемого шунтирования нагрузки через диоды VD 1- VD 3. Ток диодов изменяется усилителем постоянного тока, собранного на транзисторах VT 1- VT 3. Стабилизация входного каскада по постоянному току осуществляется через эмиттерный повторитель VT 6. Смеситель в данной микросхеме выполнен по двойной балансной схеме на транзисторах VT 11- VT 12 и VT 7- VT 10. Один из его выходов (15 или 16) может использоваться для включения контура детектора АРУ усилителя радиочастоты, а с другой – для подачи сигнала ПЧ на фильтр сосредоточенной селекции. Режим этого каскада по постоянному току устанавливается с помощью напряжения на диоды VD 6- VD 8. Гетеродин в микросхеме строится на транзисторе VT 13. Контур гетеродина подключается как внешний, по отношению к микросхеме, элемент. Усилитель промежуточной частоты состоит из четырех дифференциальных каскадов: первый каскад – транзисторы VT 18 и V Т19, второй – VT 22- VT 23, третий – VT 26, VT 27; четвертый – VT 29 и VT 30. Первые три каскада имеют регулируемое усиление. Регулировка осуществляется через диоды VD 15- VD 20. Управляющий усилением сигнал снимается с транзистора VT 31. Этот транзистор совместно с транзисторами VT 32- VT 34 образует усилитель постоянного тока. Такая схема дает возможность получить глубину регулировки усиления УПЧ более 60 d В. Воспользуемся регулировочной характеристикой усилителя высокой частоты, представленной на рис унке .4. Из нее видно, что для обеспечения выбранного коэффициента усиления усилителя радиочастоты К УРЧ = 20 d В, необходимо подать на вывод 3 используемой микросхемы управляющее напряжение U 3 = 0,31 В. К ус [ dB ] 50 40 30 20 10 U з , В 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Рис уеок .4 Регулировочная характеристика усилителя радиочастоты. Выбор фильтра сосредоточенной селекции Вместо многозвенных L С-фильтров в схемах усилителей промежуточной частоты с сосредоточенной избирательностью с успехом можно применять пьезоэлектрические, электромеханические и пьезомеханические фильтры. Указанные фильтры, имея малые габариты и массу, обладают близкой к идеальной кривой избирательности. Наш фильтр, исходя из требований ТЗ и расчетов входной цепи должен обеспечить затухание по соседнему каналу S скп = 3 5 d В и вносить затухание в полосе пропускания не более 0,25 d В. Выбираем по таблице 6.6 [1] пьезомеханический фильтр ПФ1П-4-1, т.к. он имеет малое затухание L ф в полосе пропускания и достаточное ослабление при расстройке ± 10 кГЦ от номинальной промежуточной частоты f п = 465 кГц. Малая критичность пьезомеханических фильтров к изменению нагрузочных сопротивлений позволяет подключать их к следующему каскаду непосредственно (без согласующего трансформатора). Вообще, номинальные значения характеристических сопротивлений пьезомеханических фильтров, как правило, значительно отличаются от входных и выходных сопротивлений транзисторных каскадов. Поэтому эти фильтры включают в усилитель через согласующие звенья. Наибольшее распространение получила схема межкаскадной связи, в которой фильтр подключен к коллекторной цепи через широкополосный контур. Такая схема представлена на рис.5. Расчет сводится к определению элементов связи. Параметры фильтра: - затухание на частоте - номинальное значение характеристических сопротивлений: выходного W б = 1 кОм входного W к = 2 кОм. Определяем показатель связи фильтра с усилителем: , где: d – конструктивное затухание контура (обычно d
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Назначение Сердюкова - симметричный ответ США на успехи авиагруппы ВКС РФ в Сирии.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Радиовещательный приёмник", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru