Проектирование приемного устройства (стр. 1 из 8)
Введение.
Проектирование радиоприёмного устройства (РПУ) любого назначения осуществляется на основе технического задания, которое выдаётся в виде требований к техническим характеристикам устройства. Последние могут быть окончательно сформулированы в процессе проектирования в зависимости от назначения приёмника, условий эксплуатации и современных технических возможностей.
Технические требования к специальным РПУ определяются техническими условиями, согласованными между заказчиком и поставщиком. В общем случае в техническом задании указываются:
-общие требования;
-требования к электрическим параметрам;
-требования к конструкции РПУ;
-климатические требования;
-требования к механической прочности;
-технологические требования;
-экономические требования.
Некоторые из перечисленных требований могут разрабатываются или уточняются в процессе выполнения проекта. Поэтому ниже наряду с перечислением параметров даётся краткая характеристика каждого из них, приводятся соображения по выбору их величин и примерная формулировка соответствующего пункта технического задания.
Для радиосвязи в настоящее время используется очень широкий спектр электромагнитных колебаний. В том случае, когда предусматривается работа на одной или нескольких фиксированных частотах, то указываются их величины. Вид принимаемого сигнала определят род работы РПУ и способ детектирования. Амплитудно-модулированные сигналы используются как в радиовещании, так и в радиосвязи. В радиосвязи и радиотелефонии используют двухполосные (А3) или однополосные радиосигналы с полным (А3J) или частичным (А3А) подавлением несущей. Амплитудная модуляция (АМ) используется и при передаче радиотелеграфии незатухающими колебаниями (А1). В этом случае род работы называют амплитудной телеграфией.
Чувствительность РПУ количественно оценивается наименьшей ЭДС сигнала на его входе, при которой на выходе обеспечивается нормальная для работы оконечного устройства мощность. Реальная чувствительность определяется величиной ЭДС сигнала на входе приёмника, при которой на выходе обеспечивается напряжение полезного сигнала, превышающее напряжение шумов в заданное число раз. Величина сигнала на выходе приёмника с внешнеёмкостной антенной, соответствующая чувствительности, измеряется в эффективных значениях напряжения и имеет порядок от сотен до десятков микровольт.
Избирательность характеризует способность РПУ выделить полезный сигнал из помех. В задании заранее оговаривается ослабление зеркальной помехи, помехи от станций, близкой по частоте. Ослабление зеркальной помехи зависит от добротности контуров тракта радиочастоты, а ослабление помех от соседних станций обеспечивается в основном контурами тракта промежуточной частоты.
Непрерывные АМС наибольшее применение нашли в системах связи, радиоуправления, радионавигации и радиотелеметрии.
В зависимости от режима работы радиолинии с АМС разделяют на две группы: одноканальные и многоканальные.
В одноканальных линиях модулирующим сигналом в передатчике является низкочастотное напряжение с диапазоном модулирующих частот от Fмин до Fмакс или с фиксированной частотой. Оно непосредственно модулирует сигнал с несущей частотой fс.
В многоканальных линиях модулирующий сигнал состоит из нескольких различных низкочастотных напряжениях, которыми вначале модулируются сигналы с поднесущими частотами fпi , отстоящими друг от друга на интервал частот fп. Затем эти сигналы с модулированными поднесущими складываются и образуют результатирующий сигнал, с помощью которого модулируется передаваемый сигнал с несущей частотой fс.
При выборе промежуточной частоты руководствуются следующими условиями:
-быть вне диапазона рабочих частот:
-обеспечивать заданное ослабление зеркального канала;
-обеспечивать необходимую полосу пропускания приёмника;
-быть по возможности меньшей, чтобы обеспечивать необходимое усиление приёмника при наиболее простых и дешёвых электронных приборов и избирательных системах, а также наименьший коэффициент шума первого каскада УПЧ.
При расчёте входной цепи решаются следующие задачи:
-выбор схемы связи избирательной системы со входом электронного прибора первого каскада приёмника;
-расчёт коэффициента связи первого контура избирательной системы с антенны;
-расчёт коэффициента связи последнего контура избирательной системы;
-расчёт элементов контуров избирательной системы;
-вычисление коэффициента передачи, коэффициента шум.
Исходные данные для расчёта УПЧ получают из предварительного расчёта приёмника:
-номинальное значение промежуточной частоты;
-тип схемы усилителя;
-ориентировочное число каскадов;
-требуемое эквивалентное затухание контуров dэп усилителя и собственное затухание контуров d0п.
-типы электронных приборов, используемых в усилителе, и их параметы.
Для преобразователя частоты в качестве исходных данных используют:
-частота сигнала;
-частота гетеродина;
-промежуточная частота;
-максимальное напряжение на выходе схемы гетеродина;
в данном курсовом проекте используется транзисторный преобразователь частоты по схеме с общим эмиттером. Такие схемы позволяют получить наибольший коэффициент преобразования и наибольшее входное сопротивление. Связь смесительного транзистора с гетеродином в большенстве случаев осуществляется с помощью катушки связи, включаемой в эмиттерную цепь
смесителя. Такая схема обеспечивает наименьшую нагрузку гетеродина.
Данный приёмник можно широко использовать в войсках, на борта военных и гражданских самолетах, в отрядах МЧС и т.д.
Предварительный расчёт.
 |
1.Выбор и расчёт блок-схемы приёмника.
При проектировании профессиональных радиоприёмников выберем супергетеродинную
блок-схему приёмника.
2.Расчёт полосы пропускания приёмника.
Определим ширину спектра:
-телефонного сигнала Dfсп.тлф=2Fв=2*3500=7кГц;
-телеграфного сигнала при тональной модуляции Dfсп.тлг=
Гц.-телеграфного сигнала без тональной модуляции Dfсп.тлг=
Гц.С учётом исходных данных примем значение относительной нестабильности несущей
частоты сигнала bн=bпр =0и что гетеродин приёмника будет с кварцевой стабилизацией
примем, что b г= 2*10-5. Тогда:
.
Тогда полосапропусканиё приёмника для приёма:
-телефонных сигналов Dfп тлф=Dfсп тлф+Dfнест=7+0,125=7,125 кГц;
-телеграфных сигналов с тональной модуляцией: Dfп тлг=Dfсп тлг+Dfнест=2040+0,125=2,165 кГц;
-телеграфных сигналов без тональной модуляции: Dfп тлг=Dfсп тлг+Dfнест=54+125=179 Гц.
3.Расчёт выходного каскада.
Нормальная выходная мощность прёмника при среднем коэффициенте модуляции m=0.3 на основании исходных данных:
Принимаем трансформаторную схему выходного каскада с hтр=0,75 вычислим номиналь-
ную выходную мощность, которую должен обеспечить транзистор:
.
. Такую мощность могут обеспечить однотактныекаскады по схеме с ОЭ в режиме класса А с транзисторами типа П15. Выберем на выходной
характеристике транзистора выберем рабочую точку А при Iк=23 мА и Uкэ=-5В и проведем
через неё нагрузочную линию БВ. Из треугольника БГВ определяем нагрузочное
сопротивление RА=125 Ом. Из треугольника БГВ вычислим отдаваемую мощность
Pвых л =0.5*0.02*2.5=25 мА. Подбираем по входной характеристике такую амплитуду, при
которой амплитуда коллекторного тока Imin , необходимой для обеспечения требуемой
номинальной мощности. Она оказывается равной 0,06В. Затем находим значения пяти
ординат коллекторного тока: I1=48 mA, I2=33 mA, I3=23 mA, I4=14 mA, I5= 9 mA.
Подставим полученные значения вычислим амплитуды гармоник коллекторного тока:
; 
; 
.Следовательнокоэффициент гармоник выходного каскада будет равен:
.Полученная величина меньше допустимой для приёмника, поэтому выбранный тип
транзистора пригоден для использования в выходном каскада. Амплитуду входного
напряжение при нормальном коэффициенте модуляции вычислим по формуле:
Umвх=0,3Umн=0,3*0,06=0,018В.
Для определения входного сопротивления каскада проводим касательную ко входной
характеристике в рабочей точке А. Она отсекает по абсцисс в масштабе напряжения величину
0,35-0,21=0,14В, а по оси ординат в масштабе тока 1,0-0,0=1,0 мА.
Подставляя полученные величины рассчитаем RвхОК:
.4.Выбор типа и режима работы детектора.