Проектирование судового радиоприёмного устройства (стр. 1 из 7)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра МРС

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: “ Радиоприёмные устройства ”

На тему: “ Проектирование судового радиоприёмного устройства ”.

Выполнил:

курсант группы 3141

Рудякова М. С.

Проверил:

Профессор Кошевой В.М.

Одесса 2008

СОДЕРЖАНИЕ

Задание

Введение

Анализ технического задания

Энергетический расчёт СВ-ПВ радиоканала

Оценка достоверности цифровой информации в канале связи

Выбор типа структурной схемы радиоприёмника

Выбор промежуточных частот

Разработка функциональной схемы

Электрический расчёт усилителя радиочастоты

Проектирование детектора широкоимпульсного сигнала с линейной частотной модуляцией

Проектирование структурной схемы информационного тракта

Применение приборов с переносом заряда

Динамические емкостные фильтры

Заключение

Список литературы

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Курсанту Рудяковой Марии Сергеевне

Тема: Проектирование судового радиоприёмного устройства.

Перечень рассматриваемых вопросов в разработке (содержание расчётно-пояснительной записки):

- Проектирование структурной схемы приёмника.

- Определение приёмно-усилительного тракта.

- Определение информационного тракта .

- Определение синтезатора частоты.

Перечень обязательного графического материала :

- Структурная схема приёмно-усилительного тракта РПрУ.

- Структурная схема информационного тракта РПрУ.

- Структурная схема и схема включения программированного фильтра с формированием сигнала, который задан.

Выходные данные для работы:

- Назначение приемника: профессиональный

- Диапазон рабочих частот: СВ ПВ

- Относительная нестабильность частоты настройки

- Чувствительность (рассчитать)

- Уровень сигнала на выходе приёмника: 0,4 мВ

- Сопротивление эквивалента антенны: 50 Ом

- Вид работы: G2B

- Частота и глубина модуляции

- Девиация частоты

Дальность радиосвязи L(км.) - 7; Мощность передатчика Р(Вт)- 25;

КНД передающей антенны Д (дб) - 1; Тип приёмной антенны АШ; Входное сопротивление антенны R (Ом) - 50;

Диапазон рабочих частот

F(кГц)100…2000; Скорость телеграфирования V(Бод) - 100;

Отношение P_с/P_ш (раз) - 9;

Коэффициент шума ПРМ N₀(раз) - 6; Вид сигнала АМ;

Разнос частот F_p (кГц) - 0; Высота размещения антенны H(м) - 20;

Избирательность по зеркальному каналу (дб) - 40;

Избирательность по соседнему каналу (дб) - 40;

Коэффициент нестабильности частоты - 10^-7;

Длина сообщения N (двоичных символов) - 720;

Вероятность доведения Р_Д - 0,999;

Вероятность трансформации P_тр - 10^-7.

Код обработки оптимальным фильтром:

1

1

1

0

1

0

1

Введение

Радиоприёмное устройство является элементом любой системы радиосвязи и предназначено для приёма радиосигналов, их преобразования и извлечения из них информации.

В настоящее время к современным радиоприёмникам профессионального и специального назначения предъявляются высокие требования по массово-габаритным характеристикам, малому энергоснабжению, безотказной работы в течение всего срока эксплуатации, которые, прежде всего, определяются особенностями его эксплуатации.

Цель работы: необходимо разработать радиоприёмное устройство и электрический расчёт блока усилителя радиочастоты с цифровым каналом радиосвязи и блоком вторичной обработки информации.

В соответствии с поставленной задачей произведём анализ технического задания с целью разработки цифрового канала радиосвязи с электрическим расчётом усилителя радиочастоты радиоприёмника при конкретных технических требованиях. В данной курсовой работе разработаем функциональную модель цифрового канала радиосвязи, а также произведём его энергетический расчёт в соответствии с заданными техническими требованиями.

Кроме того, по полученным результатам в данной курсовой работе, выберем наиболее целесообразную структурную схему приёмного устройства, на основании которой разработаем его функциональную и принципиальную схемы.

Учитывая требования, предъявляемые к современным радиоприёмникам и с учётом современной элементной базы, произведём электрический расчёт усилителя радиочастоты, и на основе полученных результатов была предложена его функциональная и принципиальная схема.

Анализ технического задания

В исходных данных технического задания отсутствуют требования по климатическим условиям эксплуатации приёмника, а также вероятность его нормальной работы за среднее время наработки на отказ T_отк.ср.

С учётом того, что радиоприёмник будет эксплуатироваться на морских судах, то есть работать в условиях агрессивной среды или же в закрытых, не отапливаемых, зачастую во влажных помещениях, то были выбраны самые жёсткие условия эксплуатации.

Согласно резолюциям ИМО диапазон рабочих температур составляет от -50⁰С до +50⁰С, при влажности окружающей среды 95%.

С целью обеспечения требуемой надёжности эксплуатации рекомендуется двукратное дублирование радиоприёмника, то есть так называемый «горячий резерв».

Исходя из этих условий, значение вероятности нормального функционирования было выбрано P=0,998, за среднее время эксплуатации Т_{отк ср}=3000 часов. С учётом исходных данных технического задания и, разработанных требований эксплуатации произведём энергетический расчёт цифрового радиоканала.

Энергетический расчёт СВ-ПВ радиоканала

С учётом исходных данных в начале рассчитаем полосу пропускания

радиоприёмника по формуле:

,

где значение F_с для сигнала с амплитудной манипуляцией выбирается из условия:

= ,

U_m=B/ R_e log₂m

Где B=100 Бод-скорость телеграфирования;

R_e=50 Ом-сопротивление эквивалента антенны;

m=1,2,3,…

Исходя из этого, было вычислено значение U_m

U_m=100/50·log₂2=2 В

Отсюда F_c=5*2=10 Гц, тогда

=1.2*2=2.4 Гц

В соответствии с техническим заданием и условиями работы определим чувствительность радиоприёмника по формуле:

, (1)

где T=273 K - температура окружающей среды в Кельвинах;

K=1,38*10^-23(Дж/к) - постоянная Больцмана;

N=6 - коэффициент шума приёмника;

R_a=50 Ом - входное сопротивление антенны;

=2 Гц;

h

=9 - заданное превышение мощности сигнала над мощностью шума (помехи) на входе приёмника.

Таким образом:

В

3.Определена зона расположения приёмника.

Освещена зона (зона прямой видимости) найдена согласно [5]:

(

), (2)

При этом нижняя зона блокирования определена по формуле [5]:

, (3)

Где

- эквивалентные высоты антенн

- минимальная длина волны в используемом диапазоне 30…60 МГц

=300/F_max, где F_max=60МГц; (4)

=с/F_max=3*10⁸/6*10⁷=5 м.(5)

Подставляя в формулу значения

,и были получены:

, (6)

где R_ЭЗ=8,5*10⁶м - эквивалентный радиус Земли.

= 10.9 м.

L_бл=18*

= 18*10.9*10.9/5= 427.72 (м).

L_пр=3,57*(

) = 31.93(км).

Сравнивая требуемую дальность радиосвязи L_св со значением L_пр,получимL_пр>L_св, то есть 31,93(км)<90(км). Следовательно, расчёт напряжённости электромагнитного поля в точке приёма произведем по формуле Фока, которая имеет следующий вид:

E_Д=

, (8)

где: L - длина радиолинии;

L_пр - расстояние прямой видимости;

v =0,2- коэффициент дифракции;

P₁ - мощность подводимая к передающей антенне;