Разработка и расчёт радиоприёмного устройства УКВ диапазона с ЧМ (стр. 1 из 3)
РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра Радиотехники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
Тема: Разработка и расчёт радиоприёмного устройства УКВ диапазона с ЧМ
Руководитель:
ст. преп. каф. РТ Куликов А.А.
Студент: Калыков Т.Г.
гр. МРС-04-2 № з. к.043330
АЛМАТЫ 2008
Содержание
Введение
Техническое задание
1. Предварительный расчет и составление структурной схемы приемника
1.1 Состав структурной схемы приёмника
1.2 Расчёт полосы пропускания приёмника
1.3 Выбор селективных систем и расчёт требуемой добротности контуров радиочастотного тракта
1.4 Выбор и расчет селективных систем тракта промежуточной частоты
1.4.1 Выбор и расчет ФСС
1.5 Выбор средств обеспечения усиления линейного тракта приемника
2. Входные цепи
2.1 Схема и расчет входной цепи
3. Электронная перестройка контуров
4. Усилитель радиочастоты
УРЧ на транзисторе необходимо проверить на устойчивость, для чего его резонансный коэффициент усиления надо сравнить с устойчивым Коу, равным [4]:
5. Преобразователь частоты
6. Автоматическая подстройка частоты
Использованная литература
Приложение
Введение
Радиоприемным называется устройство, предназначенное для приема сообщений, передаваемых с помощью электромагнитных волн. Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, радиоприемника и оконечного устройства. В приемной антенне под действием электромагнитного поля возникают электрические колебания, которые являются входными сигналами для приемника. В качестве оконечного устройства, воспроизводящего или регистрирующего переданные сообщения, используют громкоговоритель, кинескоп, буквопечатающий аппарат, электронно-вычислительные устройства и т.д. Основными функциями, выполняемыми приемником, являются:
- выделение принимаемых сигналов из множества сигналов других радиостанций и помех (фильтрация по частоте);
- усиление принимаемых сигналов, мощность которых на входе обычно весьма мала;
- детектирование высокочастотных сигналов для выделения переносимых этими сигналами сообщений;
- обработка принимаемых сигналов с целью уменьшения влияния помех.
Радиоприемники классифицируют по их назначению, диапазону принимаемых частот, виду модуляции и т.д. Различают также приемники ламповые и транзисторные, стационарные и переносные. Во много от тех и других отличаются приемники, устанавливаемые на движущихся объектах, - автомобильные, самолетные, спутниковые и т.д. По характеру источника питания приемники разделяют на сетевые и батарейные.
Техническое задание
Разработать приемник со следующими параметрами:
| Назначение приемникаВид модуляцииДиапазон частот, МГцЧувствительность, мкВ, не менееИзбирательность по зеркальному каналу, дБ, не менееИзбирательность по соседнему каналу, дБ, не менееДиапазон воспроизводимых звуковых частот, Гц, не ужеНапряжение источника питания, ВМаксимальная рабочая температура, оСТип антенны | УКВ, ВЧЧМ88-10834433100-110001045штырь |
Рассчитать входную цепь, УРЧ и преобразователь частоты. Выбрать, описать и рассчитать основные элементы для систем автоподстройки частоты (АПЧ).
1. Предварительный расчет и составление структурной схемы приемника
1.1 Состав структурной схемы приёмника
Предлагаемый для курсового проектирования радиовещательный приёмник целесообразно выполнять по супергетеродинной схеме с однократным преобразователемчастоты, поскольку такая схема построения приёмника даёт возможность обеспечить достаточно высокие технические показатели приёмника без лишнего усложнения его схемной реализации. Возможная структурная схема построения РПУ ЧМ сигналов приведена на рис.1.
Рис. 1
В схему входят следующие функциональные блоки:
ВЦ - входная цепь, на которую принимаемый сигнал поступает от внешней или внутренней антенны;
УРЧ - усилитель радиочастоты;
ПЧ - преобразователь частоты, в состав которого входят смеситель (см) и гетеродин (гет) и в котором происходит преобразование принимаемой частоты сигнала в постоянную промежуточную частоту;
радиоприемное устройство диапазон контур
УПЧ - усилитель промежуточной частоты, осуществляющий основное усиление сигнала;
ЧД - частотный детектор, перед которым включается амплитудный ограничитель (АО);
УЗЧ - усилитель звуковой частоты;
АПЧ - система автоподстройки частоты.
АС - акустическая система на выходе приёмника, в качестве которой может быть громкоговоритель.
Совокупность функциональных блоков, от антенны включая детектор, образуя так называемый линейный тракт приемника (ЛТП), и предметом проектирования является проектирование линейного тракта.
1.2 Расчёт полосы пропускания приёмника
Полоса пропускания всего высокочастотного тракта приёмника Пвч от антенны до детектора должна быть больше ширины спектра сигнала из-за возможных отклонений частот и погрешностей сопряжения контуров сигнала и гетеродина, т.е. Пвч>Пс.
При проектировании радиовещательных приемников надо учесть, что рабочие частоты радиовещательных станций имеют очень высокую стабильность, и поэтому отклонения частоты принимаемого сигнала можно не рассматривать и не учитывать.
Наилучшее качество приёма наблюдается при точной настройке приёмника на принимаемую станцию, а именно при совпадении преобразованной в промежуточную частоты сигнала с центральной частотой полосы пропускания тракта промежуточной частоты (ТПЧ). При этом расчёте следует учесть возможные отклонения частоты гетеродина, т.е. взять 2∆fг.
Таким образом, найдём:
П = Пс+ 2∆fг (1)
В случае в ЧМ сигналов полоса частот Пс, занимаемая спектром сигнала, равна
Гц (2)где М - коэффициент частотной модуляции и равен;
(3) 
- максимальное отклонение (девиация) частоты;Fв - верхняя модулирующая частота (100-11000 Гц).
Абсолютную величину отклонения частоты гетеродина ∆fг можно рассчитать, основываясь на известных данных по его относительной стабильности частоты. Считается, что транзисторный гетеродин без кварцевой стабилизации и без термостатирования имеет относительную нестабильность частоты
(4)причём в диапазонном приемнике в качестве частоты гетеродина надо брать верхнюю, т. е максимальную частоту заданного диапазона, плюс промежуточную частоту
fг = fгмакс = fc+ fпрчм = 108 ∙106 + 10.7*106 = 118.7 МГц
Поэтому абсолютные отклонения частоты гетеродина могут быть рассчитаны по формуле:
∆fг = fг ∙ δfг = fг ∙ 10-4 = 118,7 ∙ 102 = 11.87 кГц
Таким образом, подставляем найденные значения в (1), получаем:
П = Псчм+ 2∆fг = 168,90 + 2 ∙ 11,87 = 192,64 кГц.
При расчёте полосы пропускания радиочастотного тракта (преселектора) Прч, следует учесть ещё погрешность сопряжения (∆fсопр = 300 кГц [4]) частот настроек контуров цепей сигнала гетеродина.
Тогда, окончательно:
Ппр = П + 2∆fсопр = 192,64 ∙ 103 + 2 ∙ 300 ∙ 103 = 792,64 (кГц) (5)
1.3 Выбор селективных систем и расчёт требуемой добротности контуров радиочастотного тракта
Целью этого этапа проектирования является выбор числа и типа селективных систем всего радиочастотного тракта приёмника и расчёт их требуемой эквивалентной добротности Qэ, исходя из заданной избирательности приёмника по зеркальному каналу Sезк = 44мкВ и обеспечения требуемой полосы пропускания этого тракта Прч при допустимой неравномерности АЧХ.
В этом случае надо рассчитать Qэ, исходя из допустимой неравномерности АЧХ в полосе пропускания Qэп, затем исходя из заданной избирательности по зеркальному каналу Qэз, и принять такое значение Qэ, чтобы выполнить оба эти условия, т.е.
Qэп ≥ Qэ ≥ Qэз (6)
После проведённого расчёта полосы пропускания удобно рассчитать добротность Qэп.
Для этого надо распределить общую допустимую неравномерность АЧХ 14 дБ [4] по блокам приёмника и задаться допустимой неравномерностью АЧХ в полосе радиочастотного тракта.
Воспользовавшись приведёнными ориентированными данными в табл.1.2 [4]. выбираем, σ =1,1 (раз)
Как правило, в преселекторе используются два одиночных контура: один во входной цепи и один в УРЧ. Если эти контуры одинаковые, то их добротность рассчитывается по формуле:
(7)где σ = 1,1 в относительных единицах (разах)
fн = 88 МГц нижняя частота заданного диапазона.
Имея ввиду, что микросхемы и биполярные транзисторы имеют малое входное сопротивление и при подключении к контуру они существенно (в 1,5-2 раза) снижают его собственную добротность. Поэтому значение Qэз не должно быть большим и должно лежать в пределах Qэз = 50 - 80.
Поэтому применим 2 одиночных одинаковых контура в преселекторе, при этом требуемая эквивалентная добротность определяется по формуле:
(8)где у - относительная частотная расстройка
