Приемник радиовещательный СВ диапазона (стр. 1 из 5)
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ГОУ СПО
ЕРТТ им А. С. Попова
Приемник радиовещательный СВ диапазона
Пояснительная записка к курсовому проекту по предмету
"Радиоприёмные устройства"
РТ 2.021.023 ПЗ
Руководитель:
Сайфуллина Г.Г.
Разработал:
Татаркин Д.А.
Исходные данные
1. Диапазон частот: fmin [МГц] = 0,8, fmax [МГц] = 2,0
2. Диапазон звуковых частот: Fmin [кГц] = 0,07, Fmax [кГц] = 7,2
3. Чувствительность: Ea [мВ/м] = 2
4. Избирательность по соседнему каналу: Seск [дВ] = 25
5. Избирательность по зеркальному каналу: Sезк [дВ] = 24
6. Избирательность на fпр = 465кГц: Sепр [дВ] = 24
7. Допустимый уход частоты гетеродина: 2Dfг [кГц] = 3
8. Допустимая неточность сопряжения входного контура и контура гетеродина: 2Dfс [кГц] = 1,5
9. Частотные искажения: М [дВ] = 7,5
10. Выходная мощность: Рвых [Вт] = 1,5
Содержание
Введение
1. Выбор и обоснование схемы электрической структурной
2. Эскизный расчёт
2.1 Эскизный расчёт высокочастотной части приемника
2.2 Эскизный расчёт низкочастотной части приемника
3. Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной
4. Электрический расчет
4.1 Расчёт входной цепи
4.2 Расчёт преобразователя частоты
4.2.1 Расчёт элементов контура гетеродина
4.2.2 Расчёт смесительной части преобразователя частоты
4.2.3 Расчёт элементов цепи стабилизации
Список литературы
Введение
7 мая 1895 г. произошло историческое событие, которое по достоинству было оценено лишь спустя несколько лет. На заседании физического отделения Русского физико-химического общества (РФХО) в городе Петербурге выступил преподаватель Минного офицерского класса Александр Степанович Попов с докладом "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям". Во время доклада А.С. Попов демонстрировал работу созданного им устройства, предназначенного для приёма и регистрации электромагнитных волн. Это был первый в мире радиоприемник. Он чутко реагировал электрическим звонком на посылки электромагнитных колебаний, которые генерировались вибратором Герца.
Изобретение радио Поповым было закономерным итогом его целеустремлённых исследований электромагнитных колебаний.
В 1894 г. в своих опытах А. С. Попов начал использовать в качестве индикатора электромагнитных излучений когерер французского учёного Э. Бранли (стеклянная трубка, заполненная металлическими опилками), впервые применённый для этих целей английским исследователем О. Лоджем. Александр Степанович упорно работал над повышением чувствительности когерера к лучам Герца и восстановлением его способности регистрировать на новые импульсы электромагнитного излучения после воздействия предыдущей электромагнитной посылки. В результате Попов пришел к оригинальной конструкции устройства для приёма электромагнитных колебаний, тем самым, сделав решающий шаг к созданию системы для передачи и приема сигналов на расстояние.
От опытов в стенах Минного класса Александр Степанович перешел к опытам на открытом воздухе. Здесь он реализовал новую идею: для повышения чувствительности присоединил к приёмному устройству тонкую медную проволоку - антенну. Дальность сигнализации от генератора колебаний (вибратора Герца) до приёмного устройства достигла уже нескольких десятков метров. Так 7 мая 1895 г. стало днём рождения радио - одного из величайших изобретений XIX века.
Постоянной тенденцией в радиоэлектронике является уменьшение габаритов и масс аппаратуры, повышение ее надежности. Эти задачи успешно решает микроэлектроника - направление электроники, охватывающее широкий комплекс проблем и методов, связанных с проектированием и изготовлением электронной аппаратуры в микроминиатюрном исполнении за счёт полного или частичного исключения дискретных компонентов.
В современных радиовещательных радиоприемных устройствах все шире внедряются микропроцессоры — программируемые микроэлектронные устройства, которые обеспечивают оптимальное качество приема в условиях помех, управление автопоиском, электронную память десятков радиостанций, коммутацию источников программ, работу таймера, включающего и выключающего приемник по заданной программе, т. е. осуществление программного управления. Используется цифровая настройка (нажатием цифровых кнопок) и обзорная (приемник сам "просматривает" диапазон до получения команды "стоп", после чего фиксирует настройку и сам следит за станцией, обеспечивая в случае необходимости нужную подстройку с помощью АРУ и АПЧ, переключение тракта УПЧ на более узкую полосу при появлении помехи по соседнему каналу, переключает регулятор тембра).
В качестве перестраиваемых емкостей широко используются не конденсаторы переменной емкости, а варикапы (иногда используют симметричные варикапные матрицы с встречно-последовательным включением варикапов, что позволяет увеличить линейность перестраиваемых контуров) — запертые диоды, емкость p-n-перехода которых изменяется при вариации управляющего постоянного напряжения с помощью потенциометров.
С помощью цифровых кнопок подключаются поочередно потенциометры, с которых на варикапы подстройки гетеродина и входной цепи подаются соответствующие постоянные напряжения.
Обзорная настройка сводится к изменению емкостей варикапов входной цепи и гетеродина под действием плавно изменяющегося напряжения.
Для дистанционного управления радиоприемников в пределах одного помещения используются ультразвуковые и инфракрасные линии связи.
В диапазонах СВ, УКВ и ДМВ в настоящее время получило распространение стереофоническое вещание. В России в диапазонах УКВ для этой цели применяется система со сложным управляющим сигналом, содержащим суммарный управляющий сигнал правого и левого каналов А+В со спектром 30 - 15 000 Гц, а также дополнительный управляющий сигнал с ультразвуковой поднесущей, необходимый для соединения сигналов левого и правого каналов.
В СВ диапазоне используются для стереофонического вещания сигналы с комбинированной модуляцией — амплитудной и частотной или амплитудной и фазовой, сигналы с двумя независимыми боковыми полосами и общей несущей, сигналы с квадратной модуляцией—два АМ сигнала, у которых несущие имеют одну и ту же частоту, но различаются на 90° по фазе.
Особые достоинства в качестве воспроизведения управляющего сигнала предвещает использование цифрового радиовещания. В этом случае сигнал превращается в последовательность импульсов, характеризующих значение сигнала в определенные моменты времени. Цифровая система передачи звука уже работает в системах спутниковой связи и спутникового радиовещания, а также используется для цифровой звукозаписи. Цифровое вещание может обеспечить практически неискаженное воспроизведение звука: полосу воспроизводимых частот 5—20000 Гц, коэффициент нелинейных искажений < 0,01 %, динамический диапазон >90 дБ, практически полное отсутствие внешних помех (отношение сигнал/шум > 90 дБ), а также осуществить стереофоническое вещание. Недостатком линий цифрового вещания является широкая полоса частот ~ 8 МГц, занимаемая одной радиостанцией, что определяет диапазоны несущих частот цифрового вещания.
Цифровое радиовещание позволяет просто реализовать вывод информации на дисплей, режим повтора сообщений, запоминание сообщений и т. д.
Несмотря на широко развивающееся радиовещание, большинство приёмников строятся по супергетеродинной схеме, так как она обеспечивает большую надёжность. И в данном курсовом проекте применён супергетеродинный принцип построения приёмников.
1. Выбор и обоснование схемы электрической структурной
По принципу усиления принимаемого сигнала различают радиовещательные приёмники прямого усиления, в которых сигнал усиливается непосредственно, и супергетеродинные, в которых основное усиление осуществляется на промежуточной частоте, полученной в результате преобразования частоты принимаемого сигнала.
В приёмнике прямого усиления содержатся: входная цепь, выделяющая сигнал, принятый антенной; усилитель высокой частоты, который усиливает поступившие из входной цепи полезные сигналы и осуществляет дальнейшее ослабление сигналов мешающих станций; детектор, преобразующий модулированное колебание высокой частоты в колебания низкой частоты; усилитель низкой частоты, усиливающий колебания низкой частоты до заданной выходной мощности; оконечный аппарат (динамик или громкоговоритель); и блок питания.
Рисунок 1. – Структурная схема приёмника прямого усиления.
Но приёмник прямого усиления не может обеспечить высокую чувствительность и хорошую избирательность.
В супергетеродинном приёмнике за счёт преобразования частоты принимаемого сигнала снижаются нежелательные обратные связи и повышается устойчивость.
Рисунок 2. – Структурная схема супергетеродинного приёмника.
Входная цепь, усилитель высокой частоты (может отсутствовать), детектор и усилитель низкой частоты действуют также как и в приёмнике прямого усиления. Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина. Гетеродин генерирует вспомогательную частоту fг, а преобразование частоты осуществляется в смесителе. На смеситель воздействует два колебания высокой частоты: колебание сигнала fc, поступившее из входной цепи, и от гетеродина fг. В результате частоты смешиваются и, за счёт избирательной системы в нагрузке смесителя, на выходе выделяется сигнал с промежуточной частотой. Усилитель промежуточной частоты обеспечивает требуемое усиление сигнала fпр до значения, необходимого для качественной работы детектора. Использование усилителя промежуточной частоты позволяет получить высокую избирательность и равномерное усиление в полосе пропускания.