Портативный радиоприёмник средних волн (стр. 2 из 5)
1. Определение (расчёт) основных характеристикприёмника.
В радиовещательных приёмниках установлены следующиедиапазоны частот:
- длинные волны 150 – 415 кГц;
- средние волны 520 – 1605 кГц;
- короткие волны 3,95 – 12,1 МГц.
В данной курсовой работе необходим диапазон среднихволн: 520 – 1605 кГц.
1. Расчёт диапазонов и поддиапазонов приёмника.
Коэффициент диапазона характеризуется отношением высшейкрайней частоты к нижней крайней частоте диапазона.
1. Найдём коэффициент диапазона: Кд = Fмах / Fmin
Кд = 1605 / 520 = 3,086.
2. Определим число необходимых поддиапазонов:
Кпд = n√Кд гдеn-предполагаемое число поддиапазонов.
Кпд = √Кд = √3,086 = 1,757
3. Определяем предварительное значение граничных частот поддиапазонов:
I диапазон:
F1´мин = Fмин= 520 кГц;
F1´мах = F1´мин* Кпд = 520 * 1,757 = 913,48 кГц;
II диапазон:
F2´мин = F1´мах= 913,48 кГц;
F2´мах = F2´мин* Кпд = 913,48*1,757 = 1605 кГц;
4. Необходимо, чтобы начало и конец каждого поддиапозонанесколько перекрывали конец и начало соседних поддиапозонов. Для получения«запаса перекрытия» необходимо каждую наименьшую частоту поддиапазонауменьшить, а наибольшую увеличить на
2 – 3% по сравнению со значениями, полученными в п. 3:
Вводим «запас перекрытия»:
I диапозон:
F1мин = F1´мин/ 1,02 = 520/1,02 = 509,8 кГц;
F1мах = F1´мах* 1,02 = 913,48 * 1,02 = 913,75 кГц;
II диапазон:
F2мин = F2´мин/ 1,02 = 913,48/1,02 = 895,57 кГц;
F2мах = F2´мах* 1,02 = 1605 *1,02 = 1637,1 кГц;
5. Находим окончательное значение коэффициента поддиапазона:
Кпд = F2мах / F2min = 1637,1/895,57 = 1,83
6. Выбираем промежуточную частоту fпр= 465 кГц.
2. Выбор и обоснование блок схемы
Рисунок 1.
На рисунке 1 представлена блок схема универсальногоприёмника.
В состав блок схемы входят:
- Входная цепь –
Входной цепью называется цепь, соединяющая антенну с первымусилительным или преобразовательным каскадом приёмника. Входная цепь должнанаиболее полно передавать энергию сигнала из антенны в первый каскад приёмника,т.е. должна иметь по возможности больший коэффициент передачи по мощности.
- УРЧ -
УРЧ – это резонансный одноконтурный усилитель сфиксированной или переменной настройкой. Усилитель радиочастоты обеспечиваетусиление сигнала и в дальнейшем фильтрует от помех.
- Преобразователь –
Преобразователь служит для переноса спектра частот из однойобласти в другую без изменения характера модуляции. Преобразователь являетсячастью супергетеродинного приёмника. В результате преобразования получаетсяновое значение частоты f пр,называемой промежуточной.
- УПЧ-
УПЧ – Усилитель промежуточной частоты предназначен дляусиления сигналов промежуточной частоты и обеспечения селективности пососеднему каналу.
- УНЧ –
Усилитель низкой частоты или усилитель мощности. Служит дляоконечного усиления сигнала.
Принцип работы блок схемы.
Сигнал поступает в приёмник с антенны. Приёмник снабжёнвнутренней и внешней антенной. Внешняя антенна работает в диапазоне УКВ ипредставляет собой телескопическую антенну. Внутренняя антенна рассчитана наработу в диапазонах СВ, ДВ и КВ волн. Внутренняя антенна основана на магнитнойобмотке с ферритовом сердечником.
Усиление по промежуточной частоте также основана двумяканалами:
- каналом ЧМ
- каналом АМ с промежуточной частотой 465 МГц.
Каждый блок УПЧ оснащён полосовыми фильтрами. Благодарярезкому различию резонансных частот фильтров каждый из них резонирует лишь нату промежуточную частоту, на которую он настроен, при этом другой фильтр наработу каскадов не влияет.
При поступлении сигнала на вход приёмника, сигналусиливается и поступает на преобразователь АМ. Преобразованный сигналфильтруется и усиливается в схеме. После прохождения всех преобразований сигналдетектируется и поступает на усилитель УНЧ, с помощью которого мы можемвоспринять сигнал на слух.
3. Выбор и обоснование структурной схемы.
Обоснование структурной схемы включает в себя:
- выбор значения промежуточнойчастоты, избирательных систем тракта ПЧ и преселектора;
- выбор элемента настройки иобоснование способа настройки;
- выбор детектора приемника;
- выбор активных приборов (АП) ВЧтракта и проверку возможности удовлетворения требований ТЗ при выбраннойэлементной базе;
- выбор ИМС УЗЧ и типадинамической головки;
- выбор узлов схемы питанияприемника.
3.1. Выбор значения промежуточной частоты
Число преобразований частоты вприемнике и значение промежуточной частоты fПЧ выбирается, в первуюочередь, из условий обеспечения требований по ослаблению зеркального (σЗК)и соседнего (σСК) каналов, а также с учетом других факторов. Впроектируемых приемниках эти требования обычно могут быть обеспечены прииспользовании одного преобразования частоты и стандартного значения fПЧ.В бытовой аппаратуре приняты следующие значения fПЧ:
- 465 кГц в радиовещательныхприемниках АМ сигналов (диапазоны ДВ, СВ, КВ);
- 10.7 МГц в радиовещательныхприемниках ЧМ сигналов (диапазон УКВ);
- 500 кГц в приемниках ОМ сигналов(диапазон КВ).
В данном случае для нашегоприёмника значение fПЧ=465 кГц.
3.2. Выбор системы тракта ПЧ и преселектора.
Основную роль в формированиирезонансной характеристики приемника и обеспечении требований ТЗ по ослаблениюсоседнего канала играет тракт промежуточной частоты. Полоса пропусканияприемника (ΔFПР) приблизительно равна полосе пропускания трактаПЧ. Исключение составляют приемники ДВ и СВ диапазонов, где полоса пропусканияприемника оказывается более узкой, чем полоса пропускания тракта ПЧ.Значение ΔFПРопределяют следующим образом:
ΔFПР = ΔFС + 2 (ΔfПЕР+ ΔfПР ),
где ΔFС - полосачастот принимаемого сигнала; ΔfПЕР иΔfПР -нестабильности частот передатчика и приемника.
Для АМ сигнала: ΔFС= 2 FВ ;
ΔFС = 2 FВ =2*4 = 8 кГц
3.3. Определение числа и типа избирательных системпреселектора
Число избирательных систем преселектора в каждом диапазонеопределяют исходя из заданного ослабления зеркального канала (σЗК),которое должно обеспечиваться на максимальной частоте диапазона (f0 =fМАКС), т.е. в “худшей точке”.
Задаемся значением конструктивной (максимальной реализуемойна данной частоте) добротности контура преселектора QК.
Ориентировочные значения QК следующие:
в диапазоне
ДВ - от 40 до 60,
СВ - от 50 до 80,
КВ - от 80 до 180,
УКВ - от 60 до 120.
Выбираем значение QК = 100 для приёмников СВ.
Оцениваем значения добротности эквивалентного контура QКЭ= (0.6...0.8)QК и егополосы пропускания DFКЭ= f0 / QКЭ.
QКЭ = (0.6...0.8)QК =0,7*100 = 70
DFКЭ = f0 / QКЭ= 1605/70 = 22,9
Рассчитываем крутизну характеристики избирательностипреселектора (в децибелах на декаду), при которой будет обеспечено выполнениетребований ТЗ по ослаблению зеркального канала:
,где 3 дБ - ослабление на границах полосы пропускания.
γпрес = (40-3)/ (3,27-1,36) = 19,37
Рассчитываем число колебательных контуров преселектора
mПРЕС =round ( gПРЕС / 20) ,
где round означает округление аргумента до ближайшегоцелого, превышающего аргумент; 20 дБ/дек - крутизна характеристикиизбирательности одного колебательного контура за пределами полосы пропускания.
mПРЕС =round ( gПРЕС / 20) = 19,37 / 20 = 1,709 = 1
При mПРЕС = 2 в преселекторе целесообразноиспользовать одноконтурное входное устройство и резонансный УРЧ, который помимодополнительного ослабления помех обеспечивает снижение коэффициента шумаприемника.
Приняв решение о числе колебательных контуров преселектора изначении их добротности, проверяем выполнение требования ТЗ по ослаблениюпомехи с частотой, равной промежуточной(sПЧ),на частоте диапазона (f0),ближайшей к fПЧ:
sПЧ = mПРЕС * 10 *lg (1 + xПЧ2 ),
где xПЧ = QКЭ ( fПЧ / f0- f0 / fПЧ ).
xПЧ = QКЭ ( fПЧ / f0 -f0 / fПЧ )= 35 (465/1605 – 1605/465) = 70 (0,29 – 3,45) =- 221,2
sПЧ = mПРЕС * 10 * lg (1 + xПЧ2 )= 1*10* lg(1+12232,36) = 10 lg(12233,36)=10*4,68=46,8
Выяснили, что ТЗ выполняется.
3.4. Выбор блока переменных конденсаторов
Длянастройки транзисторных радиоприемников на волну принимаемой радиостанцииприменяются односекционные и двухсекционные блоки конденсаторов переменнойемкости (КПЕ) с воздушным и с твердым диэлектриком. В качестве диэлектрикаиспользуется пленка из фторопласта или полиэтилена. У большинства блоков КПЕ ствердым диэлектриком на крышке блока установлены четыре подстроечныхконденсатора емкостью от 2—3 до 10—12 пф, которые используются вконтурах входной цепи и гетеродина диапазонов дв и св.
Некоторыеиз блоков КПЕ имеют встроенные в корпус шариковые верньеры, которыеобеспечивают замедление вращения оси роторов в 2,5—3 раза относительно секциипластин ротора. Первоначально блок переменных конденсаторов выбирают посправочникам радиодеталей, выпускаемых промышленностью, а также по данным,приведенным в описаниях промышленных и любительских радиоприемников. Дляпредварительной ориентировки при выборе блока переменных конденсаторов егокрайние емкости следует брать в пределах, указанных в таблице1. При этомрекомендуется за исходную брать минимальную частоту диапазона или самого низкочастногоподдиапазона.