Проектирование СВ-радиостанции - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Расчет и моделирование двухконтурной входной цепи. Потери мощности сигнала в колебательном контуре. Нестабильность коллекторного тока. Отклонение частоты сигнала от центрального значения. Структура линейного тракта. Коэффициент связи между катушками.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ)
Задание на курсовую работу (Вариант CB26)
Частотный диапазон - 26,97МГц-27,91МГц
Коэффициент амплитудной модуляции - 0,9
Нестабильность частоты принимаемого сигнала - 5*10 -5
Максимальная частотf модуляциb - 2,7кГц
Отстройка по соседнему каналу - 10кГц
В данной курсовой работе будет рассчитана схема приемника мобильной СВ радиостанции. Радиостанции СВ (Си Би рации) диапазона 27 МГц. наиболее популярны, как недорогие и доступные средства радиосвязи. При невысокой стоимости эти радиостанции Си Би (рации) позволяют получить дальность связи до 50 км.
CB (Си Би) - это сокращение от Citizen's Band (англ: гражданский диапазон). Это значит, что любой человек может использовать радиосвязь в диапазоне 27 МГц. Средства радиосвязи этого диапазона, представляют собой СВ рации носимые, мобильные (автомобильные) или стационарные радиостанции.
Вы можете связываться с аналогичными радиостанциями Си Би в пределах их радиуса действия. Если установить одну радиостанцию в квартире, а вторую в автомобиле, то можно иметь постоянную связь "дом - автомобиль". Установив стационарные радиостанции в городской квартире и на загородной даче, можно иметь постоянную связь между ними.
Возможности применения Си Би раций (радиостанций) связи весьма широки. Это достаточно надёжное и доступное средство связи, позволяющее связать, например, магазин со складом, склад с автотранспортом и т.д. Можно использовать СВ рации и на маломерном флоте - на катерах и яхтах. При этом дальность связи на воде значительно возрастает.
Наиболее массовое применение Си Би радиосвязь нашла в качестве мобильной связи. Рации в машинах позволяют поддерживать постоянный контакт между собой, получать оперативную дорожную информацию (пробки, засады, аварии), помощь при выборе маршрута, помощь при авариях и технических неполадок в пути.
Портативная гражданская радиостанция - это полноценное радиопередающее устройство, собранное в очень маленьком корпусе. Водители-дальнобойщики - самая большая группа пользователей CB диапазона в России. Но не только водители пользуются рациями, как наиболее удобным и эффективным видом связи. Радиосвязь в «Гражданском диапазоне» СВ, имеет большое распространение вследствие упрощенного получения разрешения на эксплуатацию. Портативные или переносные радиостанции 27 МГц - это небольшие габариты и малый вес. К ним относятся отечественные радии «БЕРКУТ», «ПИЛОТ», «КОРНЕТ», а также импортные, такие, как Alan, KENWOOD, Motorola, Yaesu, Midland, MAYCOM.
Главные требования, предъявляемые к гражданским рациям рыбаками, охотниками и туристами - это дальность связи, максимально длительное время работы от батарей, надежность и удобство эксплуатации. Для охоты многие выбирают радиостанции до 27 МГц, имеющие длину волны 11 метров, которая легко проходит деревья и способна обогнуть небольшой холм. К основным требованиям в данном случае относятся простота, легкость эксплуатации и небольшой вес, а также ударопрочный корпус, защищенный от попадания пыли и влаги.
Автомобильные радиостанции 27 МГц работают от напряжения 12В. Станции СВ-диапазона 27 МГц имеют до 400 каналов. Средняя СВ-радиостанция по внешнему виду, габаритам и массе напоминает автомагнитолу, однако встречаются и более крупные, и совсем компактные модели.
В малонаселенных местах автомобильная рация порой единственный способ попросить о помощи. В случае чрезвычайного происшествия практически в любой точке мира у Вас есть дополнительная возможность получить помощь, т.к. во всех странах с развитой автомобильной инфраструктурой 9 канал СВ диапазона прослушивается операторами спасательных служб.
СВ развивается, оставаясь незаменимым средством связи для профессиональных водителей, путешественников и организаций, нуждающихся в дешевой оперативной радиосвязи.
Технические характеристики мобильной CB-радиостанции
Температура эксплуатации: -30° - +40°
Расчет структурной схемы линейного тракта
?f m -макс отклонение частоты сигнала от центрального значения
Так как частота сигнала и гетеродина нестабильно то приходится увеличить полосу пропускания у приемника чтобы сигнал прошел через линейный тракт с учетом нестабильности частот сигнала и гетеродина.
?fc и ?fr - абсолютная нестабильность частоты сигнала и гетеродина
fc max и fr max - макс значения частоты гетеродина и сигнала.
?tc и ?tr - относительная нестабильность частот сигнала и гетеродина.
Определим полосу пропускания приемника CB радиостанции
?fc = 27,91*10 6 *5*10 -5 =1395,5 Гц
fr = fcmax-Fпч1=27,91МГц-10,7МГц=16,3МГц
Преселектор состоит из входной цепи и УВЧ. В составе ВЦ и УВЧ есть фильтры, которые обеспечивают подавление зеркальной помехи.
При расчете необходимо определить тип фильтров, которые находятся в ВЦ и УВЧ.
Определяем эквивалентную добротность колебательных контуров, которые входят в состав фильтров
По графику исходя из заданных подавлений зеркальной помехи, определяется обобщенная расстройка помехи и тип фильтров.
По графику выбираем двухконтурный полосовой фильтр (ДПФ) (график №2). Значению соответствует обобщенная расстройка ;
Определяем значение промежуточной частоты
fпч=0,25* зп*fc max*dэр=0,25*45*27,91*10 6 *0,02=6,2МГц
где - эквивалентное затухание контуров радиочастотного тракта.
Если выбрать fпч=6,2МГц, то данный полосовой фильтр обеспечит требуемое затухание зеркальной помехи.
Однако найденное значение промежуточной частоты не является стандартным, его надо заменить.
Т.к. стандартное значение fпч=10,7МГц больше найденного, то замена на стандартное обеспечит подавление помехи больше чем требуется.
Для решения этой проблемы увеличим dэр в 10,7/6,2=1,7 раза
fпч=0,25* зп*fc max*dэр=0,25*45*27,91*10 6 *0,034=10,6МГц
Выбранные структура преселектора и значение эквивалентного затухания обеспечивают подавление зеркальной помехи более, чем на 60дБ - требование задания на проектирование по подавлению зеркальной помехи выполнено с некоторым запасом.
Для обеспечения заданной избирательности подключим 2 фильтра LTM455GW подряд.
40dB Band Width (kHz) max (LT455 W)
Stop Band Attenuation fo±100kHz(dB)min
Для обеспечения заданной избирательности подключим 2 фильтра подряд CFECS10.8MK1
Уровень затухания у этого фильтра ? 38dБ
Общее затухание ? 38dБ+38dБ?76 dБ > 60dБ
По заданной чувствительности определяем максимально допустимый коэффициент шума линейного тракта приемника, затем задаются структуры линейного тракта типами транзисторов и микросхем и определяется коэффициент шума этой структуры. Если найденное значение коэффициента шума окажется меньше максимально допустимого, то выбранная структура обеспечивает заданную чувствительность, в противном случае меняют тип транзисторов или микросхемы.
где - требуемое отношение (в «разах») среднеквадратического напряжения сигнала к среднеквадратическому напряжению шума на выходе линейного тракта (на входе демодулятора), R A - полное сопротивление антенны, k=1,38*10 -23 дж/градK - постоянная Больцмана, T 0 =293°K - абсолютная температура в нормальных условиях, П ш ? 1,1П - шумовая полоса линейного тракта.
Задаемся структурой линейного тракта и определяем коэффициент шума
Крвц - коэффициент шума по модуляции = 0,5
Nтранз - коэффициент шума транзистора, который используется в составе УВЧ и ПрЧ
Y 21 - прямая проводимость транзистора
Y 12 - обратная проводимость транзистора
Обе проводимости зависят от частоты на которой работает приемник.
Вывод: Т.к Nлт1) меньше критической (<1).
Ссх=Сэк=Сп+С 2 +Сmin+m 2 2 *(Cн+См)
C ki =(Ссх*Ссвi)/(Ссвi*Ссх) - емкость контуров
Сmin - минимальная емкость конденсатора контура
dэр - эквивалентное затухание контура
m a - коэффициент включения антенны в контур
m 2 - коэффициент включения нагрузки в контур
Ко - коэффициент передачи ВЦ на резонансной частоте
? зк - подавление зеркальной помехи в dБ
f з - частота зеркальной помехи - f 0 -2f пч1
Rк = w 0 LкQк - сопротивление потерь контура
Qк=1/d - собственное добротность контура
Согласно нижеприведенной таблице, выбираем значение емкостей исходя из заданного диапазона частот (верхняя граница диапазона коротких волн)
1. Резонансная частота f 0 =28,184 МГц
Для получения правильной характеристики необходимо установить количество точек на экране боде плоттера равное 1000, иначе можно не увидеть двугорбость характеристики.
2. Коэффициент передачи ВЦ на резонансной частоте K 0
4. Определяем подавление зеркальной помехи с отстройкой от сигнала на
у = К 0 - К з = -17,31 -(-78,286) = 60,976 > 60 dБ
Рассчитанная ВЦ обеспечивает требуемую избирательность.
Усилителем определяются такие параметры приёмника, как ограниченная шумами чувствительность, верность воспроизведения принимаемых программ в условиях воздействия мешающих и полезных сигналов большой интенсивности. Исходя из этого, к УРЧ предъявляются следующие требования:
достижение максимального динамического диапазона, определяемого отношением предельного напряжения полезного сигнала в антенне, при котором искажения огибающей не превосходят допустимой величины, к напряжению сигнала, соответствующему ограниченной шумами чувствительности;
обеспечение необходимого усиления во всём диапазоне перестраиваемых частот, при котором шумы преобразователя и последующих за ним каскадов не сказываются существенно на коэффициенте шума приёмника;
в заданном интервале изменения входных сигналов амплитудная характеристика УРЧ должна быть достаточно линейной, чтобы побочные продукты, порождаемые сигналами соседних каналов, не превышали допустимого уровня;
система селекции УРЧ совместно с входной цепью должна обеспечить подавление интермодуляционных и зеркальных помех.
Целью моделирования является проверка правильности расчетов, оценка работоспособности схемы при использовании в ней радиоэлементов с номиналами, которые соответствуют реальным радиоэлементам, выпускаемым промышленностью, а также уменьшение погрешностей за счет перехода от формул к графикам. При моделировании решаются две главные задачи: преобразование принципиальной схемы в эквивалентную, а также замена радиоэлементов принципиальной схемы на их библиотечные модели пакета программ, используемого для моделирования.
При расчете и моделировании используется транзистор, модель которого имеется в библиотеке моделей пакета Multisim. В дальнейшем рассматривается биполярный N-P-N транзистор 2sc2786, работающий в диапазоне частот от 100кГц до 200 МГц, Необходимые для расчета УРЧ параметры транзистора определяются по его характеристикам. Далее рассматриваются примеры расчета и моделирования УРЧ.
R2-R1 - делитель напряжения, которые задает напряжение смещения на базу транзистора.
Чем оно больше, тем больше открыт транзистор и больше ток коллектора
Rэ - сопротивление термостабилизации, обеспечивает стабилизацию коллекторного тока при нагреве транзистора
Сэ - емкость обеспечивает шунтирование сопротивления Rэ по переменному току, при этом Ku по переменному току становится большим
Исходные данные для расчёта усилителя
- заданная частота входного сигнала УРЧ (резонансная частота).
-ток коллектора в отсутствии сигнала
-сопротивление нагрузки (сопротивление следующего каскада)
-эквивалентное затухание контура УРЧ (задается на этапе структурного расчета).
собственное затухание контура УРЧ (задается на этапе структурного расчета).
По справочным данным определяются следующие параметры транзистора:
По графикам, приведенным в Приложении, определяются активная и реактивная проводимости транзистора в зависимости от значений f и .
Рассчитываем значения модулей проводимостей.
Определяем изменение обратного тока коллектора под воздействием температуры
?I кб0 =I кб0 2 0,2( Tmax - T 0) = 100*10 -3 •2 0,2(333-293) = 2,56•10 - 3 А,
Tmax - абсолютная температура при эксплуатации транзистора
Т0 - комнатная температура=20+273=293 К
Определяем тепловое смещение напряжения базы
?Uбэ = (Tmax-Tmin)=1,8•(333-233)=180мВ, где
ДI к = I к (Т max - Т min ) / T 0= 5(333-233)/293=1,7мА
R э =[ДU Эб +(10…20) ДI кб 0 /g 11 ]/ ДI к =[180•10 -3 + 10*2,56•10 - 3 /1•10 -3 ]/1•10 -3 = 256Ом
= (10*12)/(256*5*10 -3 *1*10 -3 )=93,7 кОм
= (10*12)/(1*10 -3 *(12-256*5*10 -3 ))= 10,9 кОм
Определяем значение индуктивности контура.
=1/dэр=1/0.034=29,41-эквивалентная добротность контура
=1/=1/ =125- собственная добротность контура
Определяем допустимую степень увеличения затухания контура (расширения полосы пропускания) при подключении к нему внешних цепей.
Определим собственную проводимость контура:
Определим оптимальные значения коэффициентов включения:
Определим индуктивность связи трансформатора, принимая
Коэффициент связи следует выбирать из условия
Найдем сопротивление потерь контура:
Определим вносимое в контур эквивалентное сопротивление нагрузки
Определим коэффициент усиления усилителя:
Определим максимально допустимый коэффициент усиления по условиям устойчивости:
Для обеспечения устойчивости системы, должно выполняться неравенство:
. Для данного примера указанное условие не выполняется.
Если условие устойчивости не выполняется, то принимают меры по повышению устойчивости. При пассивном методе повышения устойчивости снижают коэффициент усиления УВЧ, а при активном - переходят к схеме каскодного УВЧ, который обеспечивает высокий коэффициент усиления при сохранении устойчивости.
Рассмотрим пассивный метод. Изменяем расчет коэффициента включения
Вновь определяем коэффициент усиления и проверяем условие обеспечения устойчивости.
=200*10 -3 *0.054*0,551*6,28*27,91*10 6 *(0,952*10 -6 /0,034)=29,2 29,2<64
Параметр I(dc) на эммитере транзистора выше 5mA, для этого изменим параметр резистора R2 до 5 кОм
Наблюдаем резонанс на частоте 27,925 МГц и коэффициент усиления 39,771 dБ,
Сначала определяем коэффициент усиления УРЧ , без учета m02.
Умножим на коэффициент включения m02
Определим погрешность резонансной частоты:
Определим коэффициент усиления теоретический:
=200*10 -3 *0.054*0,551*6,28*27,91*10 6 *(0,952*10 -6 /0,034)=29,2
Определим погрешность коэффициента усиления:
Для этого на Боде плоттере опустимся на 3дб вниз, определяем, какие частоты соответствуют этим значениям.
Частота 28,107 МГц, 36,985 dБ (верхняя)
Частота 27,723 МГц, 36,771 dБ (нижняя)
Определим погрешность полосы пропускания
В ходе проделанной работы была спроектирована мобильная CB-радиостанция, которая так же была смоделирована в пакете Multisim. В результате этого, были получены результаты сравнения между расчетными данными и данными полученными в ходе моделирования:
Коэффициент передачи ВЦ на резонансной частоте K 0
Из этого делаем вывод, что параметры приемника удовлетворяют всем требованиям.
Микросхема MC13030 фирмы Motorola разработана для применения в автомобильных радиоприемниках. Микросхема включает в себя два смесителя, два гетеродина, систему АРУ и детектор. Частотный диапазон первого преобразователя частоты по входу составляет 100 кГц…50 МГц.
На Рис.П1… П4 приведены функциональная схема микросхемы, схема ее включения для определения основных характеристик, а также схемы включения в состав АМ - радиовещательного и CB - приемника. Основные электрические характеристики приведенные в Табл.П1
Основные электрические характеристики микросхемы ( при 25? С и напряжения питания VCC=8V)
В данном разделе приведены данные по керамическим фильтрам для УПЧ фирмы Murata, предназначенные для использования при стандартных значениях промежуточной частоты 10,7 МГц (Табл.П2) и 455кГц (Табл.П3). На рисунках приведены схемы включения и частотные характеристики фильтров.
40dB Band Width (kHz) max (LT455 W)
Stop Band Attenuation fo±100kHz(dB)min
Note:Center frequency 450kHz is also available.
LTM 455/450 U/W SERIES TEST CIRCUIT
LTM 455/450 U/W SERIES CHARACTERISTICS
Частотная характеристика фильтра CFECS10.8MK1
При проектировании радиостанции использовался транзистор 2sc2786, снизу будет приведена таблица П4 с электрическими характеристиками
Структура СВ радиостанции (Рис П5) и принцип ее работы:
Сигнал с приемной антенны поступает на УВЧ, далее сигнал испытывает двукратное преобразование частоты.
На смеситель 1 поступают колебания от синтезатора частоты, который выполняет роль гетеродина, формируется частота 10,625 МГц (f1), потом после смесителя 2 455 кГц (f2)
УПЧ2 усиливает сигнал и направляет его на амплитудный детектор и на частотный детектор. В зависимости от режима работы радиостанции ключ подключается либо к выходу АД или ЧД.
Сигнал усиливается УНЧ и поступает в динамик.
С помощью клавиатуры на синтезаторе частоты устанавливается частота работы передатчика, которая на дисплее отражается в виде номера канала связи, синтезатор формирует заданную частоту с помощью УПТ, ГУН и буферного усилителя. После БУ через ФНЧ идет на передающую антенну.
Принципиальная схема СВ радиостанции с АМ
Выбор частоты дискретизации первичного сигнала и типа линейного кода сигнала ЦСП. Расчет количества разрядов в кодовом слове. Расчет защищенности от шумов квантования для широкополосного и узкополосного сигнала. Структурная схема линейного регенератора. курсовая работа [2,0 M], добавлен 05.01.2013
Расчет мощности сигнала на входе усилителя низкой частоты, значения коллекторного тока оконечных транзисторов, емкости разделительного конденсатора, сопротивления резистора, напряжения на входе усилителя. Разработка и анализ принципиальной схемы. курсовая работа [111,1 K], добавлен 13.02.2015
Параметры переменного тока. Промышленная, звуковая, высокая и сверхвысокая частоты. Активное, индуктивное и емкостное сопротивления в цепи тока. Получение электромагнитных колебаний в колебательном контуре. Резонанс напряжений и резонанс токов. контрольная работа [151,1 K], добавлен 03.12.2010
Проектирование электронного устройства в состав, которого входит электронный усилитель электрического тока, устройство усиления частоты усиливаемого им сигнала. Расчет входной, выходной и промежуточной частей усилителя, электронно-счётного частотомера. контрольная работа [466,4 K], добавлен 28.12.2014
Изображение структурной и функциональной схемы исследуемого тракта. Входной сигнал, шум и аддитивная смесь. Временные диаграммы совокупности сигнала и помехи на выходах всех функциональных узлов тракта. Прохождение сигнала через оптимальный фильтр. курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.03.2014
Анализ условий передачи сигнала. Расчет спектральных, энергетических характеристик сигнала, мощности модулированного сигнала. Согласование источника информации с каналом связи. Определение вероятности ошибки приемника в канале с аддитивным "белым шумом". курсовая работа [934,6 K], добавлен 07.02.2013
Методы расчета двухконтурной цепи связи генератора с нагрузкой. Нагрузочные характеристики лампового генератора с внешним возбуждением. Расчет значений максимальной мощности и оптимального сопротивления связи XсвОПТ для двух режимов работы генератора. курсовая работа [210,6 K], добавлен 21.07.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование СВ-радиостанции курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Требования К Презентации По Курсовой Работе
Контрольная работа: Организационно-экономические основы предпринимательства. Скачать бесплатно и без регистрации
Доклад по теме Luca Pacioli
Контрольная работа по теме Статистический исследование экономической деятельности предприятий
Контрольная Работа На Тему Холодильное Оборудование Торговых Предприятий
Диссертация Виноград
Контрольная работа по теме Славяно-русская палеография
Самомассаж Реферат По Физкультуре
Курсовая Работа На Тему Некоммерческие Организации И Их Влияние На Экономическую Инфраструктуру Муниципального Образования
Сочинение по теме Художественное время в сказках и былинах
Доклад: Значение “Великого посольства” в развитии пиротехники в России
Красив Осенний Лес Сочинение
Оптимизация Расходов Строительного Предприятия Курсовая Работа
Реферат: Аудит собственного капитала предприятия
Реферат по теме Обзор практики разрешения споров
Контрольная Работа На Тему Принятие Стратегических Решений О Выборе Реализуемой Услуги
Перспективы Роботизации Растениеводства Реферат 8 Класс
Реферат: Нападение фашистской Германии на Польшу и развязывание второй мировой войны
Реферат Я Гражданин России
Реферат: Внешняя политика в годы правления Ивана грозного
Происхождение этрусков - История и исторические личности курсовая работа
Выбор топологии включения станций проектируемой сети SDH г. Темиртау - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа
Характеристика русско-турецкой войны конца XVIII века. Политический строй СССР 1956-1964 гг. - История и исторические личности контрольная работа