Радиоприемное устройство - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Выбор промежуточной частоты. Определение количества каскадов для обеспечения заданной чувствительности. Расчет полосы пропускания приемника и определение его отдельных трактов. Составление и обоснование функциональной, структурной и принципиальной схемы.


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.


1. Предварительный расчет радио принимающего устройства
Промежуточная частота выбирается из условий, что она:
* должна быть вне диапазона рабочих частот приемника;
* должна обеспечивать заданное ослабление зеркального канала;
* должна быть достаточно низкой, чтобы обеспечить необходимое устойчивое усиление приемника при наиболее простых и дешевых электронных приборах и избирательных системах;
* иметь одну из следующих стандартных величин: 110 кГц; 625 кГц; 0.9 МГц; 1.6 МГц; 2.5 МГц; 6.5 МГц; 8.5 МГц; 24 МГц; 30 МГц; 60 МГц; 100 МГц.
Для выполнения вышеизложенных условий примем первую промежуточную частоту равной 0,9 МГц, а вторую - 24МГц.
1 .2 Определение количества каскадов для обеспечения заданной чувствительности
Необходимый для обеспечения чувствительности коэффициент усиления тракта высокой частоты (ТВЧ) определяется выражением
где Ud - напряжение, подводимое к детектору, U d =0,7B;
E A - чувствительность приемника, Е А =4*10 -6 В.
Усиление тракта высокой частоты обеспечивается входной цепью (с коэффициентом передачи К Вх ), усилителем высокой частоты (с коэффициентом усиления К увч ), преобразователем частоты (с коэффициентом преобразования К ПР ), усилителем промежуточной частоты (с коэффициентом усиления К УПЧ ):
К ТВЧ = К ВЧ * К УВЧ * К ПР 1 *К ПР2 * К УПЧ1 *К УПЧ 2 .
При этом должно выполняться условие:
Зададимся значениями коэффициентов передачи каскадов ТВЧ: К ВЧ =2, К УВЧ =5, К ПР 1 =7, К ПР2 =7, К УПЧ =14. Для получения заданного усиления будем использовать два каскада УПЧ, тогда получим:
Таким образом, требуемое условие Ктвч >К'твч выполняется.
1.3 Расчет полосы пропускания приемника и определение полос пропускания его отдельных трактов
В качестве фильтров обычно применяют колебательные контуры. Для обеспечения высокой избирательности добротность контура должна быть высокой, а для расширения полосы пропускания, наоборот, низкой:
Полоса пропускания приемника определяется требуемой полосой воспроизводимых частот:
где П - полоса пропускания высокочастотного тракта;
Дf СП - ширина спектра принимаемого сигнала;
Дf НЕСТ - нестабильность, определяемая уходом частоты гетеродина приемника и частоты передатчика.
При амплитудной модуляции и при узкополосной модуляции:
где Г - коэффициент совпадения уходов частоты, учитывающий соотношение одновременного ухода от номинальных величин частот передатчика и гетеродина приемника. Величина Г = 0,3…0,7;
Д f C - максимальный уход частоты передатчика;
Д f R - максимальный уход частоты гетеродина.
где б R - коэффициент нестабильности;
частота каскад приемник пропускание
Основное усилие (до детектора) и избирательность по соседнему каналу реализуются в тракте второй промежуточной частоты. Поэтому полоса пропускания тракта второй промежуточной частоты принимается равной полосе пропускания приемника
В тракте первой промежуточной частоты промежуточная частота принимается высокой (десятки МГц), а это препятствует реализации узких полос пропускания из-за малых величин входных и выходных сопротивлений транзисторов.
Ориентируясь на практически реализуемую добротность фильтров полосу пропускания тракта первой промежуточной частоты можно определить из условия
Пf ПР 1 = f ПР 1 / Q ПР1 , Q ПР1 = 150…200.
Тракт сигнальной частоты (входная цепь и УРЧ) настраивается на частоты порядка сотен МГц. Шунтирующее действие транзисторов на колебательные контуры существенно возрастает. Полосу пропускания сигнального тракта определим из условия:
1.4 Определение количества фильтров, обеспечивающих заданную избирательность и полосу пропускания тракт а сигнальной частоты
Из условия обеспечения избирательности по зеркальному каналу, добротность должна быть не менее:
где d 3 K - избирательность по зеркальному каналу в разах;
п - количество контуров тракта сигнальной частоты (примем n=2).
Избирательность по зеркальному каналу в децибелах равна:
Так как увеличение числа контуров тракта сигнальной частоты не приводят к снижению добротности до требуемому значению, поэтому применим двукратное снижение напряжения, при этом f р1 =24МГц.
Из условия обеспечения полосы пропускания, добротность контуров тракта сигнальной частоты должна быть не более:
где Мк - частотные искажения тракта сигнальной частоты в разах.
Принимаем частотные искажения на уровне 0.707, равными 3дБ (М ДБ =3дБ), тогда:
Искомая величина эквивалентной добротности определяется с учетом обеспечения как избирательности по зеркальному каналу, так и полосы пропускания:
Учитывая то, что практически реализуемой эквивалентной добротностью является Q э ? 100, принимаем Q э = 100.
Фильтры промежуточной частоты определяют полосу пропускания приемника и его избирательность по соседнему каналу.
Для обеспечения избирательности по соседнему каналу 49дБ будем использовать фильтр сосредоточенной селекции (ФСС), состоящий из 5 звеньев, каждое из которых обеспечивает избирательность в 10 дБ.
2. Обоснование функциональной схемы радиоприемника
На рисунке 2.1 представлена структурная схема заданного варианта супергетеродинного приемника.


Рисунок 2.1 Структурная схема приемника
Во входной цепи приемника выделяется сигнал высокой частоты, предварительно выделяя принимаемую станцию.
На следующем этапе сигнал усиливается усилителем высокой частоты (УВЧ), и его спектр сдвигается в область низких частот при помощи преобразователя частот, в который включает в себя смеситель и гетеродин. Гетеродин - генератор высокой частоты. Непосредственное преобразование происходить в смесителе, который выдает сигнал с промежуточной частотой полученной отниманием из частоты гетеродина частоты сигнала. То есть:
Далее сигнал поступает на каскад усилителя промежуточной частоты (УПЧ), где происходит усиление принимаемой станции, для того чтобы детектор мог нормально работать.
Детектор преобразует модулированный высокочастотный сигнал в колебания низкой частоты.
Усилитель низкой частоты (УНЧ) дает усиление по мощности, которое необходимо для работы громкоговорителя.
3. Составление структурной электрической схемы
Предварительный расчет определил, что приемник должен содержать входную цепь, один каскад УВЧ, два преобразователя частоты и два каскада УПЧ, причем количество необходимых звеньев ФСС после УВЧ - 2, а для УПЧ - 5.
Автоматическая подстройка частоты (АПЧ) устанавливается при значительной нестабильности частоты гетеродина и обычно в диапазоне СВЧ. При б г > 10 -5 АПЧ может быть применена и в УКВ диапазоне.
Если предварительный расчет показывает, что расширение полосы пропускания приемника за счет ухода частоты гетеродина не превышает 20%, то АПЧ может не устанавливаться. Система автоматической регулировки усиления (АРУ) применяется для выравнивания уровней принимаемых сигналов и подавление замираний в диапазоне коротких волн у приемников с амплитудной модуляции. В приемниках ЧМ - сигналов подавление паразитной амплитудной модуляции обеспечивается ограничением сигнала промежуточной частоты перед его детектированием, и АРУ не используется.
Учитывая вышеизложенное, изобразим структурную схему приемника (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 Структурная электрическая схема приемника без АПЧ.
4 . Разработка принципиальной схемы приемника
4 .1 Выбор и обоснование входной цепи
Входная цепь должна обеспечивать, возможно, большую избирательность при допустимой неравномерности усиления в полосе пропускания и максимальный коэффициент передачи напряжения. При этом изменение коэффициента передачи по напряжению в пределах рабочего диапазона частот должно быть возможно меньшим. А также должна согласовывать фидерную линию с входом первого усилительного каскада с целью повышения отношения сигнал/шум.
Входные цепи классифицируются по двум основным признакам: по виду колебательной системы, настроенной на частоту принимаемого сигнала, и по способу связи этой системы с антенной. В качестве колебательных систем во входных цепях применяют как одиночные контуры, так и различные системы связанных контуров. Одноконтурная входная цепь получила широкое применение из-за простоты конструктивного выполнения, более высокого и постоянного по диапазону коэффициента передачи, удобства настройки по сравнению с многоконтурными.
По виду связи антенны с контуром различают схемы с индуктивной, емкостной, индуктивно-емкостной и автотрансформаторной связью. Недостатком входной цепи при емкостной связи является непостоянство коэффициента передачи по диапазону.
Во входных цепях метровых и дециметровых волна наиболее распространены автотрансформаторная и трансформаторная связь контура с антенной и неполное подключение контура к усилительному прибору УВЧ, что ослабляет его влияние на контур.
Наибольшим постоянством коэффициента передачи по диапазону обладает схема индуктивной связи контура с ненастроенной антенной при удлиненной антенной цепи.
Выбранная входная цепь включает в себя колебательный контур LC, соединенный с антенной и с входом УВЧ емкостной связью (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 Схема электрическая принципиальная входной цепи
Усиление радио частотных колебаний в приемнике осуществляется с подошью УВЧ. Схема УВЧ собрана на транзисторе с общим эмиттером. Для достижения высокой избирательности необходимо сохранить за счет изменения коэффициента включения контура LC в коллекторную цепь.
К УВЧ прежде всего предъявляется требование постоянства коэффициента усиления по диапазону. Коэффициент усиления на резонансной частоте зависит в основном от крутизны характеристики транзистора и резонансного сопротивления контура. Резонансное сопротивление зависит от частоты, поэтому коэффициент усиления зависит также от частоты.
Резонансные УВЧ повышают избирательность по зеркальному и усиливают сигнал, способствуя повышению чувствительности приемника. Поэтому для обеспечения наибольшей чувствительности и избирательности будем применять резонансный усилитель (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 - Схема электрическая принципиальная УВЧ
Существуют ПЧ на полупроводниковых диодах и транзисторах. ПЧ на транзисторах характеризуются значительно большим коэффициентом передачи, чем диодные, и большим уровнем шумов. Транзисторные ПЧ содержат 2 основных устройства: смеситель и гетеродин.
К смесителю предъявляются следующие требования: минимальный уровень вносимых шумов и искажений при наименьшей зависимости его от частоты настройки приемника, как можно меньшее количество побочных каналов приема.
В качестве смесителя будем использовать схему на биполярном транзисторе (рисунок 4.3). Синусоидальные колебания с гетеродина подаются на эмиттер транзистора смесителя, что обеспечивает смещение рабочей точки с частотой гетеродина и в конечном счете сдвиг спектра сигнала в область низких частот.
Нагрузкой смесителя является фильтр, настроенный на частоту f пр = f г - f с , он отделяет составляющую тока с промежуточной частотой от составляющей с частотами f c и f с + f г .
Рисунок 4.3 Схема электрическая принципиальная ПЧ.
Гетеродин, применяемый в преобразователе частоты супергетеродинного приемника, должен генерировать в заданном диапазоне частот колебания достаточно стабильной частоты с примерно постоянной амплитудой, необходимой для работы смесителя. При этом не должно быть паразитной генерации. Гетеродины ЧМ приемников не должны иметь паразитной частотной модуляции. Принципиальная схема гетеродина проиллюстрирована на рисунке 4.4.
Рисунке 4.4 Принципиальная схема гетеродина
Основные требования, предъявляемые к усилителям промежуточной частоты (УПЧ), - обеспечение избирательности по соседнему каналу, формирование полосы пропускания, обусловливающей необходимую точность воспроизведения на выходе передаваемого сообщения, и основное усиление принимаемого сигнала до детектора.
Частотная избирательность УПЧ определяется крутизной ската резонансной кривой, а полоса пропускания - шириной этой кривой на заданном уровне. Избирательность усилителя иногда характеризуют коэффициентом прямоугольности резонансной характеристики.
Из предварительного расчета выяснилось, что для реализации необходимого усиления используем два УПЧ. Апериодический усилитель промежуточной частоты выполнен на резисторах и приведен на рисунке 4.5. У резонансного усилителя нагрузкой является резонансная система.
Рисунок 4.5 Схема электрическая принципиальная апериодического УПЧ.
Детектирование частотно-модулированных сигналов производится с помощью частотных детекторов. К частотным детекторам предъявляются следующие основные требования: 1) изменение выходного напряжения во времени должно по возможности более точно повторять закон изменения частоты подводимого на вход сигнала; 2) коэффициент передачи напряжения должен быть возможно большим; 3) выходное напряжение должно оставаться по возможности постоянным при изменении амплитуды входного сигнала.
Наибольшее применение в приемниках получил детектор отношений. Один из вариантов схемы детектора отношений приведен на рисунке 2.6. По сравнению с другими частотными детекторами он обладает следующими преимуществами: 1) работает при более слабых входных сигналах; 2) подавляет паразитную амплитудную модуляцию при более слабых входных сигналах и в более, широкой полосе частот.
Рисунок 4.6 Схема электрическая принципиальная дробного детектора.
Тракт низкой частоты состоит из усилителя напряжения низкой частоты и усилителя мощности низкой частоты. Основное требование, предъявляемое к ТНЧ, - получение необходимой мощности при заданных допустимых искажениях сигнала и максимальном КПД. УННЧ представляет собой апериодический усилитель, схема которого приведена на рисунке 7. В качестве УМНЧ используем схему апериодического усилителя (рисунок 4.7), нагрузка которого - активное сопротивление, для согласования с динамиком применяем трансформатор.
Рисунок 4.7 - Схема электрическая принципиальная УМНЧ.
Схемы выбранных каскадов соединяем в одну единую схему приемника, при этом обеспечиваем единое питание всех каскадов постоянным напряжением равным 12В (см. Приложение). А также составляем перечень элементов, номиналы которых рассчитаем в следующем пункте.
5 . Расчет каскада усилителя промежуточной частоты с фильтром сосредоточенной селекции
Расчет ФСС проводят по обобщенным резонансным кривым, построенным для различного количества звеньев фильтра n, различного обобщенного затухания и обобщенной расстройки X (рисунок 1.5, а/1/).
а. Требуемая избирательность ФСС по соседнему каналу 49 дБ;
б. Соседняя станция удалена от принимаемой на =25 кГц;
в. Добротность контура одного звена ФСС Q=250;
г. Требуемая полоса пропускания ФСС 2=20.93 кГц.
где f - промежуточная частота приемника, f =900 кГц;
Определим обобщенную расстройку по соседнему каналу:
По графику (рисунок 1.5, а/1/) определим затухание S 1 , создаваемое одним звеном фильтра для соседней станции.
Определим число звеньев ФСС, необходимое для обеспечения требуемого затухания:
По графику (рисунок 1.5, б /1/ ) определим коэффициент передачи ФСС по напряжению.
б. Промежуточная частота f пр = 900 кГц;
в. Коэффициент нестабильности S нес =3;
г. Частотные искажения в полосе пропускания М=3 дБ.
Рассчитаем эмиттерный и резисторы делителя напряжения (на базе):
где I К - ток коллектора транзистора, I К =2 мА.
где R б представляет собой параллельно включенные R б1 и R б2 .
Выберем транзистор КТ315А с параметрами:
Определим частотные искажения на каждый конденсатор в полосе пропускания.
Допуская падение на R ф десятой части напряжения Е, определим:
Все конденсаторы, не участвующие в резонансах, выбираем равными 47нФ.
Определим крутизну характеристики транзистора
Примем Q=100 и емкость контура С=2 нФ.
Определим резонансное сопротивление контура:
Определим коэффициент усиления каскада УПЧ с ФСС
где К - коэффициент передачи ФСС, К=0,22;
т 1 , т 2 - коэффициенты включения первого и последнего
Определим критический коэффициент связи
В соответствии со справочными данными выбираем необходимые элементы:
R Э : КИМ - 0,125 - 200В - 2кОм±5%,
С Ф , С БЛ , С Р1 : КМ-47нФ±5% - 160В,
В данном курсовом проекте было разработано радиоприемное устройство по супергетеродинной схеме, которая обеспечивает необходимое усиление тракта сигнальной частоты.
Радиоприемник обладает достаточной избирательностью и чувствительностью. Чувствительность ограничивается лишь собственными шумами. Основное усиление в приемнике обеспечивают каскады УПЧ, а усиление по мощности дает УНЧ.
Выполнен анализ функциональных узлов и сделан выбор конкретных решений их реализации, на основании которого сформирована принципиальная схема приемника.
1. Расчет узлов каналообразующих устройств. Часть 1. Расчет узлов и каскадов радиоприемника: Методические указания для курсового и дипломного проектирования. / Б.А. Богосов; РГУПС, Ростов н/Д, 1994.
2. Б.А. Богосов, Х.Ш. Кульбикаян, М.М. Скрыпник: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию «Предварительный расчет приемников железнодорожной радиосвязи».
3. Р.М. Терещук, К.М. Терещук, А.Б. Чаплинский:» Малогаборитная радиоаппаратура» - справочник радиолюбителя. Киев 1972 г.
4. В.Г. Борисов: «Юный радиолюбитель» - Москва «Радио и связь» 1986 г.
Выбор промежуточной частоты, расчёт полосы пропускания линейного тракта приемника. Выбор и обоснование структурной и принципиальной схемы, расчет преселектора. Выбор интегральных микросхем, оценка реальной чувствительности и свойства приемника. курсовая работа [467,7 K], добавлен 04.03.2011
Выбор и расчет блок-схемы приемника, полосы пропускания, промежуточной частоты. Выбор числа контуров преселектора. Определение необходимого числа каскадов усиления. Расчет детектора АМ диапазона, усилителя звуковой и промежуточной частоты, гетеродина. курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.02.2012
Определение полосы пропускания и типа первых каскадов для обеспечения заданной чувствительности. Подбор избирательных систем преселектора, промежуточной частоты и коэффициента усиления. Расчет фильтра сосредоточенной селекции и детектора радиоимпульсов. курсовая работа [555,5 K], добавлен 17.10.2011
Выбор и обоснование выбора структурной схемы приемника. Выбор числа поддиапазонов. Выбор значения промежуточной частоты. Параметры избирательной системы токов высокой частоты. Распределение частотных искажений по трактам. Определение числа каскадов. курсовая работа [621,9 K], добавлен 27.05.2014
Структурная схема приемника. Расчет полосы пропускания приемника. Выбор промежуточной частоты и транзистора для входного каскада УВЧ. Расчет реальной чувствительности, коэффициента усиления детекторного тракта, параметров высокочастотной части приемника. курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.11.2013
Техническое обоснование и расчет линейной структурной схемы УКВ приемника радиостанции. Расчет полосы пропускания приёмника и выбор числа преобразований частоты. Избирательность каналов приемника и расчет реальной чувствительности. Источник питания. курсовая работа [163,7 K], добавлен 04.03.2011
Проектирование приемника спутникового канала передачи данных. Обоснование и расчет структурной схемы установки. Расчет полосы пропускания и выбор промежуточной частоты преселектора. Принципиальная схема радиоприемного устройства и особенности его работы. курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.02.2011
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



Радиоприемное устройство курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат На Тему Авторское Право И Интернет
Пособие по теме Основы бухгалтерского учета
Дипломная работа по теме Правовой статус безработного
Путешествие Листика Сочинение
Реферат: The Prevention Of Teenage Pregnancy Essay Research
Дипломная работа по теме Ответственность за нарушение таможенного права
Курсовая Работа На Тему Изучение Межличностных Отношений В Детском Объединении
Контрольная Работа По Алгебре 9 Мордкович
Курсовая работа: Стратегия полов и социальная организация
Әлеуметтік Теңсіздік Эссе
Курсовая Работа На Тему Глобальні Проблеми Сучасності Та Шляхи Їх Подолання
Курсовая работа по теме Агротехника выращивания зелёных культур
Контрольная работа: Проектирование и расчет различных пластмассовых изделий
Курсовая работа по теме Правовое регулирование порядка отзыва выборного лица местного самоуправления в Российской Федерации
Сочинение Моя Любимая Собака 5 Класс
Реферат На Тему Современная Концепция Стратегического Менеджмента
Реферат: Трудовые споры. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Психологические аспекты отношения матери и ребенка
Реферат по теме Общая характеристика стратегического менеджмента
Курсовая работа: Условия правомерности необходимой обороны. Скачать бесплатно и без регистрации
Недействительность сделок: понятие, виды, правовые последствия - Государство и право курсовая работа
Межкультурное и структурно-семантическое своеобразие кеннинговых образований в древне-германских языках - Иностранные языки и языкознание дипломная работа
Технология добычи нефти - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа