Разработка SSB-приемника - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Выбор структуры радиоприемника прямого детектирования. Определение поддиапазонов рабочих частот. Выбор способа и элемента настройки. Проверка перекрытия поддиапазонов. Расчет основной полосы пропускания, добротности контуров и оценка избирательности.


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.

Существует три структурные схемы радиоприемников: детекторная, прямого усиления и супергетеродинная.
Наиболее простым является принцип построения приемника прямого детектирования (детекторного), структурная схема которого представлена на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 - Приемник прямого детектирования
Входная цепь (ВЦ) в виде резонансной системы или фильтра обеспечивает частотную избирательность радиоприемного устройства (РПУ), настройка на частоту принимаемого сигнала осуществляется перестройкой или переключением ВЦ. Принципиальным моментом является отсутствие усиления сигнала до детектора (Д) и после детектора, ведущее к серьезному упрощению устройства приемника, но одновременно обуславливающее его низкую чувствительность и избирательность.
Введением усилителей радиочастоты и звуковой частоты можно добиться повышения чувствительности приемника, так построены приемники прямого усиления (рисунок 1.2).
ВЦ и резонансные контура УРЧ настроены на частоту принимаемого радиосигнала, на которой и осуществляется усиление. Перестройка такого приемника по частоте требует согласованной перестройки всех резонансных систем ВЦ и УРЧ. Но все же приемник прямого усиления не обеспечивает достаточной чувствительности, имеет слабую частотную избирательность по соседнему каналу, начиная с коротковолнового диапазона, и в нем наблюдается сильная зависимость полосы пропускания и коэффициента усиления радиочастотного тракта от частоты настройки.
Рисунок 1.2 - Структурная схема приемника прямого усиления
В настоящее время почти исключительно применяются супергетеродинная схема (рисунок 1.3), позволяющая осуществлять основное усиление и фильтрацию на низкой промежуточной частоте, за счет преобразования частоты радиосигнала. Для реализации переменной настройки в супергетеродине достаточно изменять только частоту гетеродина при широкополосном УРЧ или частоты гетеродина и настройки УРЧ.
Рисунок 1.3 - Структурная схема супергетеродинного приемника
В таком приемнике сигналы радиочастоты преобразуются в преобразователе частоты, состоящем из смесителя (См) и генератора вспомогательных колебаний - гетеродина (Г) в колебания фиксированной, так называемой промежуточной частоты, на которой и осуществляется основное усиление и частотная избирательность. Для того, чтобы эта частота оставалась постоянной при перестройке приемника, осуществляется сопряженная перестройка ВЦ, резонансных цепей УРЧ и гетеродина. В такой схеме избирательность по зеркальному каналу обеспечивается трактом радиочастоты, а избирательность по соседнему каналу - трактом промежуточной частоты.
Структурные схемы усилительных трактов супергетеродинов различаются числом и направлением преобразователей радиочастоты, наличием или отсутствием УРЧ.
Если в процессе проектирования выяснится, что требования к чувствительности и избирательности по зеркальному каналу выполняются приемником без УРЧ, то последний можно исключить.
Исходя из задания на курсовой проект, в данной работе будет целесообразнее использовать супергетеродинный приемник, учитывая, что обычно в радиовещательных приемниках применяют разностное преобразование частоты с верхней настройкой частоты гетеродина .
Структурная схема разрабатываемого радиоприемного устройства изображена на рисунке 1.4.
Рисунок 1.3 - Структурная схема приёмника
ФCС1 - фильтр сосредоточенной селекции (для тракта SSB-сигнала);
ФCС1 - фильтр сосредоточенной селекции (для тракта ЧМ-сигнала);
УПЧ - усилитель промежуточной частоты;
1. 2 Определение поддиапазонов рабочих частот
Согласно техническому заданию проектируемый радиоприемник должен обеспечивать прием сигналов в диапазоне: 150МГц - 156МГц. Для того чтобы узнать, есть ли необходимость разбивать каждый из диапазонов на поддиапазоны необходимо посчитать коэффициент перекрытия по заданным значениям принимаемых частот.
Коэффициент перекрытия диапазона вычисляется по формуле:
Так как < 1,4…1,6 (при настройке варикапами), следовательно, не требуется разбития на поддиапазоны.
1.3 Выбор способа и элемента настройки. Проверка перекрытия поддиапазонов
В диапазонных радиоприемниках настройку ВЦ на заданную частоту сигнала удобно осуществлять электронным методами, основанными на управлении (по постоянному напряжению или току) режимом нелинейных реактивных элементов. Наибольшее распространение получили схемы перестройки частоты с варикапами.
Достоинствами электронного способа настройки ВЦ варикапами являются:
· отсутствие механических контактов в цепях контура;
· высокая устойчивость по отношению к климатическим и механическим воздействиям;
· возможность реализации необходимого закона изменения настройки;
· введения систем запоминания кодов предварительных настроек, автопоиска, программного управления частотой настройки приемника без применения сложных механических устройств;
· возможность достижения высокой избирательности преселектора посредством применения необходимого числа синхронно перестраиваемых контуров.
Выберем варикап таким образом, чтобы он обеспечил перекрытие поддиапазонов приемника при изменении управляющего напряжения до 12 В. Таким, в нашем случае, может быть кремниевый эпитаксильно-планарный варикап КВ109Б, выпускаемый в пластмассовом корпусе с гибкими ленточными выводами.
Зависимость емкости от обратного напряжения представлена на рисунке 1.5.
Таким образом, при Uупр = 1В , при Uупр = 12 В.
С целью ослабления нелинейных эффектов, вносимых варикапом, будем применять последовательное встречное включение двух варикапов в сигнальную цепь. При этом общая емкость будет в два раз меньше.
Рисунок 1.5 - Вольт-фарадная характеристика варикапа КВ109Б
Данный варикап обеспечивает коэффициент перекрытия , чего в нашем случае достаточно для перекрытия необходимого диапазона.
Определим коэффициент перекрытия диапазона принимаемых частот с запасом:
где f max = 1,02f max , f min = 0,98f min - крайние частоты принимаемого диапазона, взятые с запасом.
Рассчитаем контур с переменной настройкой варикапом, используемый в резонансном УРЧ и гетеродине.
Рекомендуемое изменение управляющего напряжения варикапа составляет . При максимальном численном коэффициенте оно будет изменяться в пределах .
При этом максимальная и минимальная емкости варикапа составят и соответственно (с учетом того, что варикапы включены встречно последовательно).
Для подгонки коэффициента диапазона применим последовательный конденсатор. Тогда положив , вычислим коэффициенты D и B.
Емкость последовательного конденсатора (примем К10-23 6,8 пФ).
Вычислим максимальную и минимальную эквивалентную емкости контура
1.4 Расчет основной полосы пропускания
Ширина полосы пропускания высокочастотного тракта супергетеродинного приемника зависит от вида принимаемого сигнала и определяется шириной спектра этого сигнала, а также нестабильностью частоты несущей передатчика и нестабильностью частоты гетеродина приемника.
SSB модуляция является разновидностью однополосной амплитудной модуляции и полоса пропускания для нее определяется выражением:, где - верхняя (максимальная) частота модуляции.
По заданию диапазон воспроизводимых частот: (50 - 3400) Гц.
При частотной модуляции ширина полосы пропускания зависит от индекса модуляции, который определяется следующим образом:
где - верхняя (максимальная) частота модуляции, - максимальная девиация частоты, - индекс модуляции.
тогда ширину спектра радиочастот принимаемого ЧМ-сигнала можно взять равной:
Так как приемник предназначается для приема сигналов с различной полосой (SSB и ЧМ), то в качестве ширины полосы выбираем наибольшую из рассчитанных.
Т.к. проектируемый приемник допускает поиск корреспондента и подстройку на станцию в процессе приема, то полоса пропускания высокочастотного тракта полагается: . Для дальнейших расчетов принимаем .
1.5 Расчет коэффициентов усиления и шума
Коэффициент шума показывает во сколько раз отношение сигнал/шум на входе приемника больше отношения сигнал/шум на выходе линейной части приемника. Если реальная чувствительность задана в виде величины ЭДС сигнала в антенне, при которой отношение значений напряжений сигнал / помеха на выходе приёмника больше минимально допустимого отношения сигнал/шум или равно ему, то следует вычислить допустимый коэффициент шума из условия:
где - шумовая полоса линейного тракта; - внутреннее сопротивление приемной антенны.
Минимальное отношение сигнал/шум на входе приемника: .
Реальное значение коэффициента шума не должно принимать отрицательное значение, поэтому увеличим чувствительность до 1 мкВ. В итоге получим:
Рассчитаем коэффициент усиления по мощности всего приемника.
где - мощность входного сигнала, - мощность на выходе приемника.
Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению.
где R н - сопротивление нагрузки, нагрузкой на выходе приемника является динамик акустической системы, сопротивление которого равно 4Ом.
1.6 Расчет автоматической регулировки усиления
Согласно заданию необходимо обеспечить автоматическую регулировку уровня выходного сигнала со следующими параметрами:
· изменение выходного напряжения: .
Экспериментально установлено, что при изменении эмиттерного тока в пределах 0,2ч4,5 мА коэффициент усиления изменяется в 10ч12 раз. Это изменение обозначим через n.
Необходимые пределы изменения коэффициента усиления регулируемых каскадов определяют выражением:
Считая, что регулируемые каскады идентичны, определяют необходимое количество регулируемых каскадов:
Количество регулируемых каскадов равно 3.
Выбор промежуточной частоты является важным фактором в борьбе с побочными каналами приема. При выборе частоты f пр в первую очередь руководствуются следующими соображениями. Промежуточная частота должна находиться вне диапазона принимаемых частот; она не должна совпадать с частотами мощных станций. Частота f пр должна иметь стандартное значение, поскольку на таких частотах мощные радиостанции не работают. Для обеспечения более высокой селективности по зеркальному каналу частота f пр должна быть по возможности выше, а по соседнему каналу как можно ниже. В профессиональных РПУ для создания высокой селективности, как по зеркальному, так и по соседнему каналам, используют многократное преобразование частоты. Значение f пр может меняться в широких пределах в зависимости от ширины спектра принимаемых сигналов.
Для повышения помехозащищенности приема по каналу прямого прохождения установлен международный стандартный ряд значений f пр и одновременно наложен запрет на их использование в качестве несущих. Так, например, в системах радиовещания с АМ значение f пр обычно выбирают равным 465 кГц, а с ЧМ - 10,7 МГц. Это обусловлено большим количеством пьезоэлектрических и кварцевых фильтров с различными ПП и затуханиями вне ПП, спроектированных для использования с данными промежуточными частотами.
Для дальнейшего расчета принимаем значение промежуточной частоты для диапазона УКВ: f пр = 10,7 МГц.
1.8 Расчет добротности контуров и оценка избирательности
Избирательная система тракта РЧ обеспечивает избирательность приемника по зеркальной частоте и принимает участие в формировании общей резонансной характеристики приемника. Избирательность в данном тракте обеспечивается перестраиваемыми резонансными контурами, настроенными на частоту принимаемого сигнала. Число таких контуров и их добротность и обуславливает избирательность приемника по зеркальному каналу.
Добротность контуров тракта РЧ необходимо выбрать так, чтобы одновременно удовлетворить двум условиям: обеспечить избирательность по зеркальному каналу S e зк и пропустить полосу не уже полосы передаваемого радио сигнала. Таким образом, значение добротности Q э находят:
из условия обеспечения по зеркальному каналу:
где n - количество контуров; S e зк - заданная избирательность по ЗК (раз); f 0 - частота, на которой определяется добротность; f пр - промежуточная частота.
Значение Q э зк следует определить на максимальной частоте диапазона, так как при этом резонансная кривая контура является наиболее тупой. Для n = 2:
При использовании одного контура значение Q э зк слишком велико и не реализуемо.
Таким образом для обеспечения заданной избирательности по зеркальному каналу необходимо 2 контура с добротностью Q э зк 91,3
В качестве входной цепи возьмем цепь с автотрансформаторной связью контура с антенно-фидерной системой. На рисунке 2.1 приведена схема такой цепи.
Рисунок 2.1 - Контур входной цепи приемника диапазона УКВ
Входная цепь с автотрансформаторной связью широко используется в приемниках метровых волн [(30 - 300) МГц] при несимметричном фидере. Подбором точки подключения внутреннего провода коаксиального фидера к катушке добиваются согласования волнового сопротивления фидера с входным сопротивлением схемы. При этом обеспечивается наиболее полная передача мощности сигнала от антенны на вход приемника.
Входные цепи УКВ диапазона большей частью работают на фиксированной частоте, на которой и обеспечивается согласование волнового сопротивления антенно-фидерной системы со входом приемника. Согласование на всех частотах перекрываемого диапазона требует применения сложных широкополосных устройств, что не всегда оправдывается с технико-экономической стороны.
При согласовании только на средней частоте допускают ослабление сигнала на краях диапазона на 30%, где рассогласование будет наибольшим. Таким образом, полоса пропускаемых частот входной цепи равна заданному диапазону и отсчитывается на уровне М=0,7.
Исходными величинами для расчета входной цепи на УКВ должны быть:
Частота настройки входного контура f или крайние частоты диапазона f мин и f макс . В последнем случае расчет ведется на средней частоте диапазона:
Волновое сопротивление фидера определяется выбранным типом фидера.
Емкость контура С э , равная сумме распределенных емкостей и емкости дополнительного конденсатора С:
Добротность контура , если она не задана, можно считать равной 100200.
Тип транзистора в перовом каскаде УРЧ и входное сопротивление каскада R вх .
входное сопротивление транзистора ;
Полагая емкость монтажа , паразитную емкость катушки и учитывая входную емкость транзистора , определяем емкость дополнительного конденсатора:
Дополнительным конденсатором может быть керамический конденсатор типа КПК - 1 с пределами изменения емкости 27 пФ.
Определяем резонансное сопротивление контура:
Резонансное сопротивление с учетом влияния входного сопротивления транзистора
Коэффициент передачи входной цепи при согласовании:
Оптимальный коэффициент включения фидера, обеспечивающий согласование:
Полоса пропускания контура меньше заданной, следовательно, необходимо применять дополнительный шунтирующий резистор.
Необходимое эквивалентное затухание .
Сопротивление, которое вносит найденное затухание
Сопротивление, которое необходимо включить параллельно контуру (при полном включении) (выберем МЛТ - 0,125 7,5 кОм).
Произведем перерасчет величин , и с учетом шунтирования контура.
Амплитуда сигнала радиочастоты на входе каскада УРЧ составит
Функциями усилителя радиочастоты являются:
обеспечение совместно с входной цепью частотной избирательности приемника по отношению к побочным каналам;
снижение коэффициента шума приемника, что обеспечивает повышение реальной чувствительности приемника;
обеспечение линейности усиления и ослабления нелинейных явлений в радиоприемнике, возникающих в условиях одновременного приема сигнала и сильных помех.
В качестве УРЧ будем использовать однокаскадный одноконтурный резонансный усилитель, выполненный на полевом транзисторе по схеме с общим истоком.
На рисунке 2.2 приведена принципиальная электрическая схема УРЧ.
Рисунок 2.2 - Схема усилителя радиочастоты
В УРЧ используется полевой транзистор КП307Г.
S = 12 мА/В-крутизна характеристики транзистора;
Мом - сопротивление затвор - исток;
Определим волновое сопротивление контура для крайних частот поддиапазона:
Коэффициент включения контура со стороны стока, исходя из условий получения оптимального согласования на минимальной частоте диапазона:
- выходное сопротивление транзистора, равное
Коэффициент включения контура со стороны последующего каскада на минимальной частоте поддиапазона:
Коэффициент усиления усилителя на крайних точках поддиапазона:
Амплитуда напряжения сигнала на выходе (УРЧ):
Минимальное напряжение входного сигнала ИМС AD607 при нагружении входной цепи непосредственно на входное сопротивление смесителя (1500 Ом) составляет 6,8 мкВ, следовательно, УРЧ обеспечивает необходимое усиление.
Определим величины термокомпенсирующих деталей.
Выберем рабочую точку транзистора КП307Г: В; В; мА.
Данные определены по статическим характеристикам выбранного транзистора.
(выбираем резистор МЛТ - 0,25 1 кОм).
Напряжение на стоке относительно корпуса:
Т.к. , где В-напряжение питания, рассчитываем сопротивление фильтра:
(выбираем резистор МЛТ - 0,25 3,3 кОм).
Определяем балансирующий конденсатор:
(выбираем конденсатор К10-23 51 пФ).
(выбираем конденсатор К10-23 16 пФ).
Коэффициент шума каскада с полевым транзистором определяется формулой:
где g - собственная резонансная активная проводимость параллельного колебательного контура,
- собственное затухание входного контура, ;
- шумовое сопротивление полевого транзистора,
Коэффициент шума приемника определяется из соотношения:
где - коэффициент передачи входной цепи, ;
- коэффициент передачи преобразователя частоты;
- коэффициент шума преобразователя частоты;
Основной вклад в коэффициент шума вносят два первых слагаемых, поэтому коэффициент шума проектируемого приемника составит:
Допустимый коэффициент шума . Полученный коэффициент шума меньше допустимого, следовательно, полученные результаты соответствуют заданию.
радиоприемник поддиапазон контур детектирование
Выбор структурной схемы радиоприемника и требования к её элементам, разбивка общего диапазона рабочих частот на поддиапазоны и предварительный расчет полосы пропускания приемника, обеспечения избирательности по зеркальному каналу прямого прохождения. дипломная работа [4,3 M], добавлен 25.05.2012
Выбор и обоснование структурной схемы радиоприемника. Предварительный расчет полосы пропускания. Выбор средств обеспечения избирательности приемника. Расчет входной цепи приемника. Распределение усиления по линейному тракту приемника. Выбор схемы УНЧ. курсовая работа [442,5 K], добавлен 24.04.2009
Расчет супергетеродинного радиоприемного устройства (РПУ). Проектирование тракта промежуточной частоты. Выбор схем детектора, расчет его выходного напряжения. Расчет полосы пропускания линейного тракта РПУ. Выбор числа поддиапазонов и элементов настройки. курсовая работа [198,9 K], добавлен 16.12.2012
Расчет полосы пропускания. Выбор промежуточной частоты, активных элементов и расчет их параметров. Распределение избирательности и полосы пропускания между трактами приемника. Проектирование антенного переключателя. Автоматическая регулировка усиления. курсовая работа [335,8 K], добавлен 14.01.2011
Предварительный расчет и составление структурной схемы приемника. Расчёт полосы пропускания приёмника. Выбор селективных систем и расчёт требуемой добротности контуров радиочастотного тракта. Электронная перестройка контуров, усилитель радиочастоты. курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.03.2011
Определение ширины полосы пропускания и допустимого коэффициента шума приёмника. Выбор числа поддиапазонов и их границ. Вычисление входной цепи, шумоподавления, регулировки громкости, стабилизатора и неравномерности амплитудно-частотной характеристики. курсовая работа [336,0 K], добавлен 30.10.2013
Выбор структурной схемы радиоприемника. Разделение диапазона частот. Расчет полосы пропускания линейного тракта приемника. Выбор первых каскадов, обеспечивающих требуемую чувствительность приемника. Проектирование принципиальной электрической схемы. курсовая работа [1,1 M], добавлен 30.08.2011
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



Разработка SSB-приемника курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат по теме Проблеми суб’єкта злочину в сфері господарської діяльності
Реферат: Коммерческая логистика. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение Покров
Курсовая работа: Стратегия и тактика руководства предприятия по разработке и внедрению системы менеджмента качества на примере ОАО "Лента". Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа: Социальная защита сотрудников в органах внутренних дел (на примере УВД по Амурской области)
Реферат: Анализ стихотворения Отговорила роща золотая
Можно Ли Пересдать Итоговое Сочинение 11 Класс
Сочинение: "Ревизор" - сатира на крепостническую Русь
Қазақстанның Кереметі Болуға Не Лайық Эссе
Курсовая работа по теме База данных "Фирма"
Монтаж осветительной сети цеха
Дипломная работа по теме Проектирование сервисов для сервис-ориентированной архитектуры: сервисы online обработки заказа товаров с учетом кредитоспособности покупателя
Контрольная Работа 10 Класс Гдз
Реферат по теме «Дамская музыка» при французском дворе
Теория Предельной Производительности Дж Б Кларка Реферат
Проблема Милосердия Сочинение Егэ Русский
Доклад: Смысл жизни
Статья На Тему Почтовый Клиент Outlook Express
Курсовая работа: Розвиток групового туризму в Українських Карпатах
Курсовая работа по теме Теоретические и практические аспекты управления заказами в логистической системе
История появления полупроводниковых интегральных схем - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат
Соучастие в совершении престуления - Государство и право курсовая работа
Условия безопасности труда оператора ЭВМ - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат