Разработка приемника ЧМ сигналов со стереофоническим выходом - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Разработка приемника ЧМ сигналов со стереофоническим выходом

Анализ номенклатуры интегральных схем, предназначенных для построения приемных тактов беспроводных устройств связи. Знакомство с особенностями разработки приемника ЧМ сигналов со стереофоническим выходом. Этапы расчета входных каскадов радиоприемника.


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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1 . О сновные технические требования к радиоприемнику
интегральный схема ст е реофонический радиоприемник
Спроектировать приемник ЧМ сигналов со стереофоническим выходом. В процессе проектирования следует:
Выбрать и обосновать функциональную схему приемника.
Подобрать по параметрам интегральную схему.
Произвести электрический расчет основных узлов.
- принципиальную схему радиоприемника
Целью данной курсовой работы является разработка приемника ЧМ сигналов со стереофоническим выходом.
Для приема передач с частотной модуляцией используется диапазон УКВ. В диапазонах ДВ и СВ прием обычно осуществляется на встроенную магнитную антенну, а в диапазонах КВ, УКВ - на штыревую (телескопическую). При приеме радиовещательных программ необходимо обеспечить достаточное качество воспроизведения сигналов, так как важно правильное отображение не только смысловой информации, но и характера передачи (тембра голоса и т.д.).
Техническое задание на разработку радиовещательного супергетеродинного приемника
2 . Р азработка функциональной схемы и выбор методами ориент и ровочного расчета типов усилительных элементов или ИМС и избир а тельных узлов
Высокие требования к электрическим характеристикам современных радиовещательных приемников предопределяют их построение по супергетеродинной схеме.
Определить оптимальное число каскадов в различных трактах приемника можно только на основании расчета структурной схемы. Ее следует выбирать, исходя из заданных параметров приемника.
В схеме супергетеродинного приемника (рис. 2.1) с помощью дополнительного местного гетеродина в преобразователе происходит смещение спектра сигнала в диапазон новых, промежуточных частот. Это преобразование должно быть линейным, т. е. не должно сопровождаться искажениями огибающей высокочастотного сигнала. При этом условии результат детектирования усиленного в УПЧ сигнала будет таким же, как и результат детектирования напряжения с выхода усилителя высокой частоты в приемнике прямого усиления. Супергетеродин обладает высокой чувствительностью и селективностью, поскольку усиление осуществляется еще и на промежуточной частоте.
Рис. 2.1. Функциональная схема супергетеродинного приемника ЧМ сигналов
Высококачественное воспроизведение радиовещательных программ возможно только в УКВ диапазоне. Структурная схема сигнальной части приемника определяется супергетеродинным принципом радиоприема и стала уже традиционной. Однако наблюдаются некоторые тенденции к усложнению схемы. Во многих разработках применяют селективные буферные каскады, включаемые между гетеродином и смесителем. Они предназначены для уменьшения влияния сильного сигнала на частоту гетеродина и служат для повышения устойчивости тракта к перекрестной модуляции. (Перекрестной модуляцией называют перенос модуляции мешающей станции на сигнал принимаемой радиостанции.) Селективный буферный каскад уменьшает напряжение гармоник гетеродина в смесителе, тем самым подавляются дополнительные каналы приема.
Номенклатура интегральных схем, предназначенных для построения приемных тактов беспроводных устройств связи, чрезвычайно широка и разнопланова. Только описанию параметров и рекомендаций по применению производимых интегральных узкополосных и широкополосных приемников частотно-модулированных сигналов с однократным и двукратным преобразованием частоты посвящено несколько томов справочников, обновляемых практически каждый год (см., к примеру, [7, 8]). В связи с этим выбор наиболее подходящей для конкретного изделия ИС представляет для разработчика непростую задачу.
В этой ситуации основным критерием выбора компонентов является наиболее полное соответствие их параметров техническим требованиям, предъявляемым к приемному тракту. К основным из них относятся следующие:
- количество преобразований частоты.
- максимальные значения промежуточных частот
- полоса частот детектора и выходной цепи.
- чувствительность при заданном отношении (сигнал+шум)/шум, либо шум-фактор.
- напряжение источника питания и ток потребления.
Указанные параметры, как правило, не требуют дополнительных разъяснений для разработчиков.
Ряд параметров приемников приводится в справочниках для определенных условий. В первую очередь это относится к значениям частоты модуляции и величине девиации частоты входных сигналов, которые для узкополосных приемников соответственно равны 1 кГц и 3 кГц. В широкополосных приемниках эти значения составляют 1 кГц и 75...125 кГц. Значения промежуточных частот также унифицированы. Первая промежуточная частота ( для узкополосных приемников с однократным преобразованием она является частотой входного сигнала) равна 10,7МГц. Вторая промежуточная частота в узкополосных приемниках, (промежуточная частота в узкополосным приемниках с однократным преобразованием) как правило, не превышает 0,5 МГц и в большинстве случаев равна 455 кГц.. Этот выбор обусловлен наличием широкого спектра недорогих пьезокерамических и кварцевых фильтров с различными полосами пропускания и хорошими частотно-избирательными свойствами.
В широкополосных приемниках промежуточная частота достигает значений 20...50 МГц, полоса пропускания - до 600 кГц.
Чувствительность приемников определяется либо как уровень сигнала для определенного отношения (сигнал+шум)/шум на выходе частотного детектора (обычно 12 дБ), либо как уровень сигнала, лежащего на 3 дБ ниже уровня ограничения усилителя ограничителя промежуточной частоты.
Кроме этого большое значение для построения современных средств связи с развитым пользовательским сервисом представляет также наличие в ИМС дополнительных функций, таких как:
- бесшумная настройка БШН (Squelch) с регулировкой уровня срабатывания и гистерезиса;
- бланкирование звука (Mute) при уменьшении сигнала ниже определенного порога;
- определителя наличия несущей (Carrier Detect);
- измеритель уровня принимаемого сигнала (RSSI - Received Signal Strength Indicator);
- формирователь сигнала управления сканированием при автоматической настройке на радиостанцию (Scan Control);
- преобразователь аналогового сигнала в цифровую информационную последовательность (Data Sheer или Data Shaper), и т.п..
В зарубежной литературе устойчивость к перекрестной модуляции не входит в число основных параметров радиоприемников и тюнеров. Зато всегда указана устойчивость к высокочастотным интермодуляционным искажениям, создающим заметные нелинейные искажения. Высокочастотная интермодуляция вызывает появление на выходе усилителя высокой частоты (УВЧ) сигналов с частотами, равными комбинациям частот входных сигналов. В тюнерах с синтезатором частот блок УКВ имеет выход гетеродина для цифровой индикации: выход гетеродина также осуществляется через буферный каскад, чтобы уменьшить влияние последующих каскадов на частоту гетеродина.
В современных блоках УКВ и демодуляторах ЧМ сигналов чувствительность ограничена собственными шумами блоков, а не коэффициентом усиления. Поэтому модели приемников разных классов отличаются по чувствительности незначительно. В связи с продолжающимся ростом уровня электромагнитных помех все большее значение приобретает избирательность блока УКВ по зеркальному и другим дополнительным каналам приема и по ПЧ. Предварительный усилитель сигналов ПЧ, включенный перед избирательной системой, не должен оказывать влияния на неравномерность дифференциального усиления всего тракта при амплитуде сигнала до 0,5 В. В противном случае ухудшаются параметры высокой верности воспроизведения: коэффициент нелинейных искажений, переходные затухания между стереоканалами. Опасной является модуляция емкости транзисторных р-n переходов сильным сигналом, так как возникает амплитудно-фазовая конверсия при прохождении ограниченного сигнала через избирательные цепи.
Усилители ПЧ, удовлетворяющие требованиям устойчивости при больших уровнях входных сигналов, строят на основе двухтактных и дифференциальных схем. Дифференциальная схема способствует подавлению синфазной помехи, наводимой на входные цепи приемника. Необходимое усиление определяется затуханием фильтра ПЧ и составляет 10...20 дБ. Избыточное усиление снижает устойчивость при больших сигналах, ухудшает работу автоматики в стереодекодере, устройстве бесшумной настройки и др. Основное усиление по ПЧ (до 80 дБ) обеспечивается микросхемами УПЧ и стереодекодера.
В зарубежных тюнерах в настоящее время используется ключевой метод декодирования. Суммарно-разностный метод (с разделением спектра) исчерпал свои возможности. Декодирование производят с временным разделением каналов. Стереодекодер конструктивно разделяют на формирователь коммутирующих импульсов и сигнальную часть. Он оформлен в виде большой гибридной микросхемы. Формирователь коммутирующих импульсов выполняется на монокристаллической подложке в виде отдельной микросхемы на основе системы ФАПЧ с использованием кварцованного генератора управляющего напряжения.
Сигнальная часть стереодекодера расположена на структурах КМОП с использованием быстродействующих операционных усилителей (ОУ).
С 1971 по 1981 г. основные параметры зарубежных стереодекодеров улучшились на порядок. Так, стереодекодер МС1310, выпущенный фирмой Motorola (США) в 1971 г. на частоте 1 кГц обеспечивал коэффициент нелинейных искажений 0,3% и переходное затухание между стерео-каналами 40 дБ. В современных моделях тюнеров применяется в частности стереодекодер НА 12031, выпущенный в 1981 г. японской фирмой Hitachi. Его коэффициент нелинейных искажений 0,025%, переходное затухание между стереоканалами 60 дБ. Стереодекодер обеспечивает равномерность основных параметров в диапазоне звуковых частот. Стереодекодер тюнера Т9 японской фирмы Yamaha позволяет снизить переходное затухание до 85 дБ; его коэффициент нелинейных искажений равен 0,003%.
Такие очень высокие параметры декодирования получены с использованием двухстороннего коммутатора комплексного стереосигнала. Переключатели выполнены на монокристалле кремния со структурой КМОП и состоят из малошумящих ОУ с высоким быстродействием (скорость нарастания составляет 120 В/мкс),транзисторов и резисторов. Переключение из открытого в закрытое состояние осуществляется попеременно с частотой поднесущей стереосигнала. Формирователь коммутирующих импульсов построен на специальной микросхеме стереодекодера. Сигнальная часть стереодекодера выполнена на ОУ. Характеристики коммутатора: максимальная частота коммутации 12 мГц; время задержки вход-выход 16 нс; время задержки управляющий вход-выход 35 нс.
Улучшению субъективного восприятия стереопередач способствует ряд удобств, применяемых в зарубежных моделях. Так, при уменьшении уровня принимаемого сигнала автоматически уменьшается переходное затухание между каналами. Если принимаемый стереосигнал ниже определенного порогового уровня, то он принимается как моносигнал. Тем самым увеличивается отношение сигнал-шум. Во время действия импульсной помехи выходы стереодекодера по переменному току автоматически заземляются.
Большое значение имеют искажения, вносимые фильтром ПЧ. Их уровень выше, чем искажения сигнала в частотном детекторе. Свойствами фильтра ПЧ, в основном, определяется избирательность приемника по соседнему каналу.
Наиболее распространенным типом фильтров являются пьезокерамические. Применяют от двух до семи пьезокерамических фильтров, соединенных между собой усилительными каскадами. Они находят применение не только в массовых моделях, но и в моделях высокого класса (тюнер Т9 японской фирмы Yamaha).
Начинают применяться фильтры ПЧ на основе поверхностных акустических волн (ПАВ). Они обеспечивают высокую избирательность по соседнему каналу при малой неравномерности группового времени задержки, позволяют независимо формировать постоянную АЧХ и линейную ФЧХ. Однако фильтры ПАВ вносят значительное затухание в полосе пропускания до 25 дБ, поэтому необходимо увеличивать усиление тракта.
При малом количестве радиовещательных станций в диапазоне УКВ целесообразно расширять полосу тракта ПЧ, чтобы повысить качество воспроизведения. Если число радиостанций в УКВ диапазоне велико (что типично для Западной Европы), то приходится уменьшать интермодуляционные искажения, вызванные близкими по частоте передатчиками. В свою очередь, увеличение избирательности приемника осуществляется за счет уменьшения полосы тракта ПЧ и также приводит к ухудшению качества звучания. Желательным является компромисс между высокой чувствительностью приемника (в УКВ диапазоне, например, 0,5 мкВ при нагрузке 75 Ом) и избирательностью, чтобы обеспечить неискаженный прием сигналов, устойчивый к перекрестной модуляции.
Во многих зарубежных тюнерах предусмотрено автоматическое переключение ширины полосы пропускания тракта ПЧ. При превышении установленного порога автоматически ограничивается ширина полосы тракта ПЧ. Если порог превышен сигналом даже в отсутствие помех, то качество звучания при этом ухудшается, поскольку возрастает коэффициент нелинейных искажений.
Японская фирма Hitachi нашла техническое решение, при котором переключение ширины полосы производится автоматически, но независимо от напряженности поля входного сигнала. Переключение происходит, когда в приемнике образуются искажения, ухудшающие качество звучания. Фирма выпустила АМ/ЧМ тюнер FT-5500 с микропроцессорным управлением, которое сводит к минимуму неприятные акустические искажения, вызванные соседними по частоте радиостанциями. Микропроцессор анализирует условия радиоприема и автоматически регулирует избирательность, переключая ширину полосы тракта ПЧ. Режим условий радиоприема определенной радиовещательной станции устанавливается автоматически. По желанию слушателя он может быть записан в устройство памяти. В этом случае при обращении к одной из десяти ячеек ЗУ будет обеспечено оптимальное качество воспроизведения без повторного анализа условий приема. Указанная схемная концепция основана на использовании сенсорных и автоматических переключений как в самой приемной части, так и в стереоде-кодере.
Реальная чувствительность лучших зарубежных моделей в диапазоне УКВ (моно) при отношении сигнал-шум 26 дБ составляет 0,5 мкВ (Т-3000 фирмы Grundig, ФРГ). Модели среднего класса имеют реальную чувствительность 1,8 мкВ, что достигается благодаря применению двухзатворных МОП-транзисторов, обеспечивающих малый уровень шума в предварительных каскадах усиления. Избирательность по зеркальному каналу в лучших моделях составляет 135 дБ (тюнер ST-9030 фирмы Technics, Япония). Высокая избирательность достигается повышением числа перестраиваемых контуров до преобразователя частоты.
Избирательность по соседнему каналу во многих стационарных моделях тюнеров составляет более 100 дБ. Мощность зарубежных УКВ радиостанций не унифицирована и может иметь различные значения, поэтому для приема маломощных УКВ станций, частоты которых могут быть близки к частоте мощного передатчика, необходима столь высокая избирательность по соседнему каналу.
В трактах ПЧ применяют широкополосные фильтры на ПАВ и многозвенные керамические фильтры. Поскольку увеличение избирательности по соседнему каналу сопровождается снижением качества звучания, предусматривают возможность снижения избирательности ручным или автоматическим переключением полосы пропускания ПЧ с нормальной (200 кГц) на широкую (более 300 кГц). В условиях отсутствия помех от соседних станций это позволяет снизить коэффициент нелинейных искажений до 0,1%.
В 90% зарубежных моделей тюнеров высокого класса УВЧ выполняют на полевых транзисторах. Полевые транзисторы обладают большим входным сопротивлением, малым коэффициентом шума, высокой линейностью амплитудной характеристики в большом диапазоне амплитуд входного сигнала. Повышение требований к помехоустойчивости привело к переносу схемных решений, используемых в УЗЧ, во входные каскады радиоприемников. Сюда следует отнести использование двухтактных схем, позволяющих уменьшать ВЧ-интермодуляцию. Примером может служить УВЧ тюнера F-580 японской фирмы Pioneer. Среди смесителей преобладают балансные схемы в дискретном и интегральном исполнении, в частности микросхемы кольцевых балансных смесителей TDA 1571 фирмы Valvo (ФРГ) и AN 7254 японской фирмы Matsushita.
Простым и эффективным схемным решением, улучшающим избирательность блока УКВ по ПЧ, является широкополосный преселектор с минимальным затуханием в полосе пропускания.
Структурные схемы ЧМ-демодуляторов с использованием частотных детекторов строятся по принципу фильтрации, усиления и детектирования сигнала. Для обеспечения высококачественного приема достаточной полагают полосу частот 30...15 000 Гц с неравномерностью АЧХ+1 дБ. Однако неравномерность АЧХ акустических систем часто составляет 14 дБ. Поэтому для обеспечения незаметности акустических искажений делают очень низким (не более 0,3%) коэффициент нелинейных искажений.
Разделение стереоканалов характеризуют переходным затуханием между каналами. В большинстве моделей оно не хуже 30 дБ. В лучших моделях переходное затухание между каналами составляет 65 дБ. Отношение сигнал-шум на выходе современного тюнера в стереорежиме не хуже 60 дБ. В тюнере ТРТ-3001 норвежской фирмы Tandberg оно достигло 92 дБ.
Следует иметь в виду, что в зарубежных моделях используются антенны с различными входными сопротивлениями. В диапазоне УКВ часто применяется симметричная антенна с сопротивлением входа 300 Ом, в некоторых моделях находит применение антенна с сопротивлением входа 75 Ом. Поэтому чувствительность выражают в децибелах относительно уровня в 1 фемтоватт, дБф (dBf), что позволяет сравнивать между собой модели, используемые с различными сопротивлениями входа.
Необходимая полоса пропускания линейного тракта в приемнике с автоматической подстройкой частоты (АПЧ)
где k АПЧ -- коэффициент АПЧ. Обычно для устойчивой работы системы АПЧ выбирают k АПЧ = 10 ... 20, причем верхняя граница значений соответствует довольно сложным системам АПЧ.
При использовании автоматической подстройки частоты можно принимать
П F c = 2F в (1++) = 21510 3 (1+5+) = 25010 3 Гц.
где - максимальное значение индекса частотной модуляции.
Для снижения уровня нелинейных искажений необходимо соблюсти линейность ФЧХ линейного тракта, применяя в УПЧ простые селективные системы (одноконтурные фильтры и ДПФ со связью между контурами меньше критической), а также ФСС с оптимальной характеристикой группового времени. Рекомендуется выбирать параметр связи между контурами ДПФ = 0,7. Нелинейные искажения уменьшаются при расширении полосы пропускания тракта. Учитывая вышесказанное, принимаем решение о целесообразности построения приемника с заданными в ТЗ характеристиками на основе комплекта специализированных микросхем. Большинство выпускаемых в настоящее время микросхем для ЧМ приемников с запасом соответствует требованиям ТЗ. Структурная схема предлагаемого варианта приемника показана на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Структурная схема приемника
Реализовать эту структурную схему можно на интегральных микросхемах различных фирм-изготовителей. Одним из вариантов будет использование на входе приемника ИМС NE602 фирмы Philips (рис. 2.3).
NE/SA602A - маломощный УКВ смеситель со входным усилителем, встроенным гетеродином, и стабилизатором напряжения. Он предназначен для высокоэффективных, с малым потреблением энергии систем. Смеситель обеспечивает 18dB коэффициента усиления на частоте 105 MHz. Рабочий диапазон частот до 200MHz.
* Превосходные шумовые характеристики: < 4.7dB на 45MHz
* Превосходный коэффициент усиления и чувствительность
* Минимальное количество внешних навесных элементов; оптимален для кристаллических / керамических фильтров
ИС работает при напряжении питания 9 В.
Сигнал промежуточной частоты, после прохождения через пъезокерамический фильтр сосредоточенной селекции, поступает на вход ИМС NE604A. Эта микросхема - монолитная маломощная схема УПЧ приемников ЧМ, включающая два усилителя-ограничителя промежуточной частоты, квадратурный детектор, схему отключения звука приуменьшении сигнала ниже определенного порога, логарифмический индикатор мощности принимаемого сигнала и стабилизатор напряжения.
* Низкая потребляемая мощность: 3.3mA
* Измеритель уровня принимаемого сигнала (RSSI) с динамическим диапазоном более 90dB
* Два выхода звука - демпфированный и недемпфированный
* Минимальное количество внешних навесных элементов; оптимально для кристаллических / керамических фильтров
* Превосходная чувствительность: 1.5mV
ИС работает при напряжении питания 9 В.
Рис.2.3. Эквивалентная схема NE602.
В качестве стереодекодера можно использовать новинку Зеленоградского ОАО «Ангстрем» КР174ХА51. Эта - интегральная схема (ИС) предназначена для применения в радиоприемниках различных групп сложности, от малогабаритных до сетевых тюнеров, и обеспечивает декодирование комплексного стереосигнала как по системе с полярной модуляцией в диапазоне УКВ, так и по системе с пилот-тоном в диапазоне FM.
КР174ХА51 реализует схему декодирования с переключением каналов. Синхронизация переключающих импульсов осуществляется с помощью петли ФАПЧ, синхронизованной несущей (для ПМ) или пилот-тоном (для ПТ). Наличие двух постоянных времени интегрирования в петле ФАПЧ повышает помехоустойчивость и точность разделения стереофонических каналов.
Коэффициент нелинейных искажений 0,15 %
Коэффициент подавления надтональных составляющих 54 dB
Декодирование по методу с временным разделением каналов
При использовании частотно-задающих элементов с жесткими допусками настройка частоты свободных колебаний ГУН не требуется
Выход контроля частоты ГУН 62,5/76 kHz
Драйвер светодиодного индикатора «СТЕРЕО»
Возможность как автоматического опознавания, так и принудительного задания системы декодирования, индикации текущей системы декодирования, принудительного "МОНО" режима
Пластмассовый 18-выводный корпус типа DIP-18
Структурная схема ис показана на рис. 2.5.
Рис. 2.5. Структурная схема КР174ХА51
ИС КР174ХА51 изготовлена по БиКМОП технологии и поставляется в пластмассовом корпусе DIP-18.
В качестве стереофонического усилителя мощности используем микросхему TDA2616 фирмы «Philips». Она была специально разработана для стереофонических радио и телевизионных приемников. Микросхема обеспечивает выходную мощность 2х5 Вт при питании 9В.
Требует очень немногих навесных компонентов
Отсутствие щелчков при включении /выключении
Превосходный баланс коэффициента усиления обоих усилителей
Высококачественное воспроизведение в соответствии с IEC 268 и DIN 45500
Защита от короткого замыкания и тепловая защита
Возможность отключения звука (mute).
Для того, чтобы обеспечить выполнение требований задания по избирательности по зеркальному каналу (70 дБ) необходимо как минимум три избирательных системы в тракте радиочастоты при использовании в качестве промежуточной частоты 465 кГц.
Однако выбранные нами микросхемы способны работать на промежуточной частоте до 50 МГц. Выбрав в качестве промежуточной частоту 21 МГц (т.к. на эту частоту есть твердотельные керамические фильтры) мы сможем обеспечить требуемую избирательность всего при одном входном широкополосном контуре. Графически это показано на рис. 2.7.
Рис. 2.7. Кривые избирательности при разных значениях промежуточной частоты.
Избирательность по соседнему и побочным каналам обеспечивается в тракте промежуточной частоты за счет использования пъезокерамических фильтров с кривой избирательности, показанной на рис. 2.8.
Один фильтр обеспечивает избирательность по соседнему каналу 40 дБ, система из двух фильтров - 80 дБ, что больше требуемого по заданию значения избирательности.
Рис. 2.8. Кривые избирательности пъезокерамических фильтров.
Чувствительность и шумовые характеристики выбранных нами микросхем (2,5 мкВ) значительно выше требуемых заданием 40 мкВ.
3. Р асчет входных каскадов радиоприемника
В приемниках супергетеродинного типа с однократным преобразованием частоты принимается следующее распределение по трактам приемника заданных величин избирательности:
-- избирательность по зеркальному каналу обеспечивается трактом радиочастоты (входная цепь и УРЧ),
-- избирательность по соседнему каналу обеспечивается трактом промежуточной частоты (УПЧ).
В зависимости от вида А входные устройства классифицируют как ВУ при ненастроенной и настроенной А. Первые предназначены для работы с различными А, внутреннее сопротивление которых комплексно, а параметры заранее неизвестны (вещательные приемники); вторые используются в случае работы от А с известным активным внутренним сопротивлением (профессиональная связь, СВЧ приемники). По диапазонам принимаемых частот различают входные устройства ДВ, СВ, KB, метрового диапазонов, в которых используют контуры с сосредоточенными постоянными, и ВУ дециметрового, сантиметрового, миллиметрового и децимиллиметрового диапазонов, в которых применяются коаксиальные, полосковые, микрополосковые и полые резонаторы. По числу селективных элементов ВУ разделяют на одноконтурные, двухконтурные, многоконтурные; по способу связи колебательной системы с А (фидером) и нагрузкой на ВУ с непосредственной, трансформаторной (автотрансформаторной), емкостной и комбинированной связью. Вследствие малого коэффициента перекрытия УКВ диапазона входное устройство представляет собой неперестраиваемый широкополосный контур с полосой пропускания несколько большей, чем диапазон принимаемых частот. В приемниках высшего класса ВУ выполняют узкополосным и перестраиваемым. В связи с большим разносом сигнальных и промежуточных частот режекторный фильтр для ослабления помех с частотой, равной промежуточной, не применяется.
Применим в разрабатываемом приемнике одноконтурное ВУ с автотрансформаторной связью с настроенной антенной и входом ИМС (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Схема входной цепи приемника УКВ.
Исходные данные: рабочая частота -- f = 104 МГц; полоса пропускания П = 250 кГц при неравномерности АЧХ не более ПТЗ = 10 дБ; реальная чувствительность -- не более Е АрТЗ = 40 мкВ, селективность по ЗК--не менее з.к.ТЗ = 70 дБ. Параметры А (фидера): волновое сопротивление r A = ф = 75 Ом, тип фидера -- несимметричный. Параметры нагрузки (вход ИМС): Rн = 1,5 кОм, Сн = 3 пФ. Конструкторские данные: реализуемые значения добротности ненагруженного контура Q, коэффициента связи k св.н ; значения емкостей С L , С мн . Обычно для УКВ Q = 150...200; С L + C мн = 5...10 пФ.
1. Для уменьшения влияния разбросов С н эквивалентную емкость нагруженного контура устанавливаем из неравенства С к.н (0,5...1)С н = 8 пФ.
2. Находим индуктивность контура L к = 2,5310 10 /f 2 Ск.н. = 2,5310 10 /(10410 6 ) 2 8 = 29 мкГ
3. Определяем волновое сопротивление контура к = L к = 210410 6 2910 -6 = 18,9 кОм.
4. Исходя из конструкторских данных, задаемся значением добротности ненагруженного контура Q = 190.
5. Оптимальную проводимость генератора, необходимую для минимизации шумов ВУ, G г. opt рассчитываем по характеристикам рис. 3.16 [5]. G г. opt = 7,4 мСм
6. Коэффициент включения n вычисляем по.
где к = 1/ 0 С к = -- волновое сопротивление контура.
7. Коэффициент включения n A устанавливаем по формуле
8. Эквивалентную добротность ВУ Q э находим по
Q э -= к /2r А вн = Q/2n 2 A (R 0 / ф ) = ф /2n 2 A к .
9. Проверку обеспечения требований по неравномерности П ПТЗ в пределах заданной полосы пропускания производим по (3.4). В случае невыполнения условия (3.4) следует задаться меньшим значением добротности ненагруженного контура Q' < Q и повторить расчет по п. 6--8. «Загрубление» может быть осуществлено либо с помощью конструктивных мер, либо введением шунтирующего резистора.
10. Емкость контурного конденсатора определяем как С к = С к.н - (С L + C мн + n 2 н С н ). В случае С к < 0 следует задаться большим значением емкости нагруженного контура С' к н > С к.н и повторить расчет по п. 2--9.
С к = С к.н - (С L + C мн + n 2 н С н ) = 8 - (5 + 0,01 2 3) = 3 пФ.
11. Проверку селективности по зеркальному каналу ВУз.к з.к ТЗ осуществляем с помощью формулы (3.5).
14. Коэффициент передачи ВУ вычисляем по (3.6).
Проверим перекрытие и выберем величину переменной емкости для заданного диапазона приемника.
f max = 108 МГц-, f min = 100 МГц. Варикап типа MV2105 = (2,6 -- 19) пФ. Емкость монтажа С м = 5 пФ. Емкость катушек контуров: С L = 3 пФ.
1. Крайние частоты диапазона с запасом:
f' max = 1,02f max = 1,02108 = 110,2 МГц.
f' min = 0,98f min = 0,98100 = 98 МГц.
2. Коэффициент перекрытия диапазона:
К' д = f' max /f' min = 110,2/98 = 1,12
3. Эквивалентная емкость схемы [ф-ла (4.1) [1]]
4. Так как С э > 0, определяем действительную емкость схемы для контура входной цепи:
5. Так как Сдоб = C э - С сх = 12,6 - 8 = 4,6 пФ > 0, то варикап выбран правильно.
6. Эквивалентная емкость контура входной цепи:
С' э = (С min + С э ) ... (С max + С э ) = (2,6 + 12,6) ... (19 + 12,6) = (15,2 ... 31,6) пФ.
Одной из особенностей современных приемников является широкое применение в них пьезокерамических фильтров сосредоточенной селекции (ФСС). Они обеспечивают высокую избирательность по соседнему каналу, имеют небольшие размеры, малый вес и постоянство частоты настройки.
Для нормальной работы пьезокерамические фильтры необходимо согласовывать с выходом преобразователя частоты и входом усилителя промежуточной частоты, между которыми они обычно включаются. Для этого между выходом преобразователя частоты и входом фильтра включается широкополосный контур, настроенный на промежуточную частоту. Этот контур не должен практически влиять на характеристику избирательности фильтра, поэтому его полосу пропускания необходимо делать в 4--5 раз шире полосы пропускания фильтра т. е. порядка 1000 -- 1250 кГц на уровне 3 дБ. Одновременно этот контур создает дополнительную избирательность по соседнему каналу.
Как было рассчитано выше, требуемую избирательность по ПЧ может обеспечить ФСС включенный на входе УПЧ. Выберем в качестве ФСС пьезокерамический фильтр SFG455A3.
4 . Расчет каскадов или элементов к выбранным ИМС
4.1 Расчет ручного регулятора громкости
В большинстве современных приемников ручной регулятор громкости (РРГ) выполняют с помощью
Разработка приемника ЧМ сигналов со стереофоническим выходом курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Экономика и управление Ивановской области
Курсовая работа: Закон Украины "О занятости населения"
Химия Контрольные Проверочные Работы 8 Класс
Курсовая работа по теме Печатные издания как агент социализации детей и подростков
Сочинение На Английском Про Компьютер 9 Класс
Дипломная Работа На Тему Использование Измерений И Решение Задач На Местности При Изучении Некоторых Тем Школьного Курса Геометрии
Реферат На Тему Специализированные Выставки Систем Безопасности
Курсовая работа: Экономическая оценка эффективности капитальных вложений. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Период перестройки, августовский путч 1991г. Воспоминания Н. Рыжкова, М. Горбачева и Б. Ельцина как исторический источник
Каков Объем Эссе
Курсовая Работа На Тему Инновационная Деятельность На Сельхозпредприятии
Реферат по теме Глобализация. Портрет в финансовом интерьере
Материально-техническое обеспечение предприятий
Сочинение На Тему Урок Литературы
Реферат На Тему Доверие Как Предмет Социально-Психологического Исследования
Гост 2022 Отчет По Практике
Курсовая работа: Деловой стиль письменной речи. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа: Пространственно-временной континуум в творчестве К.С. Петрова-Водкина
Статья: Особенности психологической готовности учащихся к безопасной жизнедеятельности
Сочинение По Картине Пластова Родник 9 Класс
Подделка документов в России - Государство и право реферат
Акты гражданского состояния как основные события жизни человека - Государство и право курсовая работа
История средневековья - История и исторические личности контрольная работа