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

Проектирование радиовещательного приёмника диапазона 0.15-0.4 МГц. Выбор промежуточной частоты, разработка структурной схемы, выбор принципа преобразования, расчет входных параметров микросхемы. Сопряжение настроек входных и гетеродинных контуров.


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.
Устройства п риема и о бработки с игналов
Разработка радиовещательного приемника
Диапазон принимаемых частот , МГц 0.15 - 0.4
Ослабление, дБ (зеркального/соседнего) 46/46
Ослабление помехи на промежуточной частоте, дБ 34
Полоса пропускания приемника, кГц 8,5
Эффективность АРУ (изменение входного/выходного сигнала) 40/12
Задачей курсовой работы является разработка радиовещательного приёмника диапазона 0.15-0.4 МГц, удовлетворяющего требованиям технического задания.
Анализ технического задания и разработка с труктурной схемы приемника
На заре радиовещания первые радиоприемники были детекторного типа. Сигнал с антенны поступал непосредственно на детектор и далее на наушники. Следующим этапом стало применение усилительных каскадов в цепях высокой частоты. Такие приемники называются приемниками прямого усиления. Приемники, состоящие из последовательно включенных усилителей ВЧ, неудобны по нескольким причинам. Во-первых, отдельные каскады должны быть настроены на одну и ту же частоту, что требует очень точного согласования группы одновременно перестраиваемых LC контуров. Во-вторых, поскольку общая частотная избирательность определяется характеристиками всех усилителей в совокупности, форма полосы пропускания будет зависеть от точности настройки каждого каскада; отдельные каскады не могут иметь столь узкополосную характеристику, как хотелось бы, так как настройка в этом случае была бы практически невозможна. И поскольку принимаемый сигнал может быть любой частоты в пределах принимаемого диапазона, нельзя использовать пьезофильтры для получения нужной формы АЧХ каскадов. Пьезофильтр - это полосовой фильтр на основе одного или нескольких пьезокерамических кристаллов, пропускающий узкую полосу частот (от нескольких сотен Герц и выше) и имеющий крутые спады на границах частоты. Лучшее решение этих проблем дает применение супергетеродинного приема. Структурная схема приемника приведена на рисунке 1.
· Основной принцип супергетеродинного приема - преобразование принимаемого сигнала в сигнал фиксированной частоты, называемой промежуточной (ПЧ) и в дальнейшем ее детектировании, т.е. преобразование высокочастотного сигнала в низкочастотный, в том числе и звуковой сигнал. Смысл такого преобразования заключается в том, что на одной частоте просто получить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) требуемой формы. Промежуточная частота может быть выше и ниже частоты принимаемого сигнала. Более высокая ПЧ применяется в радиоприемниках длинноволнового диапазона и в специальных измерительных приемниках. Для УКВ диапазона промежуточная частота принята 10,7 МГц, а для диапазонов ДВ, СВ и КВ 455 (или 465) кГц. Необходимая АЧХ формируется либо многоконтурным фильтром сосредоточенной селекции (ФСС), либо пьезокерамическим фильтром.
Принцип преобразования приведен на рисунке 2. Где:
· fГ - частота дополнительного генератора - гетеродина;
· f1 - частота принимаемого канала;
· fПЧ - частота настройки каскадов промежуточной частоты.
Сигнал с антенны попадает в высокочастотный тракт, включающий преселектор (входной полосовой фильтр и усилитель высокой частоты), а также гетеродин со смесителем. УВЧ не только усиливает сигнал, но и фильтрует его в заданной полосе. Усиленный ВЧ-сигнал поступает в смеситель. После смесителя сигнал (с точностью до амплитуды) имеет вид cos2п( f н + f г ) t +cos2п( f н- f г ) t , что соответствует модулированным сигналам на несущих f н + f г и | f н - f г |. Разностную составляющую - промежуточную частоту (ПЧ) f пч =| f н - f г | - выделяют полосовым фильтром и в дальнейшем работают именно с ней.
Сигнал ПЧ фильтруется и усиливается, после чего сигнал попадет на частотный детектор - ЧМ-демодулятор. После демодуляции низкочастотный сигнал усиливается в усилителе звуковой частоты и далее поступает на устройства воспроизведения.
Профессиональные радиоприёмные устройства часто выполняются по супергетеродинной схеме с двукратным преобразованием частоты. Это позволяет: увеличить избирательность по зеркальному каналу, увеличить избирательность по соседнему каналу благодаря применению низкой второй промежуточной частоты, получить устойчивое усиление. Но при этом значительно усложняется схема и конструкция приёмника и появляются дополнительные побочные каналы приёма.
Недостатками двойного преобразования частоты являются: а) наличие дополнительных побочных каналов приёма; б) значительное усложнение схемы и конструкции приёмника.
Так как целью работы является проектирование радиовещательного приемника, то будем использовать однократное преобразование частоты.
Рассмотрим основные характеристики радиоприёмника, описанные в техническом задании.
1)Чувствительность - мера способности РПУ принимать слабый сигнал и воспроизводить сообщение с приемлемым качеством. Количественно она определяется минимальным уровнем нормально-модулированного сигнала и значением напряженности поля в антенне для достижения заданной верности воспроизведения при точной настройке РПУ.
В соответствии с техническим заданием чувствительность разрабатываемого приёмника равна 150 мкВ.
2)Избирательность - способность приемника выбирать полезный сигнал из шума и помех.
Ослабление, помехи зеркального и соседнего каналов 46/46 дБ, ослабление помехи на промежуточной частоте 34 дБ.
3)Максимальная неискаженная мощность на выходе - максимальная возможная мощность на выходе приемника при заданной величине искажений. По техническому заданию выходная мощность 0.35Вт.
4)АРУ - автоматическая регулировка усиления.
Эффективность автоматической регулировки усиления (изменение входного/выходного сигнала) 40/12.
радиовещательный приёмник микросхема контур
Промежуточная частота не должна лежать в пределах диапазона рабочих частот приёмника, а должна отстоять как можно дальше от границ этого диапазона с целью обеспечения необходимого подавления помехи на частоте, равной промежуточной. Общей рекомендацией для уменьшения числа побочных каналов является выбор промежуточной частоты из условия:
f пр (4…5) f с.макс или f пр (0,1…0,2) f с.мин
Для обеспечения более высокой избирательности по зеркальному каналу, промежуточная частота должна быть по возможности выше, а для обеспечения избирательности по соседнему каналу - как можно ниже.
В проектируемом приемнике заданные техническим заданием требования могут быть обеспечены при использовании одного преобразования частоты со стандартным значением f ПЧ .
В радиовещательных приемниках согласно ГОСТ приняты следующие значения f ПЧ.
- 465 кГц в приемниках АМ сигналов;
- 10.7 МГц в приемниках ЧМ сигналов;
Расчет входных параметров микросхемы
Входная цепь предназначена для передачи сигнала от антенны к входному тракту и предварительной фильтрации нежелательных сигналов. Существует четыре вида входных цепей.
1)входная цепь с внешнеемкостной связью.
2)входная цепь с внутриемкостной связью.
3)входная цепь с трансформаторной связью.
4)входная цепь с автотрансформаторной связью.
Схема с внешнеемкостной связью колебательного контура с антенной значительно проще схемы с трансформаторной связью, при этом она сможет удовлетворить техническому заданию, в связи с этим я остановил свой выбор на одноконтурной входной цепи с внешней емкостной связью. Выбором конденсатора можно изменять значение коэффициента связи с антенной в процессе работы, что позволяет применять его с различными антеннами.
Диапазон частот (в Мгц.) - fmin = 0.15
Чувствительность (в Мкв.) - Е = 150
Избирательность по зеркальному каналу (дб.) - d = 46
Растянутый диапазон Т=1. /нерастянутый Т=2. Т = 46
1. Определяем коэффициент перекрытия диапазона Kd=N*fmax/fmin = 2.8 и полагаем максимальную конструктивно осуществимую добротность Q = 50.
2. Находим наименьшее значение показателя связи входной цепи
Введите параметры входного транзистора:
Активная составляющая проводимости (в Мсим) - g11 = 0.33
и ее относительное изменение - dg11 = 0.1
Реактивная составляющая проводимости (в Мсим) - b11 = 470
и ее относительное изменение - db11 = 10
а).влияние изменения активной составляющей проводимости транзистора на полосу
b).влияние изменения реактивной составляющей проводимости db11 транзистора на частоту настройки
a2= 1.25*b11/g11*db11-1 = 17802.030,
c).Задаем допустимое значение коэффициента расширения полосы S = 1.25-2 и находим значение a3 ,
а) Если эквивалент антенны - емкость
б) Если эквивалент антенны - сопротивление
a3=[3*SQRT(Kd*Kd*Kd)+s-1]/[Kd*Kd*(S-1)].
короткая штыревая антенна - Ca = Cin, R = 2.
Введите емкость антенны (в пф) - Ca = 90
ее нестабильность (в пф) - Dcin = 5
amin=max(ai), i=1,2,3; amin = 17802.030 .
3. Выбираем настроечный конденсатор Cmin, Cmax ,
удовлетворяющий условию Cmax/Cmin > [3-6]*Kd*Kd , Kd=2,8
и определяем для него значение неравномерности изменения
емкости настройки с углом поворота - H.
Дальнейший расчет схемы определяется значением величины
h0=Exp[Ln(0.9*H)/3] = 3.77976314968328
Введите (в пф.) значение Cmin = 5 Введите (в пф.) значение Cmax = 300
4.1 Вычисляем значения следующих емкостей:
C2=C~*(K2+SQRT(K2*K2+4*K2*Kk*C3/C~))/(2*Kk) = 437,4 пф.
Kk=[1-SQRT(Kd*Kd*Kd/H)]*[SQRT(Kd*H)-1]= 4.718,
C~=Cmax-Cmin - полная емкость, включенная последовательно с конденсатором настройки.
C1 = 0.5*b/a*{ SQRT[1+4*a*dd/(b*b)]-1} - Cmin = 10.8 пф,
где a = K2*(C2+Cl), Cl= 4 пф, b = K2*[Cl*(2*C2+C~)+C2*(C2+C~)], dd = C~*C2*C2-K2*Cl*C2*(C2+C~) - полная емкость,включенная параллельно конденсатору настройки.
Ckmax = Cl+C2*(C1+Cmax)/(C1+C2+Cmax) = 184.7 пф.
Ckmin = Cl+C2*(C1+Cmin)/(C1+C2+Cmin) = 18.3 пф- максимальная и минимальная емкости контура.
4.2 Для антенны с эквивалентом Ra определяем коэффициент
as = 2/[(S-1)*SQRT(K3)], где K3=Kd*Kd*Kd,
при штыревой антенне полагаем as >> 1; и находим значение емкости связи с транзистором Cct.
Cc=SQRT{Ckmax*g11*Q*amin/(6.28*fmin)/[1+1/(as*K3)]} = 45566.2 пф.
Cct = Cc-b11/(6,28*fmin) = -831119.3 пф.
Получилось отрицательное значение емкости связи с транзистором. По-этому
произведем перерасчет, как для случая Kd>h0.
Введите значение Сct,соответствующее ГОСТ. Cct = 20000
4.3 Находим емкость связи с антенной Cca
Cca=(Ca+Cin)/SQRT[2*Q*(Dca+Dcin)/Ckmin-1)= 15,85 пф,
4.4 Далее находим емкости подстроечного Cp, дополнительного Cd конденсаторов, а также емкость связи Cck.
kkk=Cc/(Cc+Cl-C2-C3) = 1.00740317738018E+0000
Введите значение Cck,соответствующее ГОСТ. Cck = 270
Cd=C1-kkk*C2*(C3-Cl)/Cc-Cm = 10,75 пф.
5. Случай Kd>h0. Cck исключается из схемы.
Введите (в пф.) значение Cmin = 5 значение Cmax = 350
C2 = SQRT [amin*Q*Cmax*g11/(6.28*fmin)] = 52057.4 пф.- полная емкость включенная последовательно с конденсатором настройки.
C1 = 0.5*b/a*{ SQRT[1+4*a*dd/(b*b)]-1} - Cmin = 35 пф, где K2 = Kd*Kd-1 = 6.85,
dd = dc*C2*C2-K2*Cl*C2*(C2+dc) - полная емкость, включенная параллельно конденсатору настройки.
5.2 Находим максимальную емкость контура
Ckmax = Cl+C2*(C1+Cmax)/(C1+C2+Cmax) = 395 пф.
5.3 Находим значение емкости связи с транзистором
Cct = C2-b11/(6,28*fmin) = 7,33669299930334E+0004 пф.
Введите значение Сct,соответствующее ГОСТ. Cct = 45000
5.4 Находим емкость связи с антенной Cca
Cca=(Ca+Cin)/SQRT[2*Q*(Dca+Dcin)/Ckmin-1)= 25,10 пф
Введите значение Сca соответствующее ГОСТ. Cca = 15
5.5 Определяем емкости подстроечного
Cp=0.4*(Cmin+Cm)+0.05*Ckmin = 8.51пф,
Введите значение Cd соответствующее ГОСТ. Cd = 6
6. Определяем индуктивность контура
Lk=1E6/[SQR(6.28*fmin)*Ckmax] = 5,82 мкГн.
7. Для частоты fmin вычисляем значения следующих коэффициентов
p1 = 1/[6.28*f*Lk*(6.28*f*Cct+b11)] ,
b1 = 6.28*f*Lk*p1*p1*g11*Q = 7,01852531278524E-0005 .
a = Ca/Ckmin = 1,78969128965946E+0000, b0 = 0.
Q1 = Q/(1+b0)/[1+b1/(1+b0)] = 49.96,
E1=1.25e-10*s*fmin/(a*m*Q)*SQRT(6.28*N*Lk)= 0.1 мкВ,
s = - 5 дБ отношение сигнал/шум на входе ,
N - коэффициент шума входного транзистора (разы);
D1 = 10*Lg[1+SQR(ez)]+20*Lg(fz/fmax) = 63,56 дБ,
Сопряжение настроек входных и гетеродинных контуров
В супергетеродинных устройствах приема и обработки сигналов, работающих в широком диапазоне частот, необходимо согласование или сопряжение настройки частоты контуров преселектора на частоту сигнала fc и гетеродина - на частоту fг = fc + fпр, где fпр - промежуточная частота, блоком идентичных конденсаторов переменной емкости или варикапов. Для получения различных резонансных частот этих контуров в контур гетеродина включаются добавочные постоянные конденсаторы.
Необходимо точно выполнить условие настройки fс0 = fс и fпр = fг - fc, где fс0 - резонансная частота входного контура, на всех частотах диапазона. Обычно при проектировании точно выполняется лишь условие fпр = fг - fc. Расстройка входных контуров относительно частоты входного сигнала df = fc - fс0 называется неточностью сопряжения.
Задача состоит в определении числа и частот точного сопряжения, максимальной в диапазоне частот погрешности сопряжения, структуры и параметров контура гетеродина.
Число точек точного сопряжения определяется значением коэффициента перекрытия по частоте рассчитываемого диапазона K Д . При K Д > 1.7 необходимо три точки точного сопряжения.
Диапазон частот (в мГц.) - fmin = 0,15
Значение промежуточной частоты (в мГц.) - fпр = 0.465
Индуктивность входного контура (в мкГн.) - Lk = 5.82
Емкость катушки (в пФ.) - Cl = 10.8
Емкость монтажа (в пФ.) - Cm = 10
Задайтесь числом точек точного сопряжения - Т = 3
f1 = f2-0.433*(fmax-fmin) = 0.167мГц,
f3 = f2+0.433*(fmax-fmin) = 0,383мГц.
2 .Рассчитываем кривую сопряжения в 50 точках
df(i)=-[m*(f*f+n)-SQR(f+fпр)*(f*f+l)]/[2*(f+fпр)*(f*f+l)],
Ошибка на границах диапазона при этом имеет величину:
3. Величины емкостей элементов схемы
CC = 1/(4*pi*pi*Lk)*[1/n-1/l] = 58518,65 пФ,
C2 = CC*[1/2+SQRT(1/4+C1/CC)] = 58539,44 пФ,
C3 = 1/(4*pi*pi*Lk*l)-C1*C2/(C1+C2) = 11221,80 пФ - величина индуктивности контура гетеродина
Lg = Lk*l/m*(C2+C3)/(C2+C1) = 1,46 мкГн.
fz = fc + 2 fпч = 0.4 + 2 * 0.465 = 1.33МГц
D1 = 10*Lg[1+SQR(ez)]+20*Lg(fz/fmax) = 63,56 дБ,
D1 = 10*Lg[1+SQR(eпч)]+20*Lg(fпч/fmax) = 38,439 дБ,
Для обеспечения заданной избирательности по соседнему каналу в нашем устройстве необходимо поставить фильтр. Для реализации данной задачи самым простым и дешевым способом будет применения керамического фильтра с заданными характеристиками. Существует множество фильтров с частотой 465 кГц, остановим свой выбор на керамическом фильтре фирмы Murata серии CFK465.
Из данных характеристик видно, что требование избирательности по соседнему каналу с легкостью удовлетворяется фильтрами данной серии.
Построение принципиальной схемы устройства
Главная проблема радиовещательного-приемника - необходимость обеспечить его низкую стоимость, поскольку технически все перечисленные трудности вполне разрешимы. Собственно, это проблема всей бытовой техники, и решается она стандартно - выпуском массовых ИС, в которые интегрировано как можно больше функциональных блоков устройства. Один из первых однокристальных тюнеров выпустила фирма Philips еще в 1983-м - это была знаменитая TDA7000. Заложенные в ней решения оказались столь удачными, что она послужила прототипом многих ИС - как прямых аналогов, например КС1066ХА1, К174ХА42, так и более совершенных схем самой компании Philips. Основное достоинство таких схем - простота реализации устройства с минимумом дополнительных компонентов. Я остановил свой выбор на микросхеме TDA7088T_2.
Эта микросхема по своей структуре похожа на своих предшественниц TDA7021 и TDA7000. В ней тоже реализована возможность построения на ее основе АМ радиоприемника. Разработчиками были устранены многие недостатки микросхем TDA7021 и TDA7000. Так чувствительность микросхемы TDA7088 по ВЧ заметно выше, чем у TDA7021. Также значительно понижена нижняя граница питающего напряжения до 1,8В (для сравнения у TDA7021 она составляет -2,8В). Верхняя же граница напряжения питания 5 В. Немаловажно и малое число навесных элементов для обеспечения ее работы.
Микросхема TDA7088T предназначена для использования в радиовещательных супергетеродинных приемниках с амплитудной модуляцией. Эта микросхема содержит все необходимые нам компоненты: гетеродин, усилитель высокой частоты, двойной балансный смеситель, усилитель промежуточной частоты, блок АРУ.
Значения частоты входного сигнала, МГц
U П =9В, f вх =1МГц, U В =10мкВ, m =0,8,T= +25°С
Выходное напряжение звуковой частоты, мВ
Чувствительность в 150 мкВ обеспечивается входными цепями и микросхемой, Ослабление зеркального канала при расчете составило 63,56 дБ, требовалось обеспечить ослабление в 46 дБ. Ослабление на частоте ПЧ составляет 38дБ.
Ослабление соседней помехи обеспечивается выбранным керамическим фильтром.
Также обеспечивается заданная полоса пропускания в 8.5 кГц.
Таким образом выполнены все пункты технического задания.
«Микросхемы и их применение», В.А. Батушев,О.Н. Лебедев, Москва: «Радио и Связь » , 1983г.
«Радиоприемные устройства», М.М. Буга, А.И. Фалько, И.И. Чистяков, Москва: «Радио и Связь » , 1986г.
«Радиоприемные устройства», В.В. Палшков, Москва: «Радио и Связь » , 1984г.
«Основы проектирования радиоприемников», В.Д. Горшелев -Москва: «Энергия» , 1977г.
«Проектирование радиоприемных устройств», В.Д. Екимов, К.М. Павлов, Москва: «Радио и Связь » , 1970г.
«Форум радиолюбителя» , http://monitor.net.ru/forum/index.php
Разработка радиовещательного приемника коротковолнового диапазона. Назначение бытового радиоэлектронного аппарата для приема и воспроизведения радиовещательных программ. Структурная схема приемника и промежуточной частоты. Расчет принципиальных схем. курсовая работа [2,1 M], добавлен 09.06.2014
Предварительный выбор структурной схемы приёмника. Расчёт полосы пропускания линейного тракта. Распределение частотных искажений по селективным каскадам приёмника. Выбор средств обеспечения избирательности приёмника и расчёт сопряжения контуров. контрольная работа [181,3 K], добавлен 13.07.2013
Расчет радиовещательного приемника двухполосных АМ сигналов диапазона СВ. Выбор интегральной микросхемы для работы в приемном тракте портативных и переносных АМ. Схема радиовещательного приёмника, принципиальная схема функциональных узлов устройства. курсовая работа [1,7 M], добавлен 03.05.2011
Разработка функциональной блок-схемы, расчет цепей настройки варикапов и входной, элементов колебательного контура УСЧ и первого каскада УПЧ с целью проектирования портативного радиовещательного приемника длинноволнового диапазона по заданным параметрам. курсовая работа [357,8 K], добавлен 27.01.2010
Выбор структурной схемы приемника. Составление его принципиальной электрической схемы, расчет входной цепи, усилителя радиочастоты, преобразователя частоты, детектора. Выбор схемы автоматической регулировки усиления и числа регулируемых каскадов. курсовая работа [171,5 K], добавлен 21.10.2013
Виды радиоприёмных устройств. Расчет радиовещательного приёмника супергетеродинного типа: определение числа поддиапазонов, выбор промежуточной частоты, структурной схемы, детектора, преобразователя частоты, расчет коэффициента усиления линейного тракта. курсовая работа [104,5 K], добавлен 17.03.2010
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
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 радиовещательного приемника курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Контрольная работа по теме Налогообложение малого бизнеса
Курсовая работа: Теории возникновения права. Скачать бесплатно и без регистрации
Тема Сочинения Про Любовь
Реферат На Тему Понятие И Сущность Предпринимательства
Курсовая работа: Разработка новых моделей школьной формы с показом мод
Методы И Структура Познания Юриста Реферат
Уроки Русской Литературы Сочинение
Итоговая Контрольная Работа Вместо Огэ
Реферат: Развитие оптики, электричества и магнетизма в XVIII веке
Роботизированная Сварка В Челябинской Области Реферат
Реферат по теме Прогноз цунами
Разработка web-сайта
Сочинение По Тексту Чехова Про Доктора
Реферат по теме Бог и человек у Гераклита Эфесского
Реферат: Пейзаж в творчестве А.А. Фета. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Тяжелые металлы сточных вод и методы их удаления. Скачать бесплатно и без регистрации
География 7 Класс Климанова Практические Работы
Контрольная работа по теме Сущность и характеристика административной ответственности
Сочинение На Тему Корень
Контрольная Работа По Физике Седьмой Класс
Трансдукция механических стимулов - Биология и естествознание реферат
Авторское право: современное правовое регулирование - Государство и право дипломная работа
Ученые и власть в советской России - История и исторические личности реферат