Разработка узкополосного частотно-модулированного приемника. Курсовая работа (т). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Разработка узкополосного частотно-модулированного приемника
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
1.2 Определение ширины полосы пропускания
1.3 Расчёт допустимого коэффициента шума приёмника
1.4 Выбор числа поддиапазонов и их границ
1.5 Распределение заданной величины избирательности
1.6 Распределение неравномерности в полосе пропускания
1.7 Определение эквивалентной добротности и числа контуров
тракта РЧ
1.8 Результат: блок - схема приемника
2.9 Расчет общего коэффициента усиления, избирательности,
чувствительности и неравномерности АЧХ
Радиосистемы различного назначения, от простейших радиотелефонов до
компьютерных радиосетей, пользуются всё большим успехом у пользователей во всём
мире. После нескольких десятилетий развития теории и техники радиосистем
значительно выросли скорость и качество коммуникационных услуг при постоянном
снижении их стоимости, что делает услуги беспроводной связи всё более
привлекательными для потребителей, а производство соответствующего оборудования
и комплектующих - одной из наиболее рентабельных и быстрорастущих отраслей
электронной индустрии.
Индустрия беспроводных коммуникаций по её внутренней природе имеет
глобальный характер, позволяя людям почти всюду, независимо от места их
нахождения на земном шаре, разговаривать и обмениваться данными друг с другом.
В связи с этим многократно возрастает роль международных стандартов,
разработанных и разрабатываемых отдельными фирмами и специальными
интернациональными организациями, и поддерживаемых большинством производителей
коммуникационного оборудования, независимо от их национальной принадлежности.
На сегодняшний день количество этих стандартов очень велико: NMT, GSM, AMPS,
CDMA, DCS, CT, TETRA и др. Каждая из имеющихся технологий характеризуется
наборов уникальных, присущих только ей, набором требований и параметров, однако
общим для всех является использование сложных преобразований и обработки
исходного сигнала с целью приведения его к виду, подходящему для передачи через
среду распространения (радиоканал). Повсеместно принято деление стандартов
связи на изначально использовавшиеся аналоговые и, более современные, цифровые.
Наряду с этим необходимо отметить, что независимо от используемого стандарта
практически все выпускаемые устройства связи являются гибридными
радиосистемами, построенными с применением аналоговых и цифровых узлов,
сопрягаемых между собой с помощью АЦП и ЦАП. Именно они на современном этапе
являются наиболее оптимальными по соотношению "стоимость - потребительские
качества".
Данный курсовой проект посвящён разработке РПУ радиотелефона. Радиоприемное
устройство - устройство, предназначенное для улавливания, преобразования и
использования электромагнитной энергии, принятой от радиопередающей станции.
Обычно радиоприемное устройство включает в себя: антенну и приемник.
Большое разнообразие современных радиоприемников можно разбить на три
категории: профессиональные, радиовещательные и специализированные. При
проектировании и расчете радиоприемного устройства учитывается целый ряд
требований, обуславливающих качество работы. Характер предъявляемых требований
определяется в зависимости от назначения приемного устройства. Однако ряд
качественных показателей и требований, обусловливающих нормальную работу
приемника, могут быть названы основными:
1 Перекрытие заданного диапазона частот.
При проектировании РПУ РТ необходимо исходить из конкретных требований.
Принимаемые решения при построении блок - схем и принципиальных схем необходимо
учитывать современный уровень радиоприемной техники. Поэтому в основу
разработки требований ко всей схеме и ее отдельным узлам целесообразно принять
результаты критического анализа качественных показателей и способов построения
схем существующих моделей устройств аналогичного назначения.
Все современные радиотелефоны выполняются по супергетеродинной схеме с
двойным преобразованием частоты [3],[4]. Преимущества таких приемников :
А) большая избирательность по зеркальному каналу, благодаря применению
высокой первой ПЧ;
Б) большая избирательность по соседнему каналу, благодаря применению
низкой второй ПЧ;
В) Возможность получения большого устойчивого усиления, за счет его
распределения по четырем трактам: радиочастоты (РЧ), первой и второй ПЧ,
звуковой частот (ЗЧ).
Недостатками двойного преобразования частоты являются:
А) наличие дополнитльных побочных каналов приема на комбинационных
частотах, а также на 2-м зеркальном канале, что приводит к увеличению
возможности возникновения интерференционных свистов;
Б) значителное усложнение схемы и конструкции РПУ.
В данном курсовом проекте необходимо расчитать параметры структурной
схемы ЧМ радиоприемника со следующими характеристиками:
Реальная чувствительность - 0,2 мкВ при С/Ш=10 дБ;
Избирательность по соседнему каналу - 80 дБ;
Избирательность по зеркальному каналу - 75 дБ;
Избирательность по побочному каналу - 90 дБ;
Выходная мощность - 2 Вт;
Диапазон частот - 450…470 МГц.
Предположим, что антенна согласована со входом приемника и имеет активное
сопротивление 50 Ом. Рассчитаем мощность на входе приемника исходя из требуемой
реальной чувствительности.
Нам нужно усилить сигнал на 153,97 дБ.
Исходя из высоких требований избирательности и чувствительности выбираем
супергетеродинную схему радиоприемника c одиночным преобразованием частоты.
Величина ПЧ выбирается из следующих соображений:
)ПЧ не должна находится в диапазоне частот приемника или близко от границ
этого диапазона.
)ПЧ не должна совпадать с частотой какого - либо передатчика.
)Для получения хорошей фильтрации ПЧ должно быть выполнено условие: f пр >=10F в , где F в - верхняя частота модуляции.
4
увеличивается
избирательность по зеркальному каналу;
5
уменьшается
избирательность по соседнему каналу;
7
уменьшается
входное и выходное сопротивление электронных приборов, что приводит к
увеличению шунтирования контуров, а так же понижается крутизна характеристики
транзисторов;
9
уменьшается
коэффициент усиления на каскад за счет уменьшения резонансного сопротивления
контура и ухудшения параметров электронных приборов;
10 уменьшается вредное влияние шумов
гетеродина на чувствительность приемника;
12 увеличивается надежность работы
устройства АПЧ;
13 уменьшаются размеры контуров и
блокировочных элементов.
14 увеличивается избирательность по
соседнему каналу;
15 уменьшается избирательность по
зеркальному каналу;
17 увеличиваются входное и выходное
сопротивления электронных приборов, что приводит к уменьшению шунтирования
контуров, а также увеличивается крутизна характеристики транзисторов;
19 увеличивается коэффициент усиления на
каскад;
Существуют стандартные частоты 10.7Мгц, 465кГц, 455кГц, так же существуют
и другие промежуточные частоты. Выберем промежуточную частоту 45МГц.
1.2 Определение ширины полосы пропускания
Ширина полосы пропускания (ПП) ВЧ тракта супергетеродинного приемника
определяется необходимой шириной полосы частот излучения передатчика, а также
нестабильностью частоты передатчика и гетеродина приемника.
Необходимая ширина полосы частот излучения передатчика 2 f п зависит от вида передачи и модуляции и определяется
следующим образом:
Так как в задании написано ЧМ сигнал то:
где F в - верхняя (максимальная) частота
модуляции;
f m - максимальная девиация частоты;
Частоты модуляции сигнала при телефонной передаче: F в =3000Гц; F н =300Гц.
.3 Расчет допустимого коэффициента шума приемника
где - отношение напряжений сигнал/шум на входе приёмника;
- постоянная Больцмана;
- стандартная температура приёмника;
- сопротивление приёмной антенны.
Отсюда находим допустимый коэффициент шума:
Т.е. при заданном значении чувствительности 0,2 мкВ и с/ш = 10 дБ нельзя
получить приемлемое значение коэффициента шума. Увеличим чувствительность до
0.5 мкВ, тогда .
шум приемник поддиапазон стабилизатор
Если при неизменной индуктивности контура не может быть обеспечено
перекрытие всего диапазона приемника переменным конденсатором, а также для
удобства и большей точности установки частоты и настройки приемника на каналы
диапазона, диапазон приемника делится на отдельные поддиапазоны.
Диапазон требуется разбить на поддиапазоны , если коэффициент перекрытия
диапазона (1.5 -2.0), значения приведены для КВ и УКВ диапазонов . f max =470МГц и f min =450МГц соответственно максимальная и
минимальная частоты диапазона.
Т.к. < (1,5 - 2,0), то диапазон не требует разбития на
поддиапазоны.
.5 Распределение заданной величины избирательности
В супергетеродинных приемниках с одиночным преобразованием ПЧ
производится следующее распределение заданных величин избирательности:
·
избирательность
по первому зеркальному каналу (ЗК) обеспечивается трактом РЧ;
·
избирательность
по соседнему каналу обеспечивается фильтром основной селекции.
Кроме обеспечения избирательности по зеркальному каналу , радиочастотный
тракт приемника должен обеспечивать :
·
избирательность
на ПЧ, т.е. ослабление помех станций , частоты которых совпадают с ПЧ;
·
ослабление помех
станций , способных вызвать появление в преобразователе перекрестной модуляции
и интерференционных свистов;
·
ослабление
излучения колебаний гетеродина приемника;
·
необходимое
соотношение Сигнал/Шум (С/Ш) на входе первого электронного прибора приемника.
.6 Распределение заданной неравномерности усиления в полосе пропускания
Для обеспечения необходимого минимума частотных искажений в области
верхних звуковых частот каждому РПУ в технических условиях (ТУ) задается
наименьшее ослабление на краях полосы пропускания . Т.к. ГОСТ для РТ на данный
момент времени отсутствует , то используем данные для радиовещательных
приемников. Для радиовещательных приемников ослабление задано в ГОСТ 5651-65.
При разработке РПУ заданная величина ослабления распределяется по
отдельным трактам приемника. Практикой установлено, что наиболее приемлимым
является распределение ослабления на краях полосы пропускания приемника по
отдельным трактам , приведенное в [5].
Ослабление на краях полосы не более, дб:
При приеме ЧМ сигналов рекомендуется принимать ослабление на краях ПП ВЧ
тракта равным 6 дб, т.е. на уровне 0,5. На высоких принимаемых частотах, когда
радиочастотный тракт имеет широкую ПП, ослабление на краях его полосы можно
принять равным 0 дб.
1.7 Определение эквивалентной добротности и числа контуров ВЦ
Определение эквивалентной добротности и числа контуров тракта РЧ
производим по заданной избирательности по ЗК на максимальной частоте диапазона
и по ослаблению на краях полосы пропускания приемника на минимальной частоте
диапазона (наихудший случай).
. Задаемся ориентировочным числом одиночных контуров тракта РЧ:
Необходимая добротность контуров, обеспечивающая заданную избирательность
по зеркальному каналу [5]:
Где fmax = 470 МГц - максимальная частота
диапазона;Зmax = fmax - 2fпр = 470 - 90 = 380 МГц (знак минус - частота
гетеродина ниже частоты сигнала);пр= 45 МГц - промежуточная частота ;
=75дб ( 5623 раз) - избирательность по зеркальному каналу (
из задания).
) Возможная эквивалентная конструктивная добротность контура с учетом
шунтирующего действия входного (или выходного) сопротивления применяемого
электронного прибора :
где = 0.5 - коэффициент шунтирования электронным прибором (для
транзистора) [5];= 150 - конструктивная добротность контура (без сердечника).
Так как Qи 0.1В на Rн=50Ом;
· Напряжение питания: 9В.
· Стабильность частоты настройки: 0.0001%
Исходя из высоких требований, предъявляемых к разработке и современного
уровня развития технологий ИСМ, в радиоприемном тракте будем применять
интегральную SA625 как наиболее подходящую к нашим
параметрам в задании.
ИМС представляет одну из разработок фирмы PHILIPS, но достаточно удачных, разработок
ЧМ приёмника малой мощности, с высокоскоростным RSSI.
В составе ИМС имеются смеситель с гетеродином, усилителя, ограничителя,
квадратурный частотный детектор, высокоскоростной измеритель уровня принимаемого
сигнала(RSSI).
Сигнал с входа ИСМ поступает на микшер, где происходит
перемножение с сигналом гетеродина, затем сигнал поступает на первый фильтр FLT1,далее на усилитель промежуточной
частоты, после усилителя на фильтр FLT2, затем на усилитель ограничитель по амплитуде, далее на квадратурный
детектор, имеющий опорный контур, и на аудио выход.
2Потребление малой мощности: 5.8мA при 6V
4Увеличение мощности в смесителе 13дБ при 45MГц
6Имеет встроенный гетеродин работающий на частотах от 25МГц до 195МГц.
Максимальная частота
входного сигнала, МГц
Уровень выходного НЧ сигнала,
мВ с управляемого входа.
Уровень выходного НЧ
сигнала, мВ с неуправляемого входа.
Рисунок 4 - Типовая схема включения ИМС SA625
Назначение выводов ИС SA625
приведено в таблице 4.
Таблица 4. Назначение выводов ИС SA625.
Управление отклюсаемым
выходом низкой частоты
Вход усилителя
промежуточной частоты
FLT1 и
FLT2 используем фильтр ФП2П8 - 281 - 5
· Работает в диапазоне частот 45Гц
· Неравномерность не более 1дБ
Реализуем шумоподавление на SA625 с помощью копаратора LM311:
Так как подстраиваемый резистор, возьмем его
Возьмем из стандартного ряда сопротивлений
.5 Расчет ручной регулировки громкости
Регулировка громкости осуществлена с использованием последовательной
схемы, включенной на входе УНЧ
Рисунок 6. Схема регулятора громкости
Определим R пер R1 для того, чтобы обеспечить необходимый по заданию диапазон
регулировки громкости 36 дБ:
где R вых MC =58 кОм - сопротивление нагрузки
детектора SA625.
С другой стороны , где D=100
(40 дБ) - диапазон регулировки громкости. Из системы уравнений находим:
2.6 Выбор усилителя звуковой частоты
В качестве УЗЧ возьмем ИМС TBA820M. МС представляет собой усилитель
мощности звуковой частоты с выходной мощностью 2 Вт на нагрузке 8 Ом.
На рис.8 представлена типовая схема включения ИМС TBA820M.
Рисунок 7 - типовая схема включения УЗЧ ИМС TBA820M
Коэффициент усиления напряжения НЧ 60 дБ;
Диапазон рабочих температур - 20…+ 70.
Так как напряжение питания микросхемы SA625 5В, то необходимо для них рассчитать стабилизатор
напряжения. В качестве стабилизатора напряжения выберем стандартную микросхему:
ML78L05 (максимальное входное напряжение 30В, минимальное входное
7.2В, выходное напряжение 5В).
Для обеспечения заданных параметров радиоприемного устройства произведем
оценку параметров основных элементов и узлов. Для обеспечения чувствительности
0,6мкВ при отношении с/ш = 10дБ на выходе, общий К ш РПУ запишем в
следующем виде:
Из анализа формулы видим, что коэффициент шума РПУ в основном зависит от
шумов УРЧ
Коэффициент шума РПУ стремятся свести к минимуму.
где - коэффициент передачи входной цепи по мощности. Тогда
2.9 Расчет общего коэффициента усиления, избирательности,
чувствительности и неравномерности АЧХ
Для обеспечения заданных параметров радиоприемного устройства произведем
оценку параметров основных элементов и узлов.
Общий коэффициент усиления по мощности составил:
Общая избирательность по З.К.: 87.4дБ;
Общая избирательность по С.К.: 90дБ.
Чувствительность приемника при полученном коэффициенте шума: 0.5мкВ.
Неравномерность АЧХ всего тракта будет складываться из неравномерности 2х
фильтров ОС. Неравномерность остальных же трактов близка к 0. Так как каждый
фильтр дает не более 1дБ, то суммарная нестабильность не превысит 16дБ.
В pезультате пpоделанной pаботы было спроектировано РПУ РТ. В качестве
элементной базы была использована ИМС фирмы PHILIPS.
·
Входная цепь
реализована на короткозамкнутом четвертьволновом отрезке линии;
·
В качестве
следующих каскадов РПУ была применена SA625, которая отвечает требованиям современной элементной базы
предъявляемым к радиотелефонам. Малое потребляемое напряжение и потребляемый
ток дают возможность 3-х часовой непрерывной работы без перезаряда
аккумуляторов. Высокая чувствительность (0.22мкВ). Избирательность по
соседнему(в зависимости от фильтров) ,
·
Фильтр основной
селекции ФП2П8 - 281 - 5 ;
·
Микросхема TBA820M, выполняющая функции усилителя ЗЧ.
Структурная схема приемника приведена в приложении 1.
Похожие работы на - Разработка узкополосного частотно-модулированного приемника Курсовая работа (т). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
Реферат На Тему Урбанизация Как Глобальный Процесс
Дипломная работа по теме Цех автоматизированных линий
Концепция Личностного Знания М Полани Реферат
Курсовая работа: Запасы торфяных болот по Красноярскому краю и возможность их использования для сельского хозяйст
Сочинение Про Дагестан На Английском Языке
Курсовая работа: Обязательства вследствие причинения вреда
Реферат: Учетная политика предприятия 14
Практическое задание по теме Стафилококки. Выявление резистентности к метициллину и другим b-лактамным антибиотикам методом скрин...
Курс Лекций На Тему Актуарні Розрахунки
Реферат На Тему Модель И Методы Управления Организационными Системами
Курсовая работа по теме Разработка управляемого контролера на базе микропроцессорного комплекта серии КР580
Дипломная работа по теме Формирование инвестиционной стратегии ЗАО 'Балтстроймонтаж'
Реферат по теме Тень независимости
Реферат по теме Взаимодействие участкового инспектора милиции с другими службами
Курсовая работа: Разработка почтового клиента для операционной системы Windows
Доклад: Хазары. Воины России с хазарским Карганатом. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Самая бюрократическая эпоха. Первая половина XIX века
Сочинение Про Группу
Курсовая работа: Моделирование организации ОАО "ЧТПЗ". Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Мировое соглашение в хозяйственном и гражданском процессах: сравнительный анализ
Реферат: Соединительные ткани 2
Реферат: Обмінні процеси в організмі щурів при отруєнні цезієм і стронцієм та зміні кислотно лужного стану
Похожие работы на - Проблемы кадрового обеспечения муниципального предприятия на примере Сосновоборского Муниципального Унитарного Предприятия 'Теплоснабжающее предприятие'