Реферат: Цифровой канал радиосвязи с разработкой радиоприемного устройства и электрическим расчетом блока усилителя радиочастоты

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Тема:

«Цифровой канал радиосвязи с разработкой


радиоприёмного устройства и электрическим


расчётом блока усилителя радиочастоты».


Цифровой канал радиосвязи с разработкой радиоприёмного устройства и электрическим расчётом блока усилителя радиочастоты


1. Дальность радиосвязи L(км.) - 90;
2. 2. Мощность передатчика Р(Вт)- 500;
3. КНД передающей антенны Д (дб) - 1;
5. Входное сопротивление антенны R (Ом) - 75;
6. Диапазон рабочих частот F(МГц)30...60;
7. Скорость телеграфирования V(Бод) - 240;
9. Коэффициент шума ПРМ N 0
(раз) - 6;
12. Высота размещения антенны H(м) - 14;
13. Избирательность по зеркальному каналу (дб) - 60;
14. Избирательность по соседнему каналу (дб) - 60;
15. Коэффициент нестабильности частоты - 10 -7
;
16. Длина сообщения N (двоичных символов) - 720;
17. Вероятность доведения Р Д
- 0,999;
18. Вероятность трансформации P тр
- 10 -7
.
1. Произвести расчёт радиоканала и оценить достоверность цифровой инфор-

2. Выбор и обоснование электрической структурной и функциональной схем

3. Выбор и обоснование электрической принципиальной схемы устройства.

1. Пояснительную записку (25 - 30 листов).
2. Электрическую принципиальную схему устройства (формат А4).
4. Оценка достоверности цифровой информации в канале связи
5. Выбор типа структурной схемы радиоприёмника
6. Выбор промежуточных частот радиоприёмника
7. Разработка функциональной схемы приёмника
8. Электрический расчёт усилителя радиочастоты
В настоящее время к современным радиоприёмникам военного назначения предъявляются высокие требования по массово - габаритным характеристикам, малому энергоснабжению, безотказной работы в течение всего срока эксплуатации, которые, прежде всего, определяются особенностями его эксплуатации.
Целью данной курсовой работы является разработка цифрового канала радиосвязи, с электрическим расчётом усилителя радиочастоты радиоприёмника.
В соответствии с поставленной задачей был проведён анализ технического задания с целью разработки цифрового канала радиосвязи, с электрическим расчётом усилителя радиочастоты радиоприёмника при конкретных технических требованиях. В данной курсовой работе была разработана функциональная модель цифрового канала радиосвязи, а также был проведён его энергетический расчёт заданным техническим требованиям.
Кроме того, по результатам, полученным в данной курсовой работе, была выбрана наиболее целесообразная структурная схема приёмного устройства, на основании которой разработана его функциональная и принципиальная схемы.
Высокие требования, предъявляемые к современным военным радиоприёмникам и с учётом современной элементной базы, был произведён электрический расчёт усилителя радиочастоты, и на основе полученных результатов была синтезирована его принципиальная схема.
В исходных данных технического задания отсутствуют требования по климатическим условиям эксплуатации приёмника, а также вероятность его нормальной работы за среднее время наработки на отказ T отк.ср.

С учётом того, что радиоприёмник будет эксплуатироваться в войсках, то есть работать в полевых условиях или же в закрытых, не отапливаемых, зачастую во влажных помещениях, то были выбраны самые жёсткие условия эксплуатации.
Согласно ГОСТ 24375-80 для территории Российской Федерации диапазон рабочих температур составляет от -50 0
С до +50 0
С, при влажности окружающей среды не более 90%.
С целью обеспечения требуемой надёжности эксплуатации предлагается двукратное дублирование радиоприёмника, то есть так называемый «горячий резерв».
Исходя из этих условий, значение вероятности нормального функционирования было выбрано P=0,998, за среднее время эксплуатации Т отк ср
=3000 часов.
С учётом исходных данных технического задания и, разработанных требований эксплуатации был произведён энергетический расчёт цифрового радиоканала.
Энергетический расчёт УКВ радиоканала.


1. С учётом исходных данных в начале была рассчитана полоса пропускания
где значение F с
для сигнала с амплитудной манипуляцией выбирается из условия:
Исходя из этого, было вычислено значение:
2. В соответствии с техническим заданием и условиями работы определена чувствительность радиоприёмника по формуле:
T=273 K - температура окружающей среды в Кельвинах;
K=1,38*10 -23
(Дж/к) - постоянная Больцмана;
R a
=75 Ом - входное сопротивление антенны;
h =9 - заданное превышение мощности сигнала над мощностью шума (помехи) на входе приёмника.
3.
Определена зона расположения приёмника.
Освещена зона (зона прямой видимости) найдена согласно [5]:
При этом нижняя зона блокирования определена по формуле [5]:
- минимальная длина волны в используемом диапазоне 30…60 МГц

=300/
F max

, где
F max

=60МГц; (4)


=с/
F max

=3*10 8
/6*10 7
=5 м. (5)

Подставляя в формулу значения ,и были получены:
где
R
ЭЗ

=
8,5*10 6
м - эквивалентный радиус Земли.
Сравнивая требуемую дальность радиосвязи L
св

со значением L
пр

,
получим L
пр

L
св

,

то есть 26,7(км)
90(км).
Следовательно, расчёт напряжённости электромагнитного поля в точке приёма был произведён по формуле Фока, которая имеет следующий вид:
L
пр

- расстояние прямой видимости;
P
1

- мощность подводимая к передающей антенне;
G
- коэффициент усиления антенны ПРДУ;
R
зэ

- эквивалентный радиус Земли (8500 км);
4.
Зная напряжённость электромагнитного поля в точке приёма, определим действующее значение напряжения на входе приёмника в точке приёма:
Н д сим
=( )*
tg
(
k
*
l
)/

, (10)
где

-
средняя длина волны рабочего диапазона;
l
-
длина одного плеча симметричного вибратора;
Н д сим
=( )*
tg
(
k
*
l
)/

=8,66*10 -3
м;

Н д несим
=0,5*Н д сим
=4,33*10 -3
м.

U
Д

=Е Д
*Н Д
=0,00015*4,33*10 -3
=0,65*10 -6
В

Проверено выполнение следующего условия: U
Д

U
тр

065*10 -6

021*10 -6
.
Из этого вытекает, что радиоприёмное устройство будет уверенно принимать сигнал.
5.
Рассчитано номинальное значение отношения сигнал/шум на входе приёмника:
После расчёта канала связи была проведена оценка достоверности цифровой информации в канале связи.
Оценка достоверности цифровой информации в канале связи.

Оценка достоверности цифровой информации в канале связи проведена с учётом вероятности отказа системы связи без учёта отказа аппаратуры канала связи (техники),
Результатом проведения энергетического расчёта является обеспечение требуемого отношения мощности полезного сигнала к мощности шума плюс помеха на входе линейной части приёмника. В заданной полосе пропускания при фиксированной дальности связи L и мощности передатчика P. Тогда по заданному виду сигнала (модуляции), в данном случае сигнал АМ, для фиксированного значения по известной зависимости в приёме дискретного символа.
При известной длине сообщения, в данном случае длина сообщения N=720 , вероятность доведения некодированного сообщения определяется из графической зависимости P
дов

=(1-
P
Э

)
N

,
где P
Э

=1,25*10 -2
,
определяется из графической зависимости
P
дов

=(1-1,25*10 -2
) 720
=0,000116604;

После расчёта вероятности доведения информации необходимо проверить условие Р дов
Р дов треб

или 0,000116604 0,999
, то есть такая вероятность доведения информации меньше требуемой. Для повышения вероятности доведения информации
необходимо либо увеличивать мощность передатчика с целью увеличения
,
а это в данном случае невозможно и не выгодно, либо применять помехоустойчивое кодирование, которое не требует дополнительных энергетических затрат, а требует лишь возможности расширения полосы пропускания канала связи в n
/
k
раз ,
по сравнению с некодированной системой связи при фиксированном времени доведения сообщения T
,
использовать кодирование информации. Выбираем код (
n
,
k
,
d
)=(15,10,4),
где
k
-
количество информационных символов;
d
-
минимальное кодовое расстояние.
Вероятность ошибки: Р 0(

n

,

k

,

d

)

=2,8*10 -3


P
тр

=1-(1-Р 0(

n

,

k

,

d

)

)
n

/

k

=5,36*10 -9
;

Следовательно, если мы сравним с требуемым значением =10 -7
,

P
тр

P
тр треб

5,36*10 -9

10 -7
,
из этого можно сделать вывод о том, что выбранный нами код правильный.
Р пр
=1-(1-8,7*10 -4
) 23
=0,99975;

t
и

=1 -
число гарантированно исправляемых кодом ошибок,
Р эк
=1,75*10 -2
,
исходя из этого вычисляем вероятность правильного декодирования:
Вероятность ошибки на бит информации Р 0

, которая отдаётся получателю, определяется по формуле:
Следует отметить, что именно значение Р 0

является одним из ключевых требований, которые предъявляет заказчик на проектируемую систему связи, при этом обязательно должно выполняться условие Р 0
Р 0.тр
,
в данном случае это условие выполняется.
Вероятность доведения сообщения, кодируемого (
n
,
k
d min

),
то есть (15,10,4),
кодом определяется следующим выражением:
Р дов
=(Р пр.дек
)
N

/

K

=0,9998 720/10
=0,9996,

Данная вероятность доведения сообщения с использованием кода не менее требуемой.
Важным параметром дискретной системы связи является вероятность трансформации сообщения, которая определяется следующим выражением:
Р тр

N

=

=1-[1-
P
но(

n

,

k

,

d

)

]
N

/

K

,

где P
но(

n

,

k

,

d

)

= -
выражает вероятность необнаруженной ошибки (трансформации) кодовой комбинации, которая возникает при L
1=3
и более, ошибочно принятых двоичных символах.
Р тр15
=1-[1-
P
но(15,10,4)

] 15/10
=8,4*10 -9


Таким образом вероятность доведения дискретного сообщения до получателя Р ДОВ

и связанная с ней вероятность ошибки на бит информации Р 0
,
вероятность трансформации сообщения Р тр15

при заданных дальности радиосвязи, частотно - временных и энергетических затратах являются важнейшими тактико-техническими показателями связи.
P
дов

P
ДОВ.ТРЕБ

, при Т=
const
;

Р тр

n



Р тр

n

ТРЕБ

, при Р 1
=
const
;

Для разрабатываемой системы радиосвязи обеспечивается выполнение указанных условий при наименьших частотно-временных и энергетических затратах, то есть в этом смысле она почти оптимальна.
Далее был проведён выбор структурной схемы приёмника.
ВЫБОР ТИПА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ РАДИОПРИЁМНИКА

Современные связные приёмники чаще всего строятся по супергетератинной схеме, что позволяет реализовать наибольшую чувствительность и избирательность по сравнению с другими типами схем. Однако супергетератинным приёмникам свойственны определённые недостатки:
* наличие «паразитных» радиочастотных излучений гетеродинов;
* наличие «паразитных» условий и амплитудной модуляции сигнала за счёт внутренних помех в системе стабилизации.
Указанные недостатки необходимо учитывать при выборе типа структурной схемы. Структурная схема радиоприёмника - это графическое изображение, дающее представление о структуре радиоприёмника и состоящее из функциональных частей и связей между ними.
Основой для выбора структурной схемы связного радиоприёмника являются технические требования:
* к относительному изменению частоты подстройки радиоприёмника;
* к чувствительности радиоприёмника;
* к избирательности по «зеркальному» и соседнему каналам;
Из двух возможных вариантов с одним или двойным преобразователем, была выбрана схема с двойным преобразователем частоты, так как только она обеспечивает требования селективности и требования технического задания.
Входная цепь выполняет следующую функцию: обеспечивает подстройку приёмной антенны и входного фильтра радиоприёмника на заданную рабочую частоту.
С входной цепи сигнал поступает на усилитель радиочастоты, который обеспечивает выполнение заданных требований по избирательности относительно зеркального канала и осуществляет предварительное усиление принимаемого сигнала и исключения паразитного излучения гетеродинов. В первом и во втором смесителе осуществляется преобразование частоты радиосигнала соответственно в сигналы первой и второй промежуточных частот. Гетеродинные напряжения поступают с синтезатора частот. В первом и во втором усилителе промежуточной частоты осуществляется усиление сигналов первой и второй промежуточных частот. Со второго усилителя промежуточной частоты сигнал поступает на детектор. В зависимости от вида модуляции принимаемых сигналов детектор может быть амплитудным, частотным, фазовым или пиловым. Для обеспечения оперативного управления и контроля современные радиоприёмники имеют в своем составе устройство управления и контроля. Синтезированная структурная схема представлена на рисунке 1. Далее сделаем выбор промежуточных частот.
Важным этапом проектирования является выбор номиналов промежуточных частот радиоприёмника. Значения промежуточных частот могут быть оценены с помощью соотношений:
f
0

max

- верхняя частота диапазона радиоприёмника;
а -
параметр рассогласования антенно-фидерного устройства и выхода радиоприёмника (а=1 при настроенной антенне в режиме согласования);
d
3 ТР

=1000 - требуемое подавление зеркальной помехи;
Q
РЧ

=50 -
результирующая добротность контуров тракта радиочастоты;


f
ПЧ

=792 Гц
- полоса пропускания тракта ПЧ;
Q
ПЧ

=50 -
добротность контуров тракта ПЧ;
F
(П ПЧ
)=0,64 -
функция, учитывающая особенности тракта ПЧ;
С точки зрения унификации были выбраны значения промежуточных частот:
После выбора структурной схемы и определения промежуточных частот была синтезирована функциональная схема.
Функциональная схема - это графическое изображение радиоприёмника, представленное его основными функциональными частями и связями между ними в виде условных графических обозначений, установленных в стандартах ЕСКД.
На этапе разработки функциональной схемы радиоприёмника необходимо решить следующие основные задачи:
* произведено разбиение диапазона рабочих частот на поддиапазоны;
* проведено распределение избирательности по трактам;
* произведено распределение усиления радиоприёмника по трактам;
* проведен выбор элементной базы для основных каскадов радиоприёмника;
При проектировании радиоприёмника предназначенного для работы в широком диапазоне радиочастот, заданный диапазон рабочих частот должен быть разбит на несколько поддиапазонов. На практике применяются два основных способа разбиения на поддиапазоны: способ равных коэффициентов перекрытия К ПД


способ равных частотных поддиапазонов
К ПД
=
f
2

/
f
1

=
f
3

/
f
2

=...=
f n

/
f n

-1,




f
ПД

=
f
2

-
f
1

=
f
3

-
f
2

;

При распределении усиления было учтено, что в первых каскадах оно ограничено от 5 до 10, в тракте первой промежуточной частоты, усиление в тракте УЗЧ должно быть с учётом оконечных устройств.
На завершающем этапе разработки функциональной схемы радиоприёмника решается задача выбора количества и типов каскадов трактов радиочастоты, промежуточной и звуковой частот.
Рассчитаем количество поддиапазонов следующим образом:
следовательно схема имеет два полосовых фильтра.
Таким образом, исходя из решения задачи функциональная схема имеет вид, представленный на рис.2 Входной сигнал поступает на антенно-фидерное устройства и входа первого каскада усилителя радиочастоты.. также эти фильтры осуществляют селекцию принимаемого сигнала. Выделенный в фильтрах Z1 и Z2 полезный сигнал поступает на усилитель радиочастоты, в котором осуществляется усиление, а также осуществляется избирательность по зеркальному каналу. Для этого к выходу усилителя радиочастоты подключают фильтр. В целом этот тракт является трактом радиочастоты. Он осуществляет первичную обработку радиосигнала. Поэтому сигнал, поступивший на преобразователь 1 промежуточной частоты окончательно «взберется по зеркальному каналу и помощью фильтра выделится полезный сигнал.
Помехи и низкочастотные составляющие отфильтровываются. После смесителя сигнал усиливается. Дальнейшая обработка происходит в смесителе и усилителе промежуточной частоты , где осуществляется преобразование по частоте. Далее сигнал попадает в усилитель промежуточной частоты где происходит избирательность по соседнему каналу, то есть помехи ослабляются, АРУ поддерживает требуемое отношение сигнал/шум на выходе фильтра, а также поддерживается постоянным коэффициент усиления радиоприемника, при изменении входного сигнала. Затем сигнал поступает в частотный тракт который в своем составе содержит ограничитель амплитуды, частотный детектор. Продетектированный сигнал усиливается в УЗЧ и поступает на оконечное устройство.
SA 11
, SA 21
- переключатели поддиапазонов;
После разработки и обоснования функциональной схемы, был проведен, согласно техническому заданию расчет усилителя радиочастоты.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ РАДИОЧАСТОТЫ.


Для выбора элементной базы разрабатываемого блока, в данном случае это усилитель радиочастоты, произведен электрический расчет. Проведен расчет усилителя радиочастоты одного из поддиапазонов.
Коэффициент усиления усилителя радиочастоты изменяется в пределах от 10 до 20. Частота на которой он работает, изменяется в пределах от 30 до 45 МГц. Исходя из технического задания выбран из справочника тип транзистора, который по своим техническим характеристикам наиболее подходит к рассчитанному блоку усилителя радиочастоты, таким является транзистор ГТ308 В
параметры которого:
I k

0

=2.5 мА,
I
Б0

=7 мкА,
U
кэ0

= 5В, Е к
=12 В.

Для того, чтобы добиться заданных требований по избирательности параметры колебательного контура должны находиться в пределах:
собственное затухание контура 0,01...0,03,
затухание катушки связи 0,05.
Входом схемы является входная цепь, далее идет каскад преобразователя частоты на транзисторе.
Посколько R
д

=1,06,
то параметры транзистора и каскада изменяются мало. Поэтому расчет произведен на средней частоте, для которой Y
21

=0,077 сМ, д 11
=7 мСм, д 22
=1 мСм, С 11
=36 пФ, С 22=4 пФ.


Принято : д 11
0,75*2,8 = 2,1 мСм и С 11
0,8*36=29 пФ.

Устойчивый коэффициент усиления каскада:
расчет проведен на устойчивый коэффициент усиления. Рассчитаем минимальный каскад пропускания:
коэффициент включения антенной цепи и входа первого каскада к контуру:
Так как входная проводимость равна 2,1*10 -3
См, то R ВХ
=476 Ом, входная емкость разделительного конденсатора равна С ВХ
=29пф. Конденсатор колебательного контура имеет емкость равную С кк
=10-365 пФ, индуктивность колебательного контура L rr
=1,25 мГН, напряжение питания схемы постоянное 12 В. В соответствии с полученными результатами проведенных расчетов выбрана элементная база.
В данном курсовом проекте, в соответствии с заданием, спроектирован радиоканал цифровой радиосвязи с разработкой радиоприемного устройства и с электрическим расчетом усилителя радиочастоты. Проведен энергетический расчет радиоканала.
При обосновании и выборе структурной схемы радиоприемника, сделан анализ возможных схем радиоприемника, сформулирован критерий по которому может быть выбрана схема проектируемого устройства. Важнейшими параметрами были выбраны : чувствительность и избирательность канала. После выбора схемы электрической структурной радиоприемника обоснованы параметры не указанные в задании на курсовое проектирование.
На этапе разработке схемы электрической функциональной установлены общие принципы функционирования отдельных блоков и всего радиоприемника в целом. Уяснена роль и назначение его отдельных элементов. В процессе синтеза радиоприемника определены не только его каскады в целом, но и место отдельных каскадов тракта радиочастот; тракта промежуточных частот и тд.
На основе схемы электрической функциональной была разработана схема электрическая принципиальная всего радиоприемника. На этом этапе, на основе электрического расчета, также были выбраны полупроводниковые элементы, используемые в схеме.
Разработанное радиоприемное устройство целесообразно использовать в РВСН, так как его характеристики удовлетворяют требованиям предъявляемым к аппаратуре боевого управления, в частности на машине связи.
Дальность связи позволяет использовать данное радиоприемное устройство в позиционном районе ракетного полка для приема сигналов оперативного управления. В тоже время вероятность доведения и трансформации , а также высокая избирательность, позволяют использовать данное радиоприемное устройство для приема сигналов АСБУ.
Рабочий диапазон частот позволяет произвести сопряжение разработанного радиоприемного устройства с другими радиосредствами РК.
Была выбрана неоптимальная с точки зрения элементной базы принципиальная схема. Более целесообразной могла стать схема приемника на одной микросхеме. Например: К174ХА10.
1. Поставленная задача решена полностью.
2. Разработанная схема приемника соответствует требованиям технического задания
1. Бобров Н.В., Москва, «Радио и связь», 1981 г., « Расчет радиоприемников».
2. Екимов В.Д,, Павлов П.Н., Связь, 1970 г., «Проектирование РПМИ».
3. Злобин В.И. и др., Серпухов, 1985 г., «Радиопередающие и радиоприемные устройства».
4. Зеленевский В.В., и др., Серпухов, 1994 г., «Радиопередающие устройства».
5. Зеленевский В.В., и др., Серпухов, 1992 г., «Проектирование цифровых каналов связи».
6. Хиленко В.И., Малахов Б.М., Москва, «Радио и связь», 1991 г., «Радиоприемные устройства».

Название: Цифровой канал радиосвязи с разработкой радиоприемного устройства и электрическим расчетом блока усилителя радиочастоты
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат
Добавлен 17:08:08 16 марта 2007 Похожие работы
Просмотров: 905
Комментариев: 19
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Цифровой канал радиосвязи с разработкой радиоприемного устройства и электрическим расчетом блока усилителя радиочастоты
Презентация Отчета По Учебной Практики
Начала Евклида Реферат
Сочинение По Литературе 8 Класс На Тему
Курсовая работа по теме Совершенствование функции менеджмента торгового предприятия
Практическое задание по теме Предмет, метод и задачи бухгалтерского учета.(теория к курсовой)
Курсовая работа по теме Влияние социальной рекламы на молодежь
Дипломная работа по теме Оценка существующей организации системы стимулирования эффективности и качества труда работников ОАО 'Электроаппаратура' и поиск направлений ее совершенствования
Курсовая работа по теме Образы семьи в современных российских СМИ
Доклад по теме Российско-Украинских отношения
Дипломная работа: Особенности перевода лирики И.В. Гете на русский язык
Подготовка Детей Разного Возраста К Прививкам Реферат
Дипломная работа по теме Викладання дисципліни "Конструювання обчислювальної техніки"
Реферат по теме Святой Макарий Нотарас, родоначальник "филокализма"
Реферат: Работа Дж. Кейнса 'Общая теория занятости, процента и денег' и ее значение для развития экономической мысли. Скачать бесплатно и без регистрации
Педагогическое взаимодействие в воспитании
Реферат: Проблемы федерализма в современной России. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Сукупний попит і сукупна пропозиція
Модель Лоренца Реферат
Реферат по теме Логика и дедукция
Сочинение по теме Кобо Абэ. Человек-ящик
Доклад: Современные представления о художнике и личность древнерусского иконописца
Реферат: Критерии оценки уровня продуктивности коммуникативной деятельности психолога-консультанта
Статья: Чувство справедливости у людей и обезьян