Исследование возможностей по усовершенствованию радиостанции - Дипломная работа

Важнейшим функциональным элементом радиотехнических систем является радиоприемное и радиопередающее устройство, способное воспринимать радиосигналы и преобразовывать их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. Приемник выделяет из спектра входных колебаний полезные сигналы; усиливает их за счет энергии местного источника питания; осуществляет обработку, ослабляя действие помех, присутствующих во входном колебании и собственных шумов радиостанции; детектирует радиочастотные сигналы, формируя колебания, соответствующие передаваемому сообщению. Оконечное устройство может быть совмещено с приемником или представлять собой отдельное устройство. Достижения и тенденции техники радиоприема в последние годы обусловлена взаимосвязанными процессами развития интегральной микроэлектроники, внедрения методов и средств цифровой обработки сигналов и вычислительной техники и дальнейшего освоения микроволновых диапазонов. Цифровые интегральные модули средней и большой степени интеграции обеспечивают повышение технических и эргономических показателей приемников.В передатчике, предназначенном для работы в системе со смещением несущей, предусмотрена возможность смещения несущей частоты относительно номинальной частоты канала на минус (8; 7,5; 4; 2,5) или 0; 2,5; 4; 7,5; 8 КГЦ Передатчик позволяет осуществлять выбор любого из 2000 каналов без предварительной настройки или одной из 10 заранее установленных на блоке сопряжения частот. При передачи данных модулирующий сигнал от модема попадает на "вход данных" передатчика. Питание передатчика может осуществляться от сети переменного тока 220В или от источника постоянного тока напряжением 27В.Включение питания передатчика, набор частоты, включение в режим "передача" может осуществляться с передней панели передатчика (местное управление) или дистанционно через блок сопряжения (дистанционное управление).Все блоки передатчика охвачены системой встроенного контроля. Высокочастотный сигнал рабочего диапазона частот передатчика формируется устройством синтеза частот-синтезатором.Блок сопряжения предназначен для сопряжения передатчика с аппаратурой АКДУ и позволяет производить выбор одной из 10 заранее набранных частот, а также дистанционное включения и выключения питания.В зависимости от варианта исполнения изделия комплектуется микрофоном и антенно-фидерным устройством, в состав которого входит дискоконусная антенна с сопротивлением излучения 50 Ом. Антенна является диапазонной и представляет собой вертикально поляризованный полуволновой несимметричный вибратор дискоконусного типа.Синтезатор предназначен для формирования сетки частот в диапазоне 100-149,975 МГЦ с шагом 25 КГЦ и состоит из генератора управляемого напряжением (ГУН), широкополосных усилителей (ШУС), делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД), частотно-фазового детектора (ЧФД), генератор опорной частоты, делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД), схема контроля и преобразователь кода. Генератор управляемый напряжением (ГУН)-это перестраиваемый автогенератор вырабатывающий колебания, которые подаются через коммутатор на передатчик или на приемник. Широкополосный усилитель предназначен для использования в качестве малошумящего предварительного усилителя при измерении радиочастотных помех малой интенсивности. Применение ШУС в комплекте с измерительными приемниками и анализаторами спектра любых типов позволяет увеличить отношение сигнал / шум и тем самым повысить их чувствительность. Фильтр нижних частот (ФНЧ) - электронный или любой другой фильтр, эффективно пропускающий частотный спектр сигнала ниже некоторой частоты (частоты среза) и уменьшающий (подавляющий) частоты сигнала выше этой частоты.Усилитель мощности - это специальное электронное устройство, разработанное для преобразования небольшого по мощности электрического сигнала, который поступает от источника, в более мощный сигнал. Ведь для управления электроакустическими приборами-преобразователями, например, наушниками или же громкоговорителями, необходим мощный исходный сигнал без искажений, а источник часто не может представить нужную мощность сигнала либо искажает его нежелательными влияниями. Модулятор-устройство, изменяющее параметры несущего сигнала в соответствии с изменениями передаваемого (информационного) сигнала.Команда «передача 1» предназначена для включения стабилизатора 24В, питающего выходные каскады усилителя мощности; команда «передача 2» переводит в режим «передача» синтезатор; команда «передача 3» предназначена для переключения внешних устройств (внешнего усилителя мощности, антенных реле и т.д.).Блок питания-преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов радиостанции. Выпрямитель-преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический токУсилителя высо

Содержание

Введение

1. Общие сведения

1.1 Общий вид радиостанции

2. Выбор и обоснование структурной схемы радиостанции Полет-1

3. Назначение блоков Полет-1

3.1 Работа блока сопряжения

3.2 Антенно-фидерное устройство

3.3 Синтезатор

3.4 Усилитель мощности

3.5 Блок управления

3.6 Блок питания

3.7 Усилитель высокой частоты

3.8 УПЧ-УНЧ

4. Выбор полупроводниковых приборов

4.1 Выбор диодов

4.2 Выбор транзисторов

5. Разделение частотных искажений

6. Выбор схемы детектора

7. Эскизный расчет тракта

8. Расчет энергетического плана

9. Выбор смесителя

10. Краткое описание работы принципиальной схемы

Заключение

Список используемой литературы

Важнейшим функциональным элементом радиотехнических систем является радиоприемное и радиопередающее устройство, способное воспринимать радиосигналы и преобразовывать их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. В состав радиоприемного устройства входят собственно радиоприемник, антенна и оконечное устройство. Антенна воспринимает энергию электромагнитного поля и преобразует ее в радиочастотное напряжение. Приемник выделяет из спектра входных колебаний полезные сигналы; усиливает их за счет энергии местного источника питания; осуществляет обработку, ослабляя действие помех, присутствующих во входном колебании и собственных шумов радиостанции; детектирует радиочастотные сигналы, формируя колебания, соответствующие передаваемому сообщению. В оконечном устройстве энергия выделяемых сигналов используется для получения требуемого выходного эффекта - звукового, визуального, механического и т.д. Оконечное устройство может быть совмещено с приемником или представлять собой отдельное устройство.

Достижения и тенденции техники радиоприема в последние годы обусловлена взаимосвязанными процессами развития интегральной микроэлектроники, внедрения методов и средств цифровой обработки сигналов и вычислительной техники и дальнейшего освоения микроволновых диапазонов. Цифровые интегральные модули средней и большой степени интеграции обеспечивают повышение технических и эргономических показателей приемников.

Радиоприемное устройство является неотъемлемой частью практически любой радиотехнической системы. В настоящее время существует большое разнообразие радиоприемных устройств, определяемое различием радиотехнических систем, в состав которых они входят.

Несмотря на такое многообразие, все радиоприемные устройства связывает общность построения структурной схемы и ряд функций характерных для любой радиостанции.

Функции радиостанции вытекают из условий приема и передачи сигналов: - наличие помех;

- малая мощность сигнала;

- наличие передаваемого сообщения в преобразованном виде, в форме модуляции несущих колебаний радиочастоты.

Соответственно в приемнике должно происходить: - выделение нужного сигнала из спектра колебаний, создаваемых внешними полями в антенне;

- усиление сигнала;

- преобразование радиосигнала в ток, изменяющийся по закону модуляции несущих колебаний, позволяющий воспроизвести сообщение, которым модулирован передатчик корреспондента (детектирование).

Поскольку при детектировании меняется частотный спектр подводимого сигнала, очевидно, что этот процесс требует применения нелинейной или параметрической цепи. Кроме того, уже продетектированный сигнал требует дополнительного усиления.

Первые приемники-приемники прямого усиления. Приемники прямого усиления работают на относительно низких частотах изза ухудшения избирательных свойств с повышением частоты.

Преобразователи частоты были впервые применены еще в начале 20-го века в связи с переходом в телеграфных радиопередатчиках от искровых к дуговым и машинным генераторам. Они служили для преобразования в радиостанциях колебаний радиочастоты в колебания тональной частоты, пригодные для слухового приема. Такие приемники получили название гетеродинных.

Позже, дополнительно было введено предварительное преобразование радиочастоты в промежуточную частоту, приемники работающие по такой схеме стали называть супергетеродинными.

В дальнейшем это название сохранилось для всех приемников с преобразованием частоты в усилительном тракте до детектирования.

Основное усиление и избирательность приемника обеспечивает так называемый усилитель промежуточной частоты (УПЧ). Напряжение с промежуточной частотой образуется в одном из первых каскадов радиостанции - в преобразователе частоты (ПЧ).

Отличительной особенностью радиостанции является то, что независимо от частоты принимаемого сигнала промежуточная частота фиксирована, а величина ее выбирается так, чтобы обеспечить требуемое усиление и избирательность. Таким образом, приемник представляет своего рода комбинацию из преобразовательного каскада и радиостанции прямого усиления, работающего на фиксированной частоте. Роль такого радиостанции выполняет УПЧ и последующие за ним каскады.

Постоянство промежуточной частоты и возможность преобразования ее ниже в радио частоты позволяет получить ряд больших преимуществ: 1) Резонансные цепи УПЧ не требуется перестраивать. Это сильно упрощает конструкцию и увеличивает надежность радиостанции.

2) Благодаря фиксированной настройке колебательных контуров, УПЧ имеет неизменную АЧХ и постоянный коэффициент усиления. Поэтому общая АЧХ радиостанции, а также его общий коэффициент усиления мало зависят от частоты настройки.

3) При усилении сигналов на пониженной (промежуточной) частоте емкостные и индуктивные обратные связи проявляются слабее, и это позволяет увеличить коэффициент усиления без опасности самовозбуждения.

4) На промежуточной частоте проще осуществить качественную фильтрацию, чем на радиочастоте.

Следует отметить, что обладая большими принципиальными достоинствами, радиостанции Полет-1 не лишены некоторых недостатков. В первую очередь, это наличие паразитных каналов приема. Основной паразитный канал носит название зеркального или канала симметричной станции. Ослабление помех, действующих на частоте зеркального канала, возможно только с помощью избирательных систем, включенных до преобразователя, т.е. с помощью ФРЧ и входной цепи.

Степень подавления помех, действующих на частоте зеркального канала, можно повысить, увеличив промежуточную частоту. Однако при этом надо иметь ввиду, что увеличение ПЧ может привести к недопустимому расширению полосы пропускания УПЧ и снижению избирательности по соседнему каналу. В указанном обстоятельстве заключено основное противоречие при выборе между высокой и низкой промежуточной частотой. Обычно удается выбрать компромиссное значение ПЧ, которое обеспечивает требуемую избирательность как по соседнему, так и по зеркальному каналу.