Моделирование и исследование принципов функционирования профессионального радиоприемного устройства преобразования частоты - Курсовая работа

В данном разделе будет осуществлен выборе элементной базы и ее обоснование для настройки приемника прямого преобразования. Для расчета приемника необходимо знать следующие параметры принимаемых сигналов: минимальную и максимальную несущие частоты, вид модуляции, максимальный коэффициент модуляции.Диапазоны частот, в которых приемник должен работать: 3.5-3.9 МГЦ. Для радиовещательных станций с амплитудной модуляцией в диапазонах километровых-декаметровых волн нижняя частота модуляции составляет 40 Гц, а верхняя - 4.5 КГЦ. Следовательно, наш приемник работает в диапазоне декаметровых волн.Для стационарного приемного устройства при необходимости вести прием сигнала со всех направлений следует применять направленную проволочную или штыревую антенну. Для приемников данного класса, типовое значение пропускания полосы равно 6800 Гц, исходя из того, что для АМ-сигналов полоса пропускания равна 2?Fв, где Fв - это верхний диапазон спектра сигнала телефонии.Данный приемник, в соответствии с заданием должен принимать вид полезного сигнала H3E. Второй символ - характер сигнала: один канал аналоговой информации.Количество станций, которые можно разместить в рабочем диапазоне частот, рассчитывается по формуле (1.7): , шт.Так как в техническом задании оговорено, что приемник должен быть DCR- типа, то есть приемник прямого преобразования системы местного радиовещания, то сразу возьмем самую простую для реализации схему, представленную на рисунке (1.2).Исходя из заданных в ТЗ рабочих диапазонов частот обратимся к «Моделирование элементов и узлов РЭС: Учебное пособие по дисциплине и методические указания к выполнению расчетно-графической работы. / Сост.; РГАТА. - Рыбинск, 2010. - 153 с.» стр. 141 таблица Д.1, и выберем собственное затухание , коэффициент шунтирования для полевых транзисторов Кшп =1, для биполярных Кшб=2. Рассчитаем полосу пропускания линейного тракта для приемника прямого преобразования по формуле (1.9): , . (1.9) Где - собственная добротность контура. Все данные рассчитанные в формуле (1.9) и приложении Д, сведены в таблицу 1.1. Таблица 1.1 - Общие характеристики колебательных контуров Параметр Тип транзистора полевой биполярный Конструктивная (собственная) добротность колебательного контура Q0 200 100 Коэффициент шунтирования ?ш 1 2 Эквивалентная добротность колебательного контура Qэкв 200 200 Требуемая (расчетная) полоса пропускания, Гц Полоса пропускания одиночного колебательного контура на максимальной частоте fmakc, КГЦ 17.5 35 Полоса пропускания одиночного колебательного контура на минимальной частоте fмин КГЦ 19.5 39 Полоса пропускания одиночного колебательного контура на средней частоте fcp, КГЦ 18.5 37 Полоса пропускания системы связанных колебательных контуров на максимальной частоте fmakc, Гц 24.648 49.296 Полоса пропускания системы связанных колебательных контуров на минимальной частоте fмин, КГЦ 27.465 54.930 Полоса пропускания системы связанных колебательных контуров на средней частоте fcp, КГЦ 26.056 52.113В данном разделе будем разрабатывать математическую модель входного сигнала и его моделирование.Амплитудная модуляция является наиболее простым и широко распространенным способом заложения информации в сигнал важными достоинствами.При амплитудной модуляции в соответствии с модулирующим сигналом изменяется амплитуда несущего колебания, которая представлена в формуле (2.1) и является как частный случай для АМ-сигнала : Sam(t) = (Ao Ksm(t))cos(?ot ?o) (2.1). Ao - постоянная составляющая сигнала; Ksm - коэффициент пропорциональности между модулирующим сигналом и вариациями амплитуды.АМ-сигналы по энергетике не выгодны, так как мощность боковых колебаний, несущих информацию даже при 100% модуляции (m=1), не превышает половины мощности несущей, что говорит о неэффективном использовании мощности при амплитудной модуляции. Оптимальным значение полосы пропускания приемника является 6800 Гц. Потеря мощности сигнала с m=1 и Fв=3400 Гц за счет отсеивания боковых полос второго порядка не превзойдет 2.5%. При амплитудной модуляции не удается обеспечить широкий динамический диапазон передаваемых сигналов.На данном этапе создадим и настроим модель входного сигнала, удовлетворяющую нашему заданию, а также проведем сравнение сигналов при различной модуляции (при M=1, M=2, M=0.5). Функционально-параметрическая модель сигнала H3E представлена на рисунке (2.1). Для начала возьмем индекс модуляции m=1 и получим модель входного сигнала, который представлен на рисунке (2.2). Рисунок 2.2 - Осциллограмма и спектрограмма исходного двухчастотного сигнала при m=1.