Проект лабораторного стенда по исследованию приемника АМ сигнала - Дипломная работа

Для оценки достоверности данных, полученных при моделировании, производится выбор структурной и принципиальной схем приемника, номиналов элементов, а так же качественных показателей, характеризующих качество приема. Требуется еще и высокое качество приема, позволяющее полностью использовать возможности современной радиовещательной аппаратуры. Применение специализированных микросхем, выполняющих функции как отдельных узлов и блоков, так и всего приемника в целом, позволило резко сократить массу и габариты радиовещательных приемников, а использование микропроцессорной элементной базы расширило сервисные возможности данной аппаратуры. Использование при разработке и исследовании приемников систем автоматизированного проектирования (САПР), в частности различных систем схемотехнического моделирования, позволяет производить расчет, анализ, оптимизацию, параметрический и структурный синтез проектируемых устройств, что дает как временной, так и экономический выигрыш. Кроме того, моделирование позволяет выполнить, например, расчет серийнопригодности и анализ различных статистических характеристик схемы без ее запуска в серию, анализ воздействия на схему внешних условий без реальных климатических и других испытаний, анализ нереализуемых на макете зависимостей выходных параметров схемы от внутренних, например зависимостей выходных параметров схемы от внутренних параметров транзистора.Основное усиление и избирательность в таком приемнике осуществляются в усилителе радиочастоты (УРЧ), а затем сигнал сразу детектируется обычным частотным детектором. Приемники, построенные по супергетеродинной схеме, обладают высокой чувствительностью и избирательностью, поскольку усиление осуществляется еще и на промежуточной частоте, а также имеют хорошую форму резонансной кривой, позволяют более эффективно осуществить автоматическую регулировку усиления и автоматическую подстройку частоты (АПЧ) гетеродина. Значительно выше принимаемого диапазона лежат и частоты побочных каналов приема, образующихся за счет преобразования принимаемой частоты в гармоники частоты гетеродина, т.е. частоты типа где т. д. При инфрадинном приеме облегчается защита от излучения приемника на частоте гетеродина и его гармоник, так как эти частоты лежат существенно выше необходимой полосы прозрачности преселектора. В самом простейшем случае синхронный детектор представляет собой гетеродин, частота которого совпадает с частотой сигнала.В процессе подготовки к компьютерному моделированию было проанализировано ряд пакетов программ по схемотехническому моделированию. В отличие от других программ на экране изображаются измерительные приборы с органами управления, максимально приближенными к реальности. Достаточно на схему поместить нужный прибор, и программа автоматически проводит все необходимые расчеты для данного вида анализа. Несмотря на удобный интерфейс, программа имеет небольшую библиотеку элементов, без возможности создания новых элементов, и ограниченные возможности в составлении и анализе схем, и предназначена скорее для первого знакомства с электронным моделированием. После соединения всех функциональных модулей и подключения измерительных устройств задаются системные параметры (длительность интервала наблюдения, частота дискретизации, параметры быстрого преобразования Фурье) и выполняется моделирование.На кафедре РПРУ и ТВ для проведения лабораторных работ по курсу "Устройства приема и обработки сигналов" имеются стенды для проведения следующих лабораторных исследований: - Исследование преселекторов (входных цепей и УРЧ); Однако эффективность и информативность лабораторных работ существенно снижается за счет износа приборов и используемого оборудования и, как следствие, технических отказов, своевременное обнаружение которых затруднено в связи с тем, что лица, выполняющие работы, не всегда имеют достаточно опыта, чтобы верно интерпретировать результаты измерений. Существенно повысить эффективность лабораторных работ может внедрение в учебный процесс компьютерного моделирования приемников.Известно, что преселектор, состоящий из входной цепи и УРЧ, определяет избирательность приемника по зеркальному каналу и по каналу прямого прохождения. В преселекторах имеют место искажения сообщения на низких частотах. В соответствии с /2, с.19/ различают пять основных структур построения преселектора радиовещательных приемников, которые представлены на рис.1, где К - одиночный резонансный контур; Все варианты схем преселекторов содержат одно и двухконтурные избирательные системы в ВЦ и УРЧ. На основе этого выбираем первый вариант вида преселектора (рис.2).Так как КД=1.06<1.3, то для подгонки граничных частот контура применяем последовательный конденсатор. Из справочных данных /1/ выберем суммарную начальную емкость контура С? =30ПФ. Эта емкость должна подбираться при налаживании приемника достаточно точно, поэтому выберем конденсатор КПК-1 с изменением емкости от 2 до 15 ПФ. Коэффициент связи в режиме согласования: Поскольку , то можно выбирать коэффициенты из

Содержание

Техническое задание

Аннотация

Реферат

Содержание

Введение

1. Анализ технического задания и разработка структурной схемы устройства

1.1 Анализ технического задания

1.1.1 Выбор способа построения тракта приемника АМ сигналов

1.1.2 Выбор средств компьютерного моделирования

1.1.3 Обзор существующих лабораторных стендов и анализ их возможностей

1.2 Разработка структурной схемы лабораторного стенда

2. Расчет схемы электрической принципиальной устройства

2.1 Расчет входной цепи

2.2 Расчет усилителя радио сигналов

2.3 Выбор схемы электрической принципиальной

2.3.1 Обзор усилителей преселекторов

2.3.2 Входная цепь с электронной перестройкой

2.3.3 Разработанная схема

3. Экспериментальное исследование характеристик устройства

3.1 Экспериментальное моделирование

3.1.1 Краткие сведение о программе « Microcap VI»

3.1.2 Экспериментальное моделирование

3.2 Натурное снятие характеристик со стенда

3.3 Сравнительный анализ моделирования и эксперимента

4. Технико-экономические показатели

4.1 Технико-экономическое обоснование проекта

4.2 Расчет затрат на техническую подготовку

4.2.1 Расчет заработной платы разработчиков

4.2.2 Расчет материальных затрат на создание макета

4.2.3 Расчет затрат на техническую подготовку

4.3 Расчет себестоимости изделия

4.4 Расчет цены изделия

4.5 Расчет прибыли, ожидаемой у предприятия изготовителя

4.6 Расчет интегрального коэффициента качества

5. Безопасность и экологичность проекта

5.1 Анализ условий труда при работе со стендом

5.2 Меры защиты от вредного воздействия производственных факторов

5.3 Пожарная безопасность при макетировании

5.4 Охрана окружающей среды

Заключение

Список использованных источников

Аннотация

Целью данной работы является моделирование на ЭВМ части радиоприемника и создание пакета лабораторных работ по исследованию отдельных его узлов, а также создание макета лабораторного стенда. Для оценки достоверности данных, полученных при моделировании, производится выбор структурной и принципиальной схем приемника, номиналов элементов, а так же качественных показателей, характеризующих качество приема.

На сегодняшний день расширение технических возможностей радиоэлектронной аппаратуры привело к пересмотру и повышению требований к звуковоспроизводящим и радиоприемным устройствам. В настоящее время специалистов, как правило, не удовлетворяет один только факт приема радиовещательной передачи. Требуется еще и высокое качество приема, позволяющее полностью использовать возможности современной радиовещательной аппаратуры.

Радиовещательный приемник с диапазонами длинных, средних и коротких волн уже не может служить источником высококачественных программ. Действительно, частотный интервал между несущими различных радиостанций в диапазонах ДВ и СВ составляет 9 КГЦ, а на КВ - 10 КГЦ. Полоса воспроизводимых приемником звуковых частот не превосходит в этих условиях 3-4 КГЦ. Далее, прием в диапазонах с АМ в сильной степени подвержен влиянию помех естественного и искусственного происхождения.

При АМ амплитуда несущей частоты в спектре модулированного колебания всегда больше амплитуд боковых частот и при изменении глубины модуляции остается постоянной. Это не позволяет полностью использовать выходную мощность усилительных приборов и реализовать оптимальные режимы работы.

Основным направлением развития современной приемной аппаратуры является ее миниатюризация. Уровень развития элементной базы позволяет реализовать нарастающую сложность приемных устройств. При этом улучшаются качественные показатели приемных устройств, повышается надежность, снижается потребление энергии. Применение специализированных микросхем, выполняющих функции как отдельных узлов и блоков, так и всего приемника в целом, позволило резко сократить массу и габариты радиовещательных приемников, а использование микропроцессорной элементной базы расширило сервисные возможности данной аппаратуры.

Использование при разработке и исследовании приемников систем автоматизированного проектирования (САПР), в частности различных систем схемотехнического моделирования, позволяет производить расчет, анализ, оптимизацию, параметрический и структурный синтез проектируемых устройств, что дает как временной, так и экономический выигрыш. По сравнению с макетированием моделирование на ЭВМ имеет следующие преимущества.

В задачах расчета с помощью модели можно найти выходные параметры схем или их характеристики, которые нельзя непосредственно измерить на макете изза недоступности точек измерения, что особенно характерно для интегральных схем.

В задачах анализа моделирование позволяет проанализировать выходные параметры и характеристики схемы в предельных и запредельных режимах, физическая реализация которых опасна для макета. Кроме того, моделирование позволяет выполнить, например, расчет серийнопригодности и анализ различных статистических характеристик схемы без ее запуска в серию, анализ воздействия на схему внешних условий без реальных климатических и других испытаний, анализ нереализуемых на макете зависимостей выходных параметров схемы от внутренних, например зависимостей выходных параметров схемы от внутренних параметров транзистора. В задачах оптимизации возможности макета ограничены небольшим числом регулировочных элементов, тогда как в модели можно варьировать любые управляемые параметры, добиваясь максимального улучшения выходных параметров.

Роль моделирования в задачах синтеза состоит в проверке правильности функционирования синтезированных схем путем расчета их математических моделей. Очевидно, это можно сделать гораздо быстрее, чем выполнить макетирование каждой синтезированной схемы.

В связи с изменением технического уровня аппаратуры возникает и задача изменения учебного процесса для подготовки специалистов, обладающих современными знаниями и практическими навыками.

Одним из направлений совершенствования и развития учебного процесса является изменение проведения лабораторных работ по курсу "Устройства приема и обработки сигналов". С помощью компьютерного моделирования на электронно-вычислительной машине (ЭВМ) различных узлов приемного тракта появляется возможность сделать лабораторные работы более наглядными и эффективными. Основной целью настоящей работы является разработка и компьютерное моделирование отдельных узлов приемного тракта приемника АМ сигналов для последующего использования результатов в подготовке лабораторных работ. проект стенд исследование приемник ам-сигнал