Разработка радиовещательного приемника коротковолнового диапазона. Назначение бытового радиоэлектронного аппарата для приема и воспроизведения радиовещательных программ. Структурная схема приемника и промежуточной частоты. Расчет принципиальных схем.
Аннотация к работе
Важнейшим функциональным элементом радиотехнических систем является радиоприемное устройство, способное воспринимать слабые радиосигналы и преобразовывать их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. В состав радиоприемного устройства входят радиоприемник, антенна, оконечное устройство. В данном курсовом проекте рассматривается проектирование непосредственно приемников, а типы и параметры антенн и оконечных устройств учитываются лишь в той мере, в которой это необходимо для проектирования приемников.Согласно ТЗ проектируемый приемник будет построен по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты (инфрандинный тип приемника). Схемы инфрандинного приемника применяются для более эффективной борьбы с зеркальным каналом приема. В инфрадинном приемнике первая промежуточная частота выбирается выше самой верхней частоты диапазона принимаемых сигналов. В качестве такого гетеродина обычно применяется синтезатор дискретной сетки частот.Промежуточную частоту выбирают вне диапазона принимаемых частот, по возможности удаляют от границ поддиапазонов для ослабления помех по прямому каналу, а также от частот, на которых работают мощные радиостанции [1].В супергетеродинных приемниках частотная избирательность определяется в основной ослаблениями зеркального и соседнего (или соседних) каналов [1]. В приемниках в одинарным преобразованием частоты ослабление зеркального канала обеспечивает преселектор, ослабление соседнего канала - в основном УПЧ и частично преселектор. Избирательности по соседнему и зеркальному каналам, заданные в техническом задании, необходимо распределить по структурным блокам приемника. Преселектор может быть выполнен: · с одиночными контурами во входной цепи с индуктивной или емкостной связью. Количество контуров преселектора не должно превышать трех.Численно чувствительность оценивается минимальным уровнем входного сигнала, обеспечивающим заданную выходную мощность при определенных условиях [10]. Провожу предварительные расчеты минимального уровня сигнала на входе проектируемого радиоприемного устройства. Как видно на графике в рабочем диапазоне частот преобладают внешние шумы, что в свою очередь избавляет от выбора дорогостоящего малошумящего операционного усилителя в преселекторе. На выходе первого преобразователя частоты частота второго зеркального канала fз2 преобразуется в частоту fг1 - fз2 = f З ПР, которая должна быть подавлена в тракте первой промежуточной частоты фильтром Ф2 (рис.1.2), который для этого, в основном, и предназначен. Теперь частотой сигнала стала первая промежуточная частота: - частота сигнала, - вторая промежуточная частота, ?f =175КГЦ - полоса пропускания фильтра.Усилитель второй промежуточной частоты, который подавляет частоты соседнего канала, а также последующие блоки приемника обработки сигнала построены на цифровых устройствах. Так как соседний канал расположен очень близко к основному каналу, избирательность по соседнему каналу должна быть особо точной. С аналоговыми устройствами не всегда можно добиться необходимого результата, но когда сигнал представляет собой последовательность двоичных чисел 0 и 1, то с ними можно делать, почти, все, что угодно. Это означает, что применение цифровых устройств даст желаемый результат по всем необходимым параметрам. · оцифровка каждого отсчета; диапазон возможных значений напряжений (umin, umax) делится на M интервалов длиной ?u - шаг квантования по уровню.В результате расчета структурной схемы был определен состав приемника, количество каскадов УРЧ, УПЧ, АРУ, а также определены исходные параметры для электрического расчета принципиальной схемы приемника. Примерная структурная схема приемника показана на рисунке Основные параметры структурной схемы приемника сигналов сведены в таблице 1.4.Для расчета элементов фильтра нам понадобятся: - частота среза ФВЧ, 17.725 МГЦ - частота среза ФНЧ. Рассчитаем номиналы резисторов ФНЧ: Рисунок 2.1 - Схема фильтра нижних частот , Рассчитаем номиналы резисторов ФВЧ: Рисунок 2.2 - Схема фильтра верхних частот Так как один контур обеспечил необходимое ослабление зеркальной частоты на 30 ДБ. В итоге мы добились заданного ослабления на первой зеркальной частоте, являющейся побочным продуктом первого преобразования частоты.Предварительный расчет чувствительности был произведен в 1 главе, с абстрактным значением коэффициента шума. Для расчета коэфициента шума нашей схемы был использован пакет MULTISIM: коэффициент шума в зависимости от частоты по формуле (inoise^2/ (4*k*T*Rг)). Где выходной шум (onoise), пересчитанный на вход (inoise = onoise/K (f), где K (f) - коэффициент передачи четырехполюсника) дальше это делится на спектральную плотность мощности входного шума, которую можно рассчитать исходя из выходного сопротивления генератора Rг. В постпроцессоре добавляется обработка результатов моделирования шумов по формуле db ((inoise_spectrum) / (4*1.38e-23*300*50)) /2. Чтобы получить график с коэффициентом шума, необходимо сначала запустить: Моделирование - Вид анализа
План
Содержание
Введение
1. Проектирование структурной схемы
1.1 Выбор типа структурной схемы приемника
1.2 Выбор промежуточной частоты
1.3 Обеспечение избирательности
1.4 Обеспечение чувствительности радиоприемного устройства
1.5 Фильтр усилителя первой промежуточной частоты
1.6 Требования к блоку АЦП
1.7 Результаты расчета структурной схемы
2. Расчет приемника на уровне принципиальных схем
2.1 Расчет преселектора
2.2 Расчет первого усилителя промежуточной частоты
3. Оценка чувствительности устройства
4. Система АРУ
Заключение
Список литературы
Введение
Важнейшим функциональным элементом радиотехнических систем является радиоприемное устройство, способное воспринимать слабые радиосигналы и преобразовывать их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. В состав радиоприемного устройства входят радиоприемник, антенна, оконечное устройство. Приемники классифицируются по ряду признаков. По типу схем различают детекторные, прямого усиления, сверхрегенеративные и супергетеродинные приемники.
В данном курсовом проекте рассматривается проектирование непосредственно приемников, а типы и параметры антенн и оконечных устройств учитываются лишь в той мере, в которой это необходимо для проектирования приемников.
Для реализации курсового проекта я использовал радио-телекоммуникационную систему (SDR). Данная технология позволяет заменить огромнейшее разнообразие существующих и разрабатываемых конструкций радиоприемников и трансиверов, как серийных, так и, прежде всего, любительских, построенных по сложной супергетеродинной схеме, на ограниченное число доступных аппаратных блоков, работающих под управлением разрабатываемого сообществом ПО . Это приведет к упрощению и удешевлению конструкций, существенному улучшению характеристик, поддержке любых видов модуляции, появлению большого количества сервисных функций, а также ускорит разработку, поскольку ПО может совершенствоваться одновременно всем сообществом. Такое стало возможно с появлением доступных быстрых ЦАП и АЦП (иногда достаточно звуковой платы ЭВМ) и удешевлением ПЭВМ и DSP-процессоров. радиовещательный приемник коротковолновой схема