Проектирование супергетеродинного приемника АМ сигналов КВ диапазона - Курсовая работа

Согласно требованиям технического задания (ТЗ) необходимо выполнить эскизный расчет блоков приемника: преселектора, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты, детектора, системы автоматической регулировки усиления, усилителя низкой частоты.При проектировании радиоприемника, предназначенного для работы в широком диапазоне частот, общий диапазон разбивают на поддиапазоны для повышения точности и стабильности настройки приемника. Диапазоны ДВ и СВ обычно не разбиваются. Для разбития КВ диапазона применим способ с равным коэффициентом перекрытия по поддиапазонам. Определяется коэффициент перекрытия каждого диапазона по формуле: (1) При выборе конденсатора была учтена возможность достижения выбранных значений скорректированного коэффициента перекрытия k ПД на поддиапазонах: , где кс - коэффициент перекрытия по емкости;Во входной цепи происходит предварительная селекция сигналов и передача энергии от антенны к входу первого каскада с наименьшими потерями и искажениями. Для начала необходимо распределить частотные искажения по отдельным трактам приемника: преселектор, УПЧ, детектор, УНЧ. Для распределения частотных искажений необходимо опираться на следующею формулу: Где - частотные искажения в преселекторе; Для приема с наименьшими искажениями, полосу пропускания П высокочастотного тракта приемника необходимо выбирать равной реальной ширине спектра принимаемого сигнала. Для радиовещательных приемников обычно считается допустимой подстройка при приеме, при этом полоса пропускания высокочастотного тракта выбирается равной реальной ширине спектра принимаемого сигнала.Проведем расчет усилителя промежуточной частоты (УПЧ). Для этого воспользуемся программой для расчета УПЧ с двухконтурным полосовым фильтром. Скриншот работы программы приведен на рисунке 5 В данной программе так же для расчета необходимо ввести некоторые значения. Полосу пропускания УПЧ мы выбрали близкой к полосе пропускания преселектора с небольшим превышением [2]: Поэтому полосу пропускания мы взяли равной 8КГЦ.Для работы детектора в линейном режиме, на вход должен подаваться сигнал с уровнем Для обеспечения такого напряжения сигнала требуется, чтобы каскады УРЧ и УПЧ обладали достаточно высоким усилением. Проведя расчет усиления, получили следующее значение: Общее усиление ВЧ тракта супергетеродинного приемника с однократным преобразованием частоты равно произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов: где - коэффициент передачи ВЦ: (0.5 при использовании внешней антенны) Значение h11Б (входное сопротивление транзистора в схеме включения с общей базой) определим с помощью формулы: где - сопротивление эмиттерного перехода; В результате расчета были найдены следующие параметры: Рассчитаем коэффициент устойчивого усиления каскада УРЧ: Как было сказано ранее, коэффициент усиления УРЧ должен быть порядка 20 ДБ, такое усиление можно получить за счет неполного включения контура УРЧ. В результате расчета, были найдены параметры: Рассчитаем коэффициент устойчивого усиления одного каскада УПЧ: Рассчитаем коэффициент устойчивого усиления каскада ПЧ: Далее определим общий коэффициент усиления: Полученное усиление получилось много меньше требуемого, это говорит о том, что необходимо добавить еще один каскад УПЧ.В транзисторных приемниках для детектирования непрерывных АМ сигналов используют диодные и транзисторные детекторы. Диодные детекторы могут иметь как последовательные, так и параллельные схемы включения. Предпочтительны последовательные детекторы, имеющие относительно большое входное сопротивление. Параллельные детекторы применяют лишь тогда, когда контур каскада УПЧ находится под напряжением питания и сигнал на детектор подается через разделительный конденсатор. На вход X1 от контура УПЧ сигнал подается на анод диода VD1.Задача УНЧ заключается в усилении мощности сигнала, поступающего от детектора (или любого другого источника сигнала) до уровня, необходимого для нормальной работы динамической головки. При невысоких требованиях к уровню частотных и нелинейных искажений, и в тех случаях, когда требуется обеспечить малую массу и энергопотребление, целесообразнее всего использовать УНЧ на интегральных микросхемах.После структурного расчета всех узлов радиопередатчика сформируем функциональную схему РПУ, представленную на рисунке 11.В ходе выполнения данной курсовой работы были приобретены навыки эскизного расчета супергетеродинного приемника. Главным образом, было определено минимальное количество функциональных блоков и определены фактические параметры, которые они могут обеспечить.

Содержание

Введение

1. Определение числа поддиапазонов и их границ

2. Выбор и обоснование структурной схемы преселектора

3. Расчет УПЧ

4. Определение коэффициента усиления

5. Выбор схемы амплитудного детектора и эскизный расчет режимного АРУ

6. Эскизный расчет УНЧ

7. Общая структурная схема приемника

Заключение

Список литературы

Приложения

Целью данной курсовой работы является освоение методов проектирования устройств приема и обработки сигналов (УП и ОС) и разработка функциональной схемы для супергетеродинного приемника с амплитудной модуляцией. Согласно требованиям технического задания (ТЗ) необходимо выполнить эскизный расчет блоков приемника: преселектора, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты, детектора, системы автоматической регулировки усиления, усилителя низкой частоты. При расчетах требуется выбирать менее затратные технические решения, как с точки зрения простоты повторения устройства, так и с точки зрения экономической целесообразности.

При расчетах будут использованы специальные программы для быстрого автоматизированного проектирования функциональных блоков устройства, а так же программа для расчета Y-параметров транзисторов.

После обоснования структурной схемы приемника требуется составить полную электрическую принципиальную схему устройства.

В ходе выполнения данной курсовой работы были приобретены навыки эскизного расчета супергетеродинного приемника. С помощью программ для автоматизированного расчета была определена функциональная схема преселектора и УПЧ. Главным образом, было определено минимальное количество функциональных блоков и определены фактические параметры, которые они могут обеспечить. В итоге, тракт УПЧ обеспечил достаточную селективность при использовании фильтров сосредоточенной селекции. Был рассчитан общий коэффициент усиления ВЧ тракта и выбраны транзисторы КТ340Д, обеспечивающие достаточное усиление в УПЧ и ПЧ.

Далее была выбрана схема детектора, и проведен эскизный расчет системы АРУ и УНЧ. Построена полная функциональная схема радиоприемника и составлена схема электрическая принципиальная.

В результате, все требования технического задания были выполнены.

1. Поликарпов Э.Д. Проектирование устройств приема и обработки сигналов: учеб. пособие/ Э. Д Поликарпов, В.В. Бутенко, А.Н. Самойлов.2-е изд., перераб. и доп. Воронеж: ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет", 2007.192 с.

2. Поликарпов Э. Д Устройства приема и обработки сигналов: практические занятия: учеб. пособие/ Э. Д Поликарпов. Воронеж: ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет", 2010.93 с.

3. Проектирование радиоприемных устройств. Под ред. А.П. Сиверса. Учебное пособие для вузов. М., "Сов. радио", 1976.

4. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник. Под ред.Н. Н. Горюнова. 2-е изд, перераб. М., "Энергоиздат", 1985.