Радиовещательный приемник АМ сигналов - Курсовая работа

Радиовещательные приемники должны быть дешевыми, иметь несложную схему и простое управление, поскольку они рассчитаны на массовое производство и служат для индивидуального пользования. Для радиовещательных приемников АМ сигналов типовой схемой служит схема типа: ВЦ"УРЧ"П"УПЧ"Д"УНЧ. Обычно во входной цепи (ВЦ), усилителе радиочастоты (УРЧ) и гетеродине (Г) применяют резонансные контуры с сосредоточенными постоянными и одноручечной настройкой конденсатором переменной емкости (КПЕ) с твердым диэлектриком, обеспечивающим наибольшее перекрытие диапазонов (отношение максимальной принимаемой частоты к минимальной). Настройка при помощи КПЕ применяется в переносных приемниках, для уменьшения размеров приемника. Для настройки контуров на ДВ, СВ и УКВ используется по одному диапазону (частоты не разбиваются на диапазоны).Т.к. для детектора в моем задании нет жестких требований, то принимаю следующие параметры для расчета детектора: Входное сопротивление детектора: 4КОМ; Амплитуда входа первого каскада УНЧ: 0,005В, при m=0,3; Входное сопротивление первого каскада НЧ тракта: 700Ом; Максимальный коэффициент модуляции: 0,8; Промежуточная частота приемника: 465КГЦ. Выбираю диод Д1Е, как удовлетворяющий требованиям, с характеристиками: Его внутреннее сопротивление 100 Ом, а емкость . Согласно кривой 1 рис.2 требующемуся отношению соответствует отношение .Коэффициент выбран для гетеродина без кварцевой стабилизации Для простоты расчетов и запаса по полосе пропускания ВЦ и УРЧ принимаю полосу пропускания 9,5КГЦ. Однако, в преобразователе и тракте промежуточной частоты считаю соседние каналы отстоящими друг от друга на 9КГЦ, и полосу пропускания фильтров тракта ПЧ тоже равной 9КГЦ. Для обеспечения этого требования в качестве нагрузки смесителя выбираю полосовой фильтр ПФ1П-0,23 со следующими характеристиками: Средняя частота: Полоса пропускания (при ослаблении на границе 6ДБ)Для обеспечения требуемой избирательности по ПЧ в каскад УРЧ включаю LC фильтр пробку (L3C4), настроенный на ПЧ в 465КГЦ. АЧХ данного фильтра имеет существенный завал коэффициента передачи на резонансной частоте. Для начала диапазона : Для конца диапазона : Затухание по ПЧ больше требуемого, чего и следовало ожидать, т.к. контур ВЦ не настраивается на промежуточную частоту, а следовательно имеет сильное подавление данной частоты.Обеспечение избирательности по зеркальному каналу реализуется соответствующим выбором добротности, а следовательно и эквивалентного затухания входных контуров приемника.В моем случае число одиночных контуров в радиотракте (по одному в ВЦ и УРЧ) и заданной промежуточной частоте 465КГЦ, известном затухании по зеркальному каналу (или 56,23 раза) эквивалентное затухание контуров должно удовлетворять неравенству: (Формула 2-99,Боброов 57 стр)В УРЧ используется ГТ308В, так как он обеспечивает лушее усиление по напряжению, со следующими параметрами: ; ; ; ; ; ; ; ; ; Все параметры действительны для частоты до 4,5МГЦ. ; ; ; Емкости от тока коллектора зависят не сильно и в данном диапазоне можно считать их постоянными.; ; ; Емкости от тока коллектора зависят не сильно и в данном диапазоне можно считать их постоянными. Задаю ток коллектора в точке покоя равным 2,5МА для УРЧ. Тогда максимальный коэффициент усиления каскада (полагаю, что преобразователь выполнен на том же транзисторе ГТ308В ): Он значительно больше устойчивого( ,на который и следует рассчитывать каскад. В транзисторном резонансном каскаде связь между коэффициентами усиления и полосами пропускания в начале и конце поддиапазона в первом приближении определяется уравнениями: -Действующая высота антенны зависит от следующих параметров: Соответственно в начале и конце диапазона: Из формул видно, что действующая высота антенны увеличивается с увеличением частоты.Исходя из известных напряжений на входе ПЧ и детектора, можно определить усиление тракта промежуточной частоты: , где - запас усиления. Из формулы видно, что наибольший коэффициент усиления при меньшем , подставляя это значение в формулу нахожу необходимый коэффициент усиления тракта ПЧ: Меньший коэффициент усиления по той же формуле равен 2909 проводимости прямой передачи транзисторов преобразователя частоты и каскадов УПЧ. q=0,33 - коэффициент ослабления сигнала ФСС на средней частоте. p=1 - количество используемых в тракте промежуточной частоты ФСС (использую один ФСС в преобразователе частоты).Глубина регулирования усиления одного каскада в тракте ПЧ определяется: Число регулируемых каскадов: Таким образом в качестве регулируемых каскадов выбираю УПЧ1, УПЧ2 и УРЧ.Исходя из данных предварительного расчета структурная схема будет иметь вид: Рис.3 Структурная схема приемника.Подставив эти значения в выражение для w получаю следующее выражение для w: , для решения этого выражения находим необходимые параметры: Все параметры магнитной антенны наглядно изображены на рис. В качестве С2 выбираю КП4-3А с твердым диэлектриком и , , тогда суммарная емкость контура антенны: , что вполне допустимо. , то подс

Содержание

I. Введение

II. Анализ и выбор направления проектирования

III. Расчет структурной схемы приемника

1. Определение основных характеристик диодного детектора АМ сигнала

2. Выбор полосы пропускания и систем селективности

3. Выбор систем селективности ПЧ и по зеркальному каналу

3.1 Выбор средств избирательности по ПЧ

3.2 Выбор средств избирательности по зеркальному каналу

4. Расчет допустимого эквивалентного затухания

5. Определение диапазона входных напряжений преобразователя частоты

5.1 Коэффициент передачи входной цепи

5.2 Определение усиления радиотракта на крайних частотах

5.3 Вычисление напряжения сигнала на входе преобразователя частоты

6. Выбор числа каскадов УПЧ

7. Проверка осуществимости регулировок усиления

8. Структурная схема приемника

IV. Расчет принципиальных схем функциональных узлов приемника

1. Расчет ВЦ

2. Расчет УРЧ

3. Расчет преобразователя частоты

4. Расчет режима работы гетеродина

5. Расчет УПЧ1 и УПЧ2

6. Окончательный расчет детектора

7. Расчет детектора АРУ

Заключение

Список литературы

I.

Звуковое радиовещание служит для передачи речевых и музыкальных монофонических и стереофонических программ. При приеме радиовещательных программ нужна высокая точность воспроизведения сигналов, т.к. важно правильное отображение не только смысловой информации, но и характера передачи (тембра голоса и т.д.).

Радиовещательные приемники должны быть дешевыми, иметь несложную схему и простое управление, поскольку они рассчитаны на массовое производство и служат для индивидуального пользования. Чувствительность их должна быть относительно малой (десятки и сотни микровольт), т.к. мощности радиовещательных передатчиков значительны.

Для радиовещательных приемников АМ сигналов типовой схемой служит схема типа: ВЦ"УРЧ"П"УПЧ"Д"УНЧ. Однако, количество каждых каскадов определяется разработчиком, некоторые из них могут быть и вовсе исключены.

Радиовещание ведется на ДВ (километровые волны), СВ (средние волны), КВ (короткие волны), УКВ (ультракороткие волны). В первых трех случаях используется АМ сигнал, в последнем ЧМ сигнал.

Обычно во входной цепи (ВЦ), усилителе радиочастоты (УРЧ) и гетеродине (Г) применяют резонансные контуры с сосредоточенными постоянными и одноручечной настройкой конденсатором переменной емкости (КПЕ) с твердым диэлектриком, обеспечивающим наибольшее перекрытие диапазонов (отношение максимальной принимаемой частоты к минимальной). Настройка при помощи КПЕ применяется в переносных приемниках, для уменьшения размеров приемника. Настройка индуктивностями применяется в автомобильных приемниках во избежание микрофонного эффекта. Для настройки контуров на ДВ, СВ и УКВ используется по одному диапазону (частоты не разбиваются на диапазоны).

Радиовещательные приемники могут работать на ДВ, СВ и КВ от наружной антенны. На ДВ и СВ широко используют встроенные магнитные антенны.

II.

Анализ задания и выбор направления проектирования

Диапазон частот от 1,5МГЦ до 4МГЦ принадлежит к КВ диапазону, поэтому разбивать его на поддиапазоны нет смысла.

Антенна является магнитной, следовательно ВЦ будет совмещенной с антенной. При оптимальном подборе параметров антенны вполне можно обеспечить требуемую чувствительность.

Для обеспечения избирательности по промежуточной частоте (ПЧ) достаточно применить на выходе УРЧ или ВЦ резонансную последовательную цепочку из LC, которая будет с запасом обеспечивать затухание по ПЧ в 40ДБ. Однако ее затухание можно регулировать добротностью ВЦ и самой LC цепи.

Избирательность по зеркальному каналу определяется контурами ВЦ и выходными контурами УРЧ. Избирательность по соседнему каналу обеспечивают выходные контура преобразователя частоты (П) и первого каскада УПЧ. Их вполне достаточно.

Эффективность АРУ составляет 4,5, что может быть реализовано при помощи детектора АРУ и RC цепи.

Т.к. должна использоваться АРУ и требуется достаточно большая избирательность, то буду строить приемник с переносом частоты на промежуточную.

В целом выбор блок-схемы однозначен:

Рис.1 Предварительная структурная схема.

Т.к. на данном диапазоне ГОСТ задана стандартная промежуточная частота 465КГ, то не вижу смысла подбирать какую-либо другую. Ввиду того, что все требования задания соответствуют стандартным (определенным ГОСТ).

Верхняя частота модуляции НЧ сигнала в радиовещательных приемниках составляет 4,5КГЦ, ее и буду применять в расчетах.

Далее определено число тех или иных каскадов и их принципиальные схемы.

III.