Разработка аналоговых блоков радиоприемника с двойным преобразованием частоты - Курсовая работа

Курсовой проект 26 с., 26 рисунков, 13 источников.Задачей курсового проектирования является построение радиоприемного устройства, совмещающего аналоговый тракт (преселектор, УПЧ1) с цифровым (АЦП и DSP) - так называемая схема с цифровой промежуточной обработкой данных (SDR) [1]. В данной схеме аналоговый тракт обеспечивает избирательность по зеркальному каналу и усиление сигнала до уровня, необходимого для работы АЦП, а вся основная обработка сигнала (преобразование на второй промежуточной частоте, детектирование, ослабление соседнего канала) происходит в цифровом тракте. Software-defined radio) имеет ряд преимуществ по сравнению с аналоговой: 1) фильтрация сигнала в цифровом виде близка к идеальной; 2) программная среда очень гибка и адаптивна (основная обработка сигнала происходит программно), что позволяет принимать практически любые радиосигналы [2]; 3) энергоэффективность цифровых систем выше, чем у аналоговых; 4) системы SDR имеют высокую степень интеграции на печатных платах, что позволяет значительно снизить массогабаритные показатели радио приемника [3]. Радиоприемное устройство с системой SDR состоит из: 1) преселектора, подавляющего первую зеркальную частоту;Согласно техническому заданию (ТЗ), проектируемый приемник необходимо построить по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты (инфрадинный тип приемника). В инфрадинном приемнике первая промежуточная частота выбирается выше самой верхней частоты диапазона принимаемых сигналов. В качестве такого гетеродина обычно применяется синтезатор дискретной сетки частот. В инфрадинном приемнике канал прямого прохождения и зеркальный канал приема лежат выше верхней частоты принимаемого сигнала, что позволяет использовать в качестве фильтра не перестраиваемый ППФ Салена-Кея с единичным усилением. Еще одно важное преимущество инфрадина состоит в значительном уменьшении коэффициента перекрытия по частоте первого гетеродина, что позволяет исключить переключение поддиапазонов первого гетеродина и, следовательно, упростить его конструкцию.Первая промежуточная частота выбирается достаточно высокой, что обеспечивает эффективное подавление зеркального канала приема в фильтре Ф1. Вторая промежуточная частота выбирается достаточно низкой, что облегчает получение высокой избирательности по соседнему каналу приема. Промежуточную частоту приемников ДВ, СВ и КВ диапазонов следует выбирать из ряда стандартизированных значений, согласно ГОСТ 5651-89 [7]. Исходя из вышесказанного, первая промежуточная частота выбрана равной 24,975 МГЦ. Перед проектированием преселектора необходимо произвести предварительный расчет ослабления первой зеркальной частоты.Чувствительность - это мощность, при которой на выходе усилительного тракта (УТ) обеспечиваются требуемые мощность сигнала на выходе (Рс вых) и отношение сигнал шум (h). Под реальной чувствительностью приемника понимают чувствительность, определяемую при заданном отношении сигнал/шум h0 на выходе УТ. При расчете коэффициент шума задан 30 ДБ, что соответствует усилителю низкого класса. Реальная чувствительность приемника: Реальная чувствительности приемника: где - постоянная Больцмана, - абсолютная температура (К), - шумовая полоса частот приемника (100 КГЦ), - коэффициент шума РПРУ, ДБ, - относительная шумовая температура антенны на частоте, - входное сопротивление (50 Ом). На рисунке 1.2 представлен график этой зависимости: Рисунок 1.2 - график зависимости относительной шумовой температуры антенныДля того, чтобы преобразовать непрерывный сигнал в цифровой, необходимо использовать аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Требований к АЦП предъявляется так же много, как и к другим блокам приемного устройства. Существует два этапа осуществления АЦП: · квантование во времени непрерывного сигнала u(t); диапазон возможных значений напряжений (Umin, Umax) делится на M интервалов длиной ?U - шаг квантования по уровню. Частота дискретизации определяется в соответствии с теоремой Котельникова: Fд = 2Fв , где Fв - верхняя частота принимаемого сигнала.В качестве преселектора выбран совмещенный фильтр Саллена-Кея с единичным усилением. Он легко рассчитывается, не ослабляет и не усиливает сигнал. На рисунке 2.3 приведена схема преселектора на фильтрах Саллена-К. В простейшем применении трансверсальный фильтр на ПАВ состоит из двух преобразователей со встречными решетками проводящих электродов, расположенных на поверхности пьезоэлектрической подложки, например, монокристаллического кварца или ниобата лития. В качестве УПЧ1 выбираю широкополосный каскад на ОУ с АРУ и ПАВ фильтром в нагрузке для обеспечения требуемой по ТЗ селективности проектируемого приемника.Порой даже уровень одной радиостанции меняется в больших пределах изза различных условий распространения радиоволн и их отражений, либо перемещения в пространстве радиоприемника (например, в автомобиле или самолете).

Содержание

Содержание

Введение

1. Расчет структурной схемы радиоприемника

1.1 Обоснование выбора типа структурной схемы приемника

1.2 Выбор промежуточных частот

1.2.1 Оценка ослабления первой зеркальной частоты

1.2.2 Оценка ослабления второй зеркальной частоты

1.3 Обеспечение чувствительности радиоприемного устройства

1.4 Требования к блоку АЦП и сигнальному процессору

2. Расчет приемника на уровне принципиальных схем

2.1 Расчет преселектора

3. Система АРУ

3.1 Общие понятия о АРУ

3.2 Сборка схемы РРУ в программной среде Multisim

3.3 Оценка реальной чувствительности приемника

Заключение

Список сокращений

Список использованных источников