Вычисление основных качественных показателей и полный электрический расчет блоков приемника для диапазона СВ. Конструктивное исследование магнитной антенны. Определение необходимой чувствительности, избирательности и диапазона воспроизводимых частот РВП.
Аннотация к работе
В состав радиоприемного устройства входят собственно радиоприемник, антенна и оконечное устройство. Приемник выделяет из спектра входных колебаний полезные сигналы; усиливает их за счет энергии местного источника питания; осуществляет обработку, ослабляя действие помех, присутствующих во входном колебании; детектирует радиочастотные сигналы, формируя колебания, соответствующие передаваемому сообщению. Достижения и тенденции техники радиоприема в последние десятилетия обусловлены взаимосвязанными процессами развития интегральной микроэлектроники, внедрения методов и средств цифровой обработки сигналов и вычислительной техники и дальнейшего освоения микроволновых диапазонов. Внедрение микропроцессоров позволяет автоматизировать радиоприемные устройства; реализовать эффективные методы обработки сигналов, анализ помеховой обстановки с использованием результатов для адаптивного регулирования приемника и др. Чувствительность АМ тракта, ограниченная шумами, при соотношении сигнал/шум не менее 20 ДБ по напряженности, МВ/м, не хуже, в диапазонах: ДВ - 1;Структурные схемы приемников различаются построением тракта радиочастоты, в котором может осуществляться прямое усиление входных сигналов и усиление их с преобразованием частоты. В приемниках прямого усиления тракт радиочастоты содержит входную цепь (ВЦ) и усилитель поступающего с антенны радиосигнала - так называемый усилитель радиосигнала (УРС). В этом случае все резонансные цепи настроены на частоту принимаемого радиосигнала, на которой и осуществляется усиление. Так как обычно необходима высокая избирательность и усиление, то может потребоваться несколько усилительных каскадов и резонансных контуров. В приемнике с регенеративным усилителем за счет положительной обратной связи в резонансный контур вносится отрицательное сопротивление, частично компенсирующее потери в нем, что увеличивает коэффициент усиления.Проверяем правильность выбора блока КПЕ для диапазона СВ, так как это диапазон с наибольшим коэффициентом перекрытия. Вычисляем эквивалентную емкость схемы , включенной паралельно емкости КПЕ и ограничиваемой коэффициент перекрытия ВЦ или УРС (3.2.5) где - емкость монтажа, - собственная емкость катушки контура, - емкость, вносимая в контур со стороны источника сигнала и нагрузки, - среднее значение емкости подстроечного конденсатора. Аналогично определим предельные значения эквивалентной емкости контуров на диапазоне ДВ. Вычисляем эквивалентную емкость схемы , включенной параллельно емкости КПЕ и ограничиваемой коэффициент перекрытия ВЦ или УРСВ соответствии с ГОСТ 5651-82 неравномерность по звуковому давлению в номинальном диапазоне воспроизводимых частот не должна превышать 14ДБ в диапазоне СВ и 18ДБ в диапазоне ДВ. С учетом производственного запаса 2...3 ДБ, допустимая неравномерность АМ тракта (ослабление на краях полосы) составляет 11...12 ДБ в диапазоне СВ и 15...16 ДБ в диапазоне ДВ. Определяем минимальную допустимую добротность, обеспечивающую заданную избирательность по зеркальному каналу Для выбранных n и в худших точках диапазона производим контрольный расчет показателей Определяем минимальную допустимую добротность, обеспечивающую заданную избирательность по зеркальному каналуМетодика определения параметров такого детектора следующая: - задаемся величиной входного сопротивления тракта НЧ ; Определим требуемое усиление до детектора. Определяем напряжение на входе первого каскада РВП, МВ: , где где E - чувствительность по полю, МВ/м; - действующая высота встроенной антенны, м; - эквивалентная добротность контура ВЦ; m - коэффициент включения первого усилительного прибора в контур ВЦ. Требуемое усиление на всех диапазонах увеличивается с целью обеспечения производственного запаса Определяем напряжение на входе первого каскада РВП, МВ: , где где E - чувствительность по полю, МВ/м; - действующая высота встроенной антенны, м; - эквивалентная добротность контура ВЦ; m - коэффициент включения первого усилительного прибора в контур ВЦ.В качестве усилителя низкой частоты применим интегральную микросхему (ИМС) К174УН14, имеющую следующие параметры: ; ; ; ; ; ; . После детектора используем усилительный каскад на полевом транзисторе КП307Д с крутизной .Принципиальная схема входной цепи (магнитной антенны) представлена на рисунке 4.1 Далее, по заданной избирательности входной цепи, рассчитываем индуктивность катушки связи: (МКГН), (4.1.2) где - эквивалентное затухание контура, при котором достигается заданная избирательность ВЦ, =0.01 - конструктивное затухание контура ненагруженной магнитной антенны, =0.8 - коэффициент связи между контуром катушки и катушкой связи.В качестве УРЧ выбираем схему с включением транзистора с ОЭ. В качестве усилительного элемента выбирается биполярный транзистор с малым коэффициентом шума КТ368А. Рассчитываем : (Ом), (4.2.6) откуда выбираем Ом. Рассчитываем : (Ом), (4.2.7) откуда выбираем Ом. В качестве избирательной нагрузки каскада УПЧ используем контур, рассчитанный для входной цепи.Обеспечить сопряжение настроек гетеродина и прес
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Технические требования к проектируемому приемнику
2. Выбор и обоснование структурной схемы
3. Предварительный расчет
3.1 Определение ширины пропускания тракта
3.2 Выбор блока КПЕ и проверка перекрытия диапазона
3.3 Распределение заданной неравномерности усиления в полосе пропускания
3.4 Определение добротности и числа контуров тракта РЧ
3.5 Проектирование избирательной системы тракта ПЧ
3.6 Определение числа каскадов АМ тракта
3.7 Определение числа каскадов, охваченных системой АРУ
3.8 Предварительное проектирование тракта низкой частоты
4. Электрический расчет для диапазона СВ
4.1 Расчет контура входной цепи
4.2 Расчет усилителя радиочастоты
4.3 Расчет сопряжения тракта гетеродина и преселектора
4.4 Расчет гетеродина
4.5 Расчет смесителя
4.6 Расчет тракта УПЧ
4.7 Расчет АМ детектора
4.8 Расчет схемы АРУ
5. Поверочный расчет на ЭВМ
6. Конструктивный расчет
Заключение
Литература
Введение
Радиоприемник является одним из наиболее распространенных радиотехнических устройств, значение которого в экономической, социальной и культурной жизни людей огромно. Радиосвязь невозможна без радиоприемника, с изобретением которого практически и началась эра радио.
В состав радиоприемного устройства входят собственно радиоприемник, антенна и оконечное устройство. Антенна воспринимает энергию электромагнитного поля и преобразует ее в радиочастотное напряжение. Приемник выделяет из спектра входных колебаний полезные сигналы; усиливает их за счет энергии местного источника питания; осуществляет обработку, ослабляя действие помех, присутствующих во входном колебании; детектирует радиочастотные сигналы, формируя колебания, соответствующие передаваемому сообщению. В оконечном устройстве энергия выделяемых сигналов используется для получения требуемого выходного эффекта - звукового, визуального, механического и т.д. Оконечное устройство может быть совмещено с приемником или представлять собой отдельное устройство.
Достижения и тенденции техники радиоприема в последние десятилетия обусловлены взаимосвязанными процессами развития интегральной микроэлектроники, внедрения методов и средств цифровой обработки сигналов и вычислительной техники и дальнейшего освоения микроволновых диапазонов. Цифровые интегральные модули средней и большой степени интеграции обеспечивают повышение технических и эргономических показателей приемников. Внедрение микропроцессоров позволяет автоматизировать радиоприемные устройства; реализовать эффективные методы обработки сигналов, анализ помеховой обстановки с использованием результатов для адаптивного регулирования приемника и др. Все это расширяет функциональные возможности приемников, упрощает технологию изготовления, обеспечивает удобство эксплуатации.
Развитие спутниковой связи привело к совершенствованию приемников СВЧ, в частности к внедрению малошумящих квантовых и параметрических усилителей. Последние десятилетия характеризуются освоением миллиметрового диапазона волн и волн оптического диапазона.
1. Технические требования к проектируемому устройству
Приемник радиовещательный переносной
Таблица входящих компонентов.
Таблица 1.1
ЧМ АМ УНЧ
0 0 0
Состав и границы диапазонов: ДВ - 148,0...285,0 КГЦ ( 2027,0...1050,0 м );
Чувствительность АМ тракта, ограниченная шумами, при соотношении сигнал/шум не менее 20 ДБ по напряженности, МВ/м, не хуже, в диапазонах: ДВ - 1;
СВ - 0,5;
КВ - 0,1.
Односигнальная избирательность АМ тракта по соседнему каналу при рас стройке ± 9 КГЦ не менее 56 ДБ.
Односигнальная избирательность по зеркальному каналу, ДБ, не менее, в диапазонах: ДВ (на частоте 200 КГЦ) - 60;
СВ (на частоте 1000 КГЦ) - 60;
КВ (на частоте 11,8 МГЦ) - 30.
8. Односигнальная избирательность АМ тракта по промежуточной частоте на частотах 280 КГЦ и 560 КГЦ, не менее 34 ДБ.
9. Действие автоматической регулировки усиления в АМ тракте
- изменение уровня сигнала на входе - 60 ДБ;
- изменение уровня сигнала на выходе - не более 6 ДБ.
10. Диапазон воспроизводимых частот всего тракта по звуковому давлению при неравномерности 14 ДБ в диапазоне СВ и 18 ДБ в диапазоне ДВ - не уже 80...5000 Гц.
11. Коэффициент гармоник АМ тракта по электрическому напряжению на частотах модуляции свыше 400 Гц, не больше 2 %.
12. Выходная мощность тракта УНЧ при питании от автомобильного источника постоянного тока - 1 Вт.
13. Диапазон воспроизводимых частот тракта УНЧ по электрическому напряжению на уровне 3 ДБ - не менее 40 - 16000 Гц.
14. Коэффициент гармоник тракта УНЧ по электрическому напряжению на частоте 1000 Гц, не более 0,5 %.
15. В трактах АМ и ЧМ должны быть предусмотрены следующие потребительские удобства: - розетка для подключения внешней антенны;
- розетка для подключения магнитофона на запись;
- встроенная антенна;
- индикатор настройки;
- регулятор полосы пропускания по промежуточной частоте ("широкая - узкая").
16. В тракте УНЧ должны быть предусмотрены следующие потребительские удобства: - розетка для подключения головного телефона;
- регулятор тембра по низким и высоким звуковым частотам.
17. Дополнительно должны быть предусмотрены следующие свойства общего назначения: - подсветка шкалы;
- индикатор включения;
- встроенный блок питания;
- указатель рабочего положения регуляторов.
18. Нормы на параметры входа для подключения внешних источников программ ("УНЧ - универсальный вход"): входное сопротивление - не менее 470 КОМ;
минимальная ЭДС источника сигнала не менее 0,2 В.
19. Нормы на параметры выходов трактов АМ и ЧМ для подключения магнитофона на запись: выходное сопротивление нагрузки - не более 150 КОМ;