Розподіл діапазону частот приймача. Визначення кількості перетворень та номіналів проміжних частот тракту ПЧ. Визначення смуги пропуску фільтра зосередженої селекції останньої проміжної частоти. Забезпечення частотного перекриття піддіапазонів.
При низкой оригинальности работы "Розрахунок структури загального радіотракту супергетеродинного радіоприймача", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Метою виконання розрахунково-графічної роботи «Розрахунок структури загального радіотракту супергетеродинного радіоприймача» є перевірка ступеня засвоєння блоку змістовного модулю №2 «Радіоприймальні пристрої». Звіт про розрахунково-графічну повинний складатися із розрахунку розподілу діапазону частот на піддіапазони; розрахунку смуги пропуску фільтра зосередженої селекції останьої проміжної частоти; розрахунок кількості перетворень та номіналів проміжних частот тракту ПЧ. Звіт має бути оформлений на стандартних аркушах формату А4 у текстовому редакторі MS Word або Open Office. Вихідні дані для виконання розрахунково-графічної роботи Визначити смугу пропуску фільтра зосередженої селекції останньої проміжної частоти.Графічні матеріали: - рисунок, що відображає розподіл діапазону частот на піддіапазони;Номінальні значення проміжної частоти повинні знаходитися поза діапазоном робочих частот радіоприймача. Проміжна частота повинна вибиратися поза діапазоном робочих частот потужних радіомовних станцій. У КХ діапазоні радіомовні станції працюють у вузьких ділянках діапазону поблизу частот 4,2; 6,1; 7,3; 9,7; 12; 15,7; 18,7; 23 МГЦ.Приклад оформлення титульного листка розрахунково-графічної роботи Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА на тему: «Розрахунок структури загального радіотракту супергетеродинного радіоприймача» з навчальної дисципліниЗАВДАННЯ на розрахунково-графічну роботу Здійснити розподіл діапазону частот приймача на піддіапазони. Визначити смугу пропускання фільтра зосередженої селекції останньої проміжної частоти. Визначити кількість перетворень та номінали проміжних частот тракту ПЧ. Коефіцієнт перекриття по піддіапазону КПД, не більшеРозрахуємо кількість піддіапазонів, виходячи із загальної ширини діапазону частот і коефіцієнта перекриття по частоті. Відповідно до загальної ширини діапазону частот і обраної кількості піддіапазонів розрахуємо нове значення коефіцієнта перекриття по частоті піддіапазону: Kf = Для забезпечення частотного перекриття піддіапазонів коефіцієнт перекриття по частоті кожного піддіапазону збільшимо на 2%. Розрахуємо кількість піддіапазонів, виходячи із загальної ширини діапазону частот і припустимої величини частотного інтервалу ?f. Розрахуємо кількість піддіапазонів, виходячи із загальної ширини діапазону частот, коефіцієнта перекриття по частоті і припустимої величини частотного інтервалу ?f.
Список литературы
Зразок титульного аркуша роботи приведений у додатку А.
Завдання на роботу містить у собі всі дані, що відповідають певному варіанту. Приклад завдання приведений у додатку Б.
Робота виконується на стандартних листах формату А4 (297x210 мм), зброшурованих у папку. Текст роботи виконується темним чорнилом або друкується на одній стороні листа. З лівої сторони листа залишають поля розміром 3 - 4 см.
При виконанні роботи необхідно широко спиратися на знання, отримані на інших кафедрах і використовувати їх при розрахунку окремих каскадів. Можна використовувати будь-яку літературу, що дозволяє успішно виконати роботу, але в основу варто покласти підручники і посібники, що рекомендуються кафедрою.
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ ЗАВДАННЯ
Необхідність забезпечення переналагодження радіоприймачів у широкому діапазоні частот при підтримці сталості їхніх основних параметрів призвели до необхідності розподілу всього діапазону частот приймача на піддіапазони.
Розподіл діапазону частот приймача на піддіапазони
Розподіл на піддіапазони необхідно здійснити таким чином, щоб коефіцієнт перекриття по частоті для способу рівних коефіцієнтів перекриття, або частотній інтервал для способу рівних частотних інтервалів, з одного боку, не перебільшували заданого, а з іншого - були однаковими для всіх піддіапазонів. Для цього доцільно провести розподіл у наступній послідовності: 1. Розрахувати кількість піддіапазонів n, виходячи із загальної ширини діапазону частот і коефіцієнта перекриття по частоті (частотного інтервалу). Ця кількість у загальному випадку буде числом не цілим.
2. Обрати кількість піддіапазонів як найменше ціле число, що перебільшує результат розрахунку (якщо отримали 3,31 піддіапазонів, треба обирати 4 піддіапазони).
3. Відповідно до загальної ширини діапазону частот і обраної кількості піддіапазонів розрахувати нове значення коефіцієнта перекриття по частоті (частотного інтервалу).
4. Відповідно до нових значень коефіцієнта перекриття по частоті (частотного інтервалу) розрахувати частотні межі піддіапазонів.
5. Забезпечити перекриття піддіапазонів шляхом збільшення їх верхніх меж та зменшення їх нижніх меж на 2 - 5% від ширини піддіапазону.
Приклади розрахунку розподілу діапазону частот на піддіапазони наведені в додатку В.
Визначення смуги пропуску фільтра зосередженої селекції останньої проміжної частоти
Смуга пропуску ФЗС останньої ПЧ повинна бути визначеною з урахуванням ширини спектру сигналу і нестабільності радіолінії, яка обумовлена нестабільністю опорних кварцових генераторів систем синтезу частот передавача і приймача.
Приклад розрахунку смуги пропуску з урахуванням ширини спектру сигналу і нестабільності радіолінії наведений в додатку Г.
Визначення кількості перетворень та номіналів проміжних частот тракту ПЧ
Число перетворень і номінали проміжних частот FПЧ повинне бути визначене, виходячі зі сумісного виконання таких вимог: · забезпечення вибірковості по дзеркальному каналу DЗ;
· забезпечення вибірковості по каналу проміжної частоти DПЧ;
· забезпечення вибірковості по сусідньому каналу прийому DC;
· забезпечення припустимих співвідношень між частотами сигналу і гетеродина X = FC / f;
Забезпечення спільного виконання усіх вищезгаданих вимог достатньо складно. Необхідно враховувати ряд факторів: · розходження в характеристиках загасання, внесеного різноманітними елементами сигнального тракту;
· залежність характеристик загасання виборних ланцюгів від способу їхньої побудови і застосовуваної елементної бази;
· суперечливість вимог до номіналів проміжних частот із погляду забезпечення необхідної вибірковості по неосновних каналах прийому - сусідньому, дзеркальному і каналу проміжної частоти.
Як відомо, при традиційному перенесенні частоти прийнятого сигналу «вниз» ослаблення по каналу проміжної частоти і сусіднього каналу зростає зі зменшенням FПЧ, а ослаблення по дзеркальному каналу зростає зі збільшенням FПЧ. Комбінації основних варіантів можливого взаємного розташування частот FПЧ, визначених з умов забезпечення DЗ, DC, DПЧ, подані на рис.1. Проведемо їх аналіз.
Перетинання діапазонів значень FПЧ, визначених з умов забезпечення DЗ і DC (рис.1, а), свідчить про можливість побудови тракту всього з одним перетворенням частоти. Відсутність такої області (рис.1, b) говорить про необхідність подвійного перетворення частоти, при якому значення FПЧ1 забезпечить виконання вимог по DЗ, а FПЧ2 - по DC.
Перетинання діапазонів значень FПЧ, визначених з умов забезпечення DЗ і DПЧ (рис.1, а, b), свідчить про можливість побудови тракту з першим перетворенням частоти «вниз». Відсутність такої області (рис.1, c, d) говорить про необхідність першого перетворення частоти «нагору» і, як наслідок, збільшенні загального числа перетворень частоти як мінімум на одне.
Очевидно, що наявність областей перетинання веде до мінімізації структури загального радіотракту, а їхня відсутність - до збільшення числа перетворень. Відсутність областей перетинання може бути обумовлена: · високими вимогами з DЗ, DПЧ і DK;
прагненням забезпечити високу чутливість шляхом застосування одноконтурних виборних систем у преселекторі; необхідністю використання стандартних значень FПЧ для мінімізації затрат шляхом використання готових виборних систем.
IMG_2a5272f9-ba56-4d98-b763-935dfc8ab8ea
У такий спосіб для визначення числа перетворень і номіналів проміжних частот необхідно: 1. Розрахувати граничні значення проміжних частот FПЧ на підставі вимог до DЗ, DПЧ і DC;
2. Порівняти значення проміжних частот FПЧ (рис.1), і на підставі цього порівняння обрати кількість і вид перетворень частоти;
3. Обрати номінали проміжних частот (і відповідно частот гетеродинів) у середині областей перетинання і з урахуванням додаткових умов.
Алгоритм розрахунку кількості перетворень і номіналів проміжних частот тракту ПЧ наведений на рис.2.
Для визначення граничних значень проміжних частот, що обмежені вимогами до DЗ, DПЧ і DK, можна скористатися розрахунковими формулами з різноманітних джерел, наприклад [4, 5].
Значення проміжної частоти, при якій забезпечується подавлення дзеркального каналу на величину не менше DЗ, визначається за такими формулами [4]: · для одноконтурного вхідного пристрою та одноконтурного ПВЧ
IMG_5518a679-0327-49d0-91c2-642e33d5d799
; (1)
· для двоконтурного вхідного пристрою та одноконтурного ПВЧ (або одноконтурного вхідного пристрою та двоконтурного ПВЧ)
IMG_51d76c41-c52d-4104-b33a-3d40ea34084f
. (2)
Значення проміжної частоти, при якій забезпечується подавлення каналу проміжної частоти на величину не менше DПЧ, визначається за такими формулами [1]: · для одноконтурного вхідного пристрою й одноконтурного ПВЧ
IMG_eb4e3485-65f9-4995-acd6-a60073b34b14
; (3)
· для двоконтурного вхідного пристрою й одноконтурного ПВЧ (або одноконтурного вхідного пристрою та двоконтурного ПВЧ)
IMG_e57c5921-f339-4214-bb59-ecd6331456d0
. (4)
Якщо здійснюється перше перетворення «нагору», то відстань від дзеркального до основного каналу є набагато більшою, ніж до каналу проміжної частоти. Оскільки вимоги до подавлення дзеркального каналу і каналу проміжної частоти природно однакові, вимоги до подавлення дзеркального каналу можна не враховувати. Значення проміжної частоти, при якій забезпечується подавлення каналу проміжної частоти на величину не менше DПЧ, для одноконтурного вхідного пристрою та одноконтурного ПВЧ визначається за формулою
IMG_1d1efdd3-917d-46f6-afce-4b94a28b5869
. (5)
Значення проміжної частоти, при якому забезпечується послаблення сусіднього каналу на величину не менше DC, визначається за формулою діапазон частота приймач пропуск f ""ПЧ < DFФЗС • QEKB ПЧ • y(n). (6)
В останній формулі значення DC в уявному вигляді відсутнє, оскільки на практиці вимоги до величини послаблення сусіднього каналу звичайно задаються значеннями смуги пропуску DFФЗС і коефіцієнта прямокутності КП фільтра зосередженої селекції (ФЗС) у тракті основної проміжної частоти.
У формулах, що наведені вище, застосовані такі позначення: f min, fmax - найменша і найбільша частоти приймача (наприклад, fmin=2 МГЦ; fmax=12 МГЦ), які можна зясувати у вихідних даних;
QEKB ВЧ, QEKB ПЧ - еквівалентні добротності вибіркових систем високочастотного тракту і тракту проміжної частоти (наприклад, QEKB ВЧ=50; QEKB ПЧ = 100), підстави для обрання якого наведені в [4];
а - параметр узгодження антени з вхідним пристроєм (наприклад, а = 0,5), підстави для обрання якого наведені в [4];
? - ступінь звязку між контурами для двоконтурного вхідного пристрою (наприклад, ? = 0,8), підстави для обрання якого наведені в [4];
DFФЗС - смуга пропускання тракту останньої (основної) проміжної частоти (наприклад, DFФЗС = 3,2 КГЦ), яка може бути розрахована на підставі даних про ширину спектра сигналу та нестабільності радіолінії;
y(n) - параметр, що залежить від коефіцієнта прямокутності, кількості контурів n і типу вибіркової системи в тракті основної проміжної частоти (наприклад, для КП 100 = 2,4; y(n) = 2,82 (4 - контурний ФЗС)).
Смуга пропуску DFФЗС розрахована у другому розділі контрольної роботи.
Еквівалентна добротність вибіркових систем високочастотного тракту QEKB ВЧ обирається з табл.2 довідкових відомостей та розраховується відповідно до обраних параметра узгодження вхідного пристрою з антеною а і ступеня звязку між контурами ?.
Еквівалентна добротність вибіркових систем тракту проміжної частоти QEKB ПЧ обирається з табл.1 довідкових відомостей.
Підстави для обрання параметра y(n) наведені в [4] та в табл.3 довідкових відомостей. Користуючись нею, необхідно обрати тип схеми ППЧ і знайти для нього значення коефіцієнта прямокутності не більше заданого.
Приклад розрахунку кількості перетворень та номіналів проміжних частот тракту ПЧ відповідно до вихідних даних варіанта 1 наведений у додатку Д.
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Головин О.В. Профессиональные радиоприемные устройства декаметрового диапазона. - М.: Радио и связь, 1985. - 288 с.
2. Банков В.Н., Барулин Л.Г. и др. Радиоприемные устройства /Под ред. Барулина Л.Г. - М.: Радио и связь, 1984. - 272 с.
3. Калихман С.Г., Левин Я.М. Радиоприемники на полупроводниковых приборах. Теория и расчет . - М.: Связь, 1979. - 352 с.
де ?FСП - ширина спектра прийнятого радіосигналу, Гц;
Fmax і Fmin - максимальна та мінімальна частоти спектру первинного сигналу, Гц;
МЧМ - індекс частотної модуляції;
?fдев - девіація частоти;
?FЗС - частотний зсув між двома частотами маніпуляції, Гц.
До розділу 3
Параметр узгодження вхідного пристрою з антеною а обирається: ь а = 1 - при узгодженні показників потужності;
ь а = 1,5 - 2 - при оптимальному узгодженні по шумам;
ь а = 0,5 - при роботі з неналагодженою антеною.
Параметр (ступінь) звязку між контурами ? для двоконтурного вхідного пристрою обирається: ь ? = 0,8 - 0,9 - для реалізації відповідної кращої чутливості;
ь ? = 0,4 - 0,6 - для реалізації відповідної кращої вибірковості.
Еквівалентна добротність вхідного пристрою може бути визначена через його резонансну добротність за формулами: для одноконтурного вхідного пристроюдля двоконтурного вхідного пристрою
IMG_39d9a6ab-2950-4f75-8bbb-8f8081ba81d8
IMG_1bb4b972-9a18-458a-a4ab-439d5ea970d6
Еквівалентна добротність контурів (фільтрів) тракту проміжної частоти може вважатися такою, що дорівнює їхній резонансній добротності.
Значення резонансної добротності контурів трактів проміжної та високої частот наведені в таблицях 1 і 2. Значення функції y(n) наведені в таблиці 3.
Значення резонансної добротності контурів тракту проміжної частоти Таблиця 1.
