Расчет сквозной полосы пропускания приемника

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по курсу:

“ Радиоприемные устройства РЭС”

Автор проекта:

Студент группы КЭ-438

Искаков Н.Т.

«___» _________ 2017 г.

Проект защищен с оценкой

______________________

«___» _________ 2017 г.

Челябинск

2017 г.

Задание на курсовое проектирование

Разработать радиоприёмное устройство:

Номер варианта 1

1. Диапазон частот…………………………………………..87,5-108МГц

2. Тид модуляции………………………………………………………..ЧМ

3. Чувствительность…………………………………………………85 мкВ

4. Ширина спектра сообщения……………………………………210 кГц

5. Избирательность по  каналупрямого прохождения ……………33дБ

6. Избирательность по зеркальному каналу……………………….14 дБ

7. Избирательность по соседнему каналу……………………………4 дБ

8. Тип сигнала……………………………………………………………..А

АННОТАЦИЯ

Искаков Н. Т.Радиопередающее устройство –Челябинск: ЮУрГУ, КЭ; 2017, 48c. 6илл., библиогр. список – 6 наим.

В курсовой работе осуществляется расчет радиоприемного устройства с ЧМ модуляцией. Данное устройство должно работать в диапазоне частот 87,5-108 МГц. На основе эскизного проектирования предложена структурная схема разрабатываемого устройства, определено необходимое число усилительных каскадов, произведен электрический расчет усилителя мощности, задающего генератора и балансного модулятора.

Приведены принципиальные электрические схемы рассчитанных каскадов генератора, усилителя мощности и балансного модулятора.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 5

1 ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ. 6

1.1 Выбор структурной схемы приемника. 6

1.2 Расчет сквозной полосы пропускания приемника. 7

1.3 Выбор структуры преселектора. 9

1.4 Выбор первых каскадов приемника. 11

1.5 Определение избирательной системы тракта ПЧ. 11

1.6 Выбор электронных элементов для высокочастотного тракта. 12

1.7 Распределение усиления между каскадами приемника. 16

1.8 Выбор регулировок приемника. 16

2 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ. 18

2.1 Входная цепь приемника. 18

2.2 Расчет коэффициента связи контура с антенной и емкости связи. 23

2.3 Расчет усилителя резонансной частоты. 25

2.4 Расчет параметров транзистора. 27

2.5 Расчет преобразователя частоты. 29

2.6 Расчет частотного детектора……………………………………………...37

2.7 Расчет системы АРУ.. 43

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 47

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. 48

ВВЕДЕНИЕ

Радиоприемным называется устройство, предназначенное для приема сообщений, передаваемых с помощью электромагнитных волн. Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, радиоприемника и оконечного устройства. В приемной антенне под действием электромагнитного поля возникают электрические колебания, которые являются входными сигналами для приемника. В качестве оконечного устройства, воспроизводящего или регистрирующего переданные сообщения, используют громкоговоритель, кинескоп, буквопечатающий аппарат, электронно-вычислительные устройства и т.д. Основными функциями, выполняемыми приемником, являются:

- выделение принимаемых сигналов из множества сигналов других радиостанций и помех (фильтрация по частоте);

- усиление принимаемых сигналов, мощность которых на входе обычно весьма мала;

- детектирование высокочастотных сигналов для выделения переносимых этими сигналами сообщений;

- обработка принимаемых сигналов с целью уменьшения влияния помех.

Радиоприемники классифицируют по их назначению, диапазону принимаемых частот, виду модуляции и т.д. Различают также приемники ламповые и транзисторные, стационарные и переносные. Во много от тех и других отличаются приемники, устанавливаемые на движущихся объектах, - автомобильные, самолетные, спутниковые и т.д. По характеру источника питания приемники разделяют на сетевые и батарейные.

ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Выбор структурной схемы приемника

Указанный в ТЗ частотный диапазон 87,5 – 108МГц соответствует диапазону ультракоротких волн(87,5 МГц – 108 МГц). В данном диапазоне целесообразно применить супергетеродинный приемник.

Для супергетеродинных приемников нет сильной связи между чувствительностью и частотой принимаемого сигнала, так как основное усиление производится на промежуточной частоте (ПЧ). Обычно промежуточная частота значительно ниже несущей (существуют стандартные ПЧ), поэтому на этой частоте проще реализовывать усилительные каскады.

Структурная схема супергетеродинного приемника приведена на рис.1.

Рис.1 – Структурная схема УКВ–ЧМ–приемника.

ВЦ — входная цепь

УРЧ — усилитель радиочастоты

См — смеситель

УПЧ — усилитель промежуточной частоты

АО — амплитудный ограничитель

ЧД — частотный детектор,

УНЧ — усилитель низких частот

АРУ — автоматическая регулировка усиления

АПЧ — автоматическая подстройка частоты

Эта схема является типовой и часто применяется в большинстве используемых на практике приемников. Современные приемники не используют АМ, однако уже разработаны интегральные микросхемы, которые выполняют роль целых узлов приемника и всего приемного устройства. Применение интегральных схем позволяет упростить проектирование приемников, повысить их надежность, увеличить технологичность, снизить стоимость, массу и габариты.

Расчет сквозной полосы пропускания приемника

Полосу пропускания линейного тракта приемника П определяется шириной спектра сигналов  , доплеровского сдвига частоты и нестабильностью частот настройки узлов приемопередающего тракта  :

           (1.2.1)

Для двухполосной ЧМ ширина спектра сигнала будет равняться

 , где                    (1.2.2)

 – верхняя частота модуляции сигнала.

 – Изменение несущей частоты сигнала за счет доплеровского эффекта. Примем, что приемник и передающая станция неподвижны относительно друг друга, тогда доплеровское смещение частоты равно нулю.

Для радиовещательных приемников, не имеющих синтезатора частоты, нестабильности настройки отдельных узлов суммируются в среднеквадратическом смысле:

,где (1.2.3)

_с –относительная нестабильность частоты сигнала f_c

_г –относительная нестабильность частоты гетеродина приемника f_г;

_н –относительная погрешность установки частоты приемника при безпоисковой настройке, отнесенной к частоте сигнала f_с.

_пр –относительная погрешность и нестабильность настройки контуров тракта промежуточной частоты, отнесенная к промежуточной частоте f_пр.

Примем относительную нестабильность частоты сигнала равной .Выберем многокаскадный гетеродин с кварцевой стабилизацией. Примем нестабильность частоты гетеродина .Значение коэффициента δ_пр главным образом зависит от температурного коэффициента катушек контуров, настраиваемых на промежуточную частоту и, как правило, колеблется от 0,0003 до 0,003. Пусть . Величина _н обычно равна 0,003…0,01 и определяется в основном точностью настройки контура гетеродина, механизмом перестройки или погрешностью установки частоты настройки приемника по его шкале. В нашем случае применяется перестройка приемника оператором по принимаемым сигналам, то величину _н следует брать равной нулю.

Согласно формуле (1.2.3):

Согласно формуле (1):

(1.2.4)