48925

Створення приймача амплітудно модульованих сигналів

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

До радіоприймачів можуть висуватися вимоги не обумовлені у ГОСТі.1 Технічне завдання на проектування Загальні вимоги Проектування радіоприймального пристрою будьякого призначення здійснюється на основі технічного завдання яке повинно бути видане у вигляді вимог до технічних характеристик пристрою. Технічні вимоги на радіомовні приймачі складають у відповідності до вимог ГОСТ 565164 Технічні вимоги до спеціальної радіоприймальної апаратури визначаються технічними умовами узгодженими між замовником та постачальником. У...

Украинкский

2013-12-17

421.5 KB

3 чел.

Аіввіпіівасмич234532апрвапарпао

Вступ

При проектуванні радіоприймальних пристроїв необхідно виходити з конкретних вимог.

Рішення, що приймаються при побудові структурних та принципових схем, повинні враховувати сучасний рівень радіоприймальної техніки. Тому за основу розробки вимог до всієї схеми та її окремих вузлів доцільно покласти результати критичного аналізу якісних показників та способів побудови схем існуючих моделей пристроїв аналогічного призначення.

Всю різноманітність радіоприймальних пристроїв можливо поділити на дві групи: до першої слід віднести всі радіомовні приймачі побутового призначення, а до другої включити професійні радіоприймальні пристрої.

Якісні показники приймачів звукового мовлення повинні задовольняти вимогам ГОСТ 5651-64. Основні параметри, що відповідають цьому ГОСТу, розповсюджуються на всі радіоприймачі, призначені для прийому передач радіомовних станцій, за винятком радіомовних приймачів об’ємом менше 0,3 дм3, автомобільних та приймачів спеціального призначення.

До радіоприймачів можуть висуватися вимоги, не обумовлені у ГОСТі. Але у цьому випадку повинні бути затверджені у встановленому порядку технічні умови (ТУ).

На сьогоднішній день основна тенденція розвитку радіомовної техніки- її мікромініатюризація. Перші вітчизняні приймачі на мікросхемах з’явилися

кілька десятків років тому. Мікросхеми дали можливість створити економічні переносні приймачі з високою якістю звучання та високою надійністю.

1.Вибір структурної схеми

       1.1 Технічне завдання на проектування

       Загальні вимоги

Проектування радіоприймального пристрою будь-якого призначення здійснюється на основі технічного завдання, яке повинно бути видане у вигляді вимог до технічних характеристик пристрою.

Останні можуть бути повністю сформульовані у процесі проектування у залежності від призначення приймача, умов експлуатації та сучасних технічних можливостей.

Технічні вимоги на радіомовні приймачі складають у відповідності до вимог ГОСТ 5651-64

Технічні вимоги до спеціальної радіоприймальної апаратури визначаються технічними умовами, узгодженими між замовником та постачальником. Однак склад вимог повинен відповідати міжвідомчій нормалі НО.005.000.

У загальному випадку у технічному завданні вказуються:

- загальні вимоги,

- вимоги до електричних параметрів,

- вимоги до конструкції радіоприймального пристрою,

- вимоги до механічної міцності,

- кліматичні вимоги,

- технологічні вимоги,

- економічні вимоги.

Вказується також методика виміру електричних параметрів та проведення механічних та кліматичних випробувань.

Деякі з перерахованих вимог можуть розроблятися або уточнюватися у процесі виконання проекту.

У загальних вимогах вказують призначення та місце встановлення радіоприймального пристрою, склад комплекту, аппаратура, з якою повинен працювати пристрій, але яка не входить до складу комплекту. Тут також подається перелік допоміжного та запасного обладнання

1.1.1 Призначення: пристрій радіоприймальний побутовий, призначений для приймання сигналів радіомовних станцій;

1.1.2 Місце встановлення: пристрій відноситься до наземної апаратури, переносний, експлуатація у приміщеннях з кондиціонованим кліматом;

1.1.3 Склад комплекту: пристрій має самостійне призначення, може працювати з підсилювачем звукової частоти;

1.1.4 Допоміжне обладнання: блок живлення від мережі змінного струму 220В, 50Гц; стандартні з’єднання з підсилювачем звукової частоти.

1.2  Вимоги до електричних параметрів:

1.2.1 Діапазон робочих частот: 1.0-1.607  МГц

1.2.2 Частотна точність настроювання радіоприймального пристрою на задану робочу частоту- не регламентується;

1.2.3 Вид приймаємого сигналу- амплітудномодульовані з двополосним випромінюванням (випромінюванняА3);

1.2.4 Чутливість радіоприймального пристрою - 80мкВ;

1.2.5 Вибірковість:

- за сусіднім каналом, дБ…………..42;

- за дзеркальним каналом, дБ……...42;

- за проміжною частотою, дБ………40;

1.2.6 Проміжна частота, кГц ……….465;

1.2.7 Дія АРП вх/вих, дБ…………….60/10;

1.2.8 Вихідна потужність, Вт…………2.0;

1.2.9 Вхiдна напруга детектора,В………2.0;

1.2.10 Діапазон звукових частот, Гц… 80-4000;

1.2.11 Коефіцієнт перекриття ………< 2.7.

           2 Попередні розрахунки функціональної схеми приймача

           2.1 Вибір та обгрунтування структурної схеми

Основною задачею попереднього розрахунку радіоприймача є вибір його структурної схеми. При цьому вирішується питання про кількість каскадів, розглядається доцільність використання тих або інших коливальних систем, а також встановлюється необхідність розбивки на піддіапазони.

Необхідну вибірність по сусідньому каналу отримують в каскаді перетворювача частоти за допомогою або фільтрів зосередженої селекції, або п’єзоелектричних фільтрів, а вибірність по дзеркальному каналу забезпечується вхідним колом. Підсилювальні властивості досягається головним чином за рахунок каскадів зі слабо вираженими резонансними властивостями та в аперіодичних каскадах.

В зв’язку з цим структурні схеми виконуються по принципу зосередження вибірних та підсилювальних властивостей в окремих каскадах.

  1.   Розрахунок коефіцієнту перекриття діапазону частот

Для неспотвореного прийому сигналів радіостанцій ширина смуги пропускання приймача повинна бути не менше ширини спектру 2Δfn. Ширина смуги пропускання високочастотного тракту приймача визначається необхідною шириною смуги частот випромінювання передавача 2Δfn котра залежить від виду передачі та модуляції.

Загальний коефіцієнт перекриття діапазону частот

,                                                 (2.1)

мГц

KgРОЗ=1.3 < KgВИХ=1.5.

Коефіцієнт перекриття  задовольняє умову завдання. Розбивку на пiддiапазони робити не потрiбно.

  1.   Розрахунок смуги пропускання

Ширина смуги пропускання

,                                     (2.2)

де Δfc - максимальний відхід частоти передавача

Δ - максимальний відхід частоти гетеродина

 Г - коефіцієнт збігу відходів частоти, враховуючий співвідношення одночасного відходу від номінальних величин частот передавача і гетеродина приймача.

         приймаємо Г= 0.3

,                                                                      (2.3)

                               ,                                                  (2.4)

,

,

.

Приймаємо смугу пропускання приймача П = 8.9кГц.

  1.  Визначення типу, параметрів та кількості вибіркових систем налаштованих на частоту сигналу

Приймаємо число одиничних контурів тракту радіочастоти

nC = 1,

Максимально допустима добротність контурів Qп що забезпечує задане послаблення на краях смуги пропускання

,                                        (2.5)

де σn – послаблення на краях смуги пропускання,

приймаємо σn = 1.5 дБ, що дорівнює 1.19(раз)

.

Необхідна добротність контурів , що забезпечує задану вибірність по дзеркальному каналу

,                                             (2.6)

                                           .

Еквівалентна конструктивна добротність контура з урахуванням шунтуючої дії опору застосовуючого електричного пристрою

,                                                (2.7)

де Ψ – коефіцієнт шунтування контура електронним приладом ( 0.65-0.8)

приймаємо Ψ = 0.8

  - конструктивна добротність контура ( 60-150)

приймаємо = 80

.

Задана умова виконується:,

розрахунок можна продовжити.

  Приймаємо  еквівалентну  якість контура Qе max=27 (на      максимальній  частоті діапазону).

Еквівалентна добротність контура на мінімальній частоті діапазону:

                               Qe min=,                               (2.6)

Qe min==0.0613;

Так як min = 16.3< Qп = 78.65, то розрахунок проведено правильно і остаточно можна прийняти:

nC = 2                          max = 11                        min = 16.3

Для крайніх точок діапазону fmax та fmin визначаємо:

  1.  допоміжні коефіцієнти,

де Δfc = 8.9кГц

,                                     (2.9)

.

,                                   (2.10)

.

,                                  (2.11)

                                  

,                                   (2.12)

.

  1.  дзеркальні частоти

,                                        (2.13)

.

,                                        (2.14)

.

  1.  вибірність по сусідньому каналу

на частоті fmax

,                                      (2.15)

.

на частоті fmin

,                                       (2.16)

.

  1.  послаблення на краях смуги пропускання

,                                   (2.17)

.

,                                    (2.18)

.

  1.  вибірність по дзеркальному каналу

,               (2.19)

.

,              (2.20)

60.44

Задана умова виконується:

  1.  вибірність по проміжній частоті

,                             (2.21)

де = Q єmin

  = fmin

Додатковий фільтр не потрібен.

2.5 Вибір та розрахунок вибіркових систем тракту проміжної частоти 

Послаблення на краях смуги пропускання σпу та вибірність по сусідньому каналу σсу:

,                                           (2.22)

                                    .

,                                           (2.23)

.

Необхідна добротність контурів

,                                            (2.24)

.

,                                           (2.25)

Qэш = Ψ* Qк = 0.84*258 = 23.

Задана умова виконується:.

Так як ця умова виконується то остаточно для ППЧ приймаємо вибірну систему, яке складається із фільтру типу ПФ1П-4-3 і двох широкосмугових контурів з Qэш = 42

Послаблення на краях смуги пропускання

,                                              (2.26)

.

,                                           (2.27)

.

Вибірність по сусідньому каналу

,                                             (2.28)

.

,                                          (2.29)

.

Послаблення на краях смуги ВЧ тракту

,                              (2.30)

.

Вибірність по сусідньому каналу ВЧ тракту

,                               (2.31)

.

Висновок:

,

           2.6 Вибір підсилювальних елементів та розрахунок їх параметрів

При виборі активних елементів для тракту високої частоти необхідно враховувати діапазон робочих частот, вимоги до чутливості, економічність живлення, надійність, габаритні розміри та масу. Діапазон робочих частот визначає можливість застосування транзисторів, котрі дозволяють виконувати інші вимоги.

Відповідно до вищезазначених умов доцільно обрати транзистор типу        КТ 315 Б, який має наступні параметри:

напруга колектора

струм колектора

вихідний опір

коефіцієнт передачі струму

вихідна провідність

гранична частота

ємність колекторного переходу

постійна часу ЗЗ

UК

IК

h11б

h21Э

h22б

fГР

СК

τК

10В

1мА

40Ом

22…90

0.3мкСм

250МГц

7пФ

300nc

2.7 Визначення низькочастотних У-параметрів

Вхідна потужність

,                                         (2.32)

.

Провідність зворотного зв’язку

.

Крутизна характеристик транзистора

,                                                (2.33)

.

Опір бази

,                                                (2.34)

.

Вихідна провідність

,                                        (2.35)

.

2.8 Визначення високочастотних параметрів транзистора

Визначаємо параметри транзистора на частоті 465кГц

Коефіцієнт використання транзистора

,                                          (2.36)

.

,                                             (2.37)

.

так як ν = 0.033*10-3 < 0.3, то транзистор буде працювати в першій області і розрахунок можна проводити за спрощеними формулами.

Допоміжні коефіцієнти

,                                        (2.38)

.

,                                      (2.39)

.

,                                               (2.40)

.

,                                              (2.41)

.

,                                        (2.42)

.

Вхідний опір транзистора

,                                          (2.43)

.

,                                                  (2.44)

.

Вихідний опір транзистора

,                                     (2.45)

.

,                                                 (2.46)

.

,                                  (2.47)

.

Вхідна ємність

,                                                (2.48)

.

Вихідна ємність

,                                          (2.49)

.

,                                                 (2.50)

.

Крутизна характеристики транзистора

,                                                  (2.51)

.

           2.9 Визначення необхідного підсилення до детектора

При прийомі на зовнішню антену в діапазоні коротких хвиль чутливість звичайно задається мінімальною величиною ЕРС модульованого сигналу, що подається на вхід приймача через еквівалент антени та забезпечує на виході приймача нормальну вихідну потужність при точній настройці приймача на частоту сигналу.

Потрібне підсилення

,                                           (2.52)

.

Коефіцієнт підсилення з запасом

,                                           (2.53)

.

Амплітуда напруги на виході детектора

,                                       (2.54)

де: m = 0.5÷0.6,

Kg = 0.3÷0.6,

.

  1.   Визначення типу і числа підсилювальних каскадів до детектора

Для визначення числа підсилювальних каскадів до детектора необхідно попередньо задати реальним коефіцієнтом передачі вхідного кола KВК. З таблиці, для короткохвильового діапазону обираємо KВК = 8

Коефіцієнт передачі вхідного кола з урахуванням коефіцієнта включення в контур електронного приладу.

,                                                 (2.55)

Коефіцієнт включення в контур електронного приладу

,                      (2.56)

де: ,                                                                   (2.57)

Cm = 8 ÷ 10пФ,

CL = 4 ÷ 10пФ,

СВХ = C11 = 15.82пФ,

,

,

.

          Коефіцієнти стабільного підсилення каскадів ПРЧ та ППЧ:

,                                     (2.58)

.

,                                   (2.59)

.

Коефіцієнт підсилення перетворювача

,                                         (2.60)

.

Кількість каскадів ППЧ

,                   (2.61)

,

.

приймаємо число каскадів ППЧ N = 2.

,                        (2.62)

.

Так як , то розрахунок виконано вірно.

  1.   Розрахунок системи АРП

Вихідні дані для розрахунку АРП:

зміна вхідної напруги        а = 40 дБ  (500раз)

зміна вихідної напруги      р = 10 дБ (3.5раз)

Приймаємо ступінь коефіцієнта підсилення приймача λ під дією АРП

λI = 10раз

Потрібна зміна коефіцієнта підсилення приймача

,                                                 (2.63)

.

Необхідне число регулюємих каскадів

,                                            (2.64)

.

Округляємо отриманий результат до більшої цілої величини. Необхідно мати 2 регулюючі каскади.

  1.  Вибір підсилювальних елементів та розрахунок тракту НЧ

При Р>0.25ВТ доцільно використовувати двохтактні каскади в режимі класу АВ

Потужність розсіювання на один транзистор

,                                       (2.65)

де: η – ККД вихідного каскаду

η = 0.7÷0.8

ξ – коефіцієнт використання колекторної напруги

ξ = 0.8÷0.95

,                                               (2.66)

,

.

Найбільш сприятливим є транзистор типу КТ-814-Б (p-n-p, Si), який має наступні параметри:

UК

IК

h21Э

СК

fГР

2В

0.15А

50

60пФ

3МГц

τК

IБmax

IКБО

UКЕ max

IКmax

-

0.5A

50B

1.5A

обираємо до нього комплементарну пару, транзистор типу КТ-815-Б (n-p-n), який має такі самі параметри. Оскільки параметри транзисторів однакові, розрахунок робимо для одного транзистора.

Гранично допустима напруга колектора

,                                   (2.67)

приймаємо ЕК = 12В

Амплітуда струму колектора кінцевого каскаду

,                                            (2.68)

.

IMK = 88.1mA < IKmax = 1500mA

Амплітуда струму бази кінцевого каскаду

,                                                (2.69)

.

Постійна складова струму колектора

,                                                (2.70)

.

Амплітуда струму бази при роботі від детектора

,                                               (2.71)

 

,                                       (2.72)

,                                        (2.73)

,

,

.

Потрібне підсилення за струмом

,                                              (2.74)

.

Потрібне підсилення за струмом з запасом

,                                       (2.75)

.

Необхідне число каскадів попереднього підсилення

,                                           (2.76)

.

Округляємо отриманий результат до більшої цілої величини, тобто приймаємо NПНЧ =2

         4 Висновок

Метою курсового проекту було створити приймач амплітудно модульованих сигналів, який перекривав діапазон 5.98-8.02МГц та мав вибірність по дзеркальному каналу 18дБ а по сусідньому каналу 39дБ. На виході ми повинні отримати потужність 0.25Вт.

Для цього ми взяли ряд каскадів підсилювача  низької частоти із завершаючим вихідним каскадом, який задає дану потужність. Для нормальної  роботи  детектора один каскад радіочастоти та два каскади підсилювача проміжної частоти що задають потрібний рівень сигналу.

5 Перелік використаної літератури

  1.  Екимов В.Д. Расчет и конструирование транзисторных радиоприемников.-Москва.: Связь, 1972г.
  2.  Головин О.В. Радиоприёмние устройства: учебник для техникумов.-Москва.: Высшая школа, 1987г.
  3.  Терещук Р.М.; Седов С.А. Полупроводниковые приёмно-усилительние устройства: справочник радиолюбителя.- Київ.: Наукова думка, 1981г.
  4.  Вайсбурд Ф.И. Электронные приборы и усилители.- Москва.: Связь, 1987г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61382. Страна аппликации 4.58 MB
  Оборудование учителя: пакет наглядного пособия магниты рисунки репродукции аппликации набор для трудов. Зрительный ряд: зашифрованная тема плакат по теме урока репродукции рисунки плакаты аппликации ребус. Правильно страна аппликации.
61383. Аппликация со сложенными и согнутым деталями. Жемчужина в ракушке 18.39 KB
  А сегодня мы узнаем новый вид объемная аппликация. Как вы думаете что это за аппликация Объемная аппликация это аппликация имеющая выступающие над плоскостью детали.