Проектирование радиоприемного устройства сигналов с частотной модуляцией

Расчет и построение структурной схемы радиовещательного приемника. Определение промежуточной частоты рабочего аппарата связи. Вычисление элементов цепей питания и преобразователя частоты на биполярном транзисторе. Индуктивность контура гетеродина.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 30.04.2014
Размер файла 1,7 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

КАФЕДРА РПВЭС

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: Радиоприемные устройства

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА СИГНАЛОВ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Выполнил:

Небосеев Н.А.

Проверил:

Гринев В.В.

Санкт-Петербург, 2012 год

Оглавление

Введение

1. Выбор приемника-прототипа

2. Эскизный расчет структурной схемы приемника

2.1 Задачи расчета

2.2 Выбор значения промежуточной частоты

2.3 Выбор избирательной системы тракта ПЧ

2.4 Определение числа и типа избирательных систем преселектор

2.5 Выбор способа и элемента настройки

2.6 Выбор детектора сигнала

2.6.1 Определение требуемого усиления ВЧ тракта

2.6.2 Оценка коэффициента передачи входного устройства

2.6.3 Выбор активного прибора УРЧ и оценка коэффициента передачи УРЧ

2.6.4 Выбор активного прибора и оценка коэффициента передачи ПрЧ

2.6.5 Определение структуры тракта УПЧ

2.6.6 Проверка реализации требуемого отношения сигнал/шум на выходе приемника

2.6.7 Выбор ИМС УЗЧ, динамической головки и узлов блока питания

3. Расчет входных устройств

3.1 Расчет контуров преселектора

3.1.1 Выбор схемы контура

3.1.2 Расчет емкостей контура растянутого диапазона

3.2 Выбор схемы входного устройства

3.2.1 Расчет схемы входного устройства

3.2.2 Определение элементов связи контура с АП1

3.2.3 Определение элементов связи контура с антенной при ZА = RА

3.2.4 Расчет результирующих характеристик одноконтурного входного устройства

4. Расчет УРЧ и общих характеристик преселектора

4.1 Расчет резонансного коэффициент усиления УРЧ и чувствительности приемника

4.2 Расчет элементов цепей питания

4.3 Расчет характеристик избирательности преселектора

5. Расчет преобразователя частоты

5.1 Схема преобразователя частоты

5.2 Расчет подключения нагрузки к преобразователю частоты

6. Расчет гетеродина

6.1 Расчет сопряжения настроек гетеродина и преселектора

6.1.1 Задачи расчета

6.1.2 Выбор числа точек точного сопряжения

6.1.3 Определение структуры контура гетеродина и расчет его параметров

6.1.4 Расчет индуктивности контура гетеродина

6.2 Расчет автогенератора на транзисторах ИМС К174ПС1

7. Расчет детектора ЧМ сигнала

8. Расчет тракта промежуточной частоты

8.1 Выбор структуры УПЧ

8.2 Расчет каскада УПЧ с резистивной нагрузкой

8.3 Расчет общих характеристик тракта УПЧ

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Введение

В данной дипломной работе будет спроектировано радиоприемное устройство сигналов с частотной модуляцией.

Радиоприемник (радиоприемное устройство) - это комплекс электрических цепей, функциональных блоков, предназначенный для улавливания распространяющихся в открытом пространстве электромагнитных колебаний искусственного или естественного происхождения в радиочастотном диапазоне и оптическом диапазонах преобразования их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. Радиоприемные устройства являются важнейшими составными частями всех радиосистем, в том числе радиосвязи, радиовещания и телевидения, относящихся по информационному назначению к классу систем передачи информации из одних пунктов пространства в другие.

Дипломной проект выполняется по индивидуальному техническому заданию (ТЗ).

Задание на дипломное проектирование.

Спроектировать радиовещательный приемник сигналов с частотной модуляцией. Приемник стационарный с питанием от сети переменного тока напряжением 220 В.

1. Выбор приемника-прототипа

УКВ приемник на микросхеме К174ХА34.

Основой является однокристальный УКВ ЧМ приемник на микросхеме К174ХА34. Монтаж выполнен на простой печатной плате из двустороннего стеклотекстолита. Для удобства монтажа для микросхемы DA1 использована 16-контактная DIP-панель. В качестве DA2 применена импортная микросхема МС34119Р, но можно использовать и аналог К1436УН1. Элементы R1 R4, С1 С18, VT1 и DA1 размещены на печатной плате. Размер платы немного увеличен, чтобы разместить на ней переменный конденсатор С18, а также дополнительные элементы VT2 и УНЧ на микросхеме DA2. Нагрузкой микросхемы DA2 является телефон сопротивлением 16 Ом. Для повышения чувствительности в схеме использован УВЧ на транзисторе VT1. Прием ведется на штыревую телескопическую антенну WA1. Для настройки служит конденсатор переменной емкости С18. Для подавления сигналов с частотами ниже 60 МГц на входе УВЧ применен ВЧ фильтр C1L1C2. Выход микросхемы DA1 (контакты 14, 15) подключен к широкополосному усилителю на транзисторе VT2, после чего НЧ сигнал попадает на ФНЧ. Для минимизации шумов при приеме слабых сигналов на выходе усилителя на VT2 использован простейший пассивный фильтр низких частот (ФНЧ) на элементах R10C25 с частотой среза 70-80 кГц. После ФНЧ сигнал подается на УНЧ (DA2), включенный по типовой схеме для 16-омной нагрузки. Регулировать громкость можно резистором R9. Питание приемника осуществляется от источника напряжением 4,5-9 В. При максимальной громкости и напряжении 8 В устройство потребляет ток около 60 мА. Микросхема DA2 фирмы Motorola имеет широкий диапазон напряжения питания (2-16 В) и низкий ток потребления (3 мА при Uпит = 3 В). Выходная мощность не менее 55 мВт при нагрузке 16 Ом и Uпит. = 3 В. В режиме блокировки потребляемый микросхемой ток не превышает 65 мкА.

Благодаря наличию в микросхеме DA2 дифференциального входа ее можно включать как по типовой схеме инвертирующего усилителя, так и по схеме не инвертирующего с высоким входным сопротивлением (около 125 кОм). В этом случае коэффициент усиления около 50, а коэффициент гармоник не более 0,5%.

В схеме применены следующие детали. Микросхема DA1 типа К174ХА34, КР174ХА34, TDA7021. Микросхема DA2 - МС34П9Р, К 1436УН1. Транзисторы VT1 - KJ372, КТ368, VT2 - КТ3102, КТ342. Резисторы типа МЛТ, ОМЛТ, С2-13 мощностью 0,25-0,125 Вт, R11 - мощностью 0,5 Вт. Конденсаторы С12, С21-С23 типа КМ или К53, С19, С20/С27, С28 типа К50 или К53. Емкость конденсаторов С20/С27 и С28 - от 100 до 500 мкФ. Остальные конденсаторы типа КГ, КЛС, КМ или КЮ. Конденсатор С18 емкостью 10-150 пФ. Нижняя (по схеме) обкладка конденсатора (общая с С17) должна быть "корпусной". Переменный резистор R9 типа СП4-1. Катушки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,4 мм. и содержат: LI - 8-9 витков на каркасе 0 5,5 мм., L2 - 5-6 витков на каркасе 0 3,5 мм. для УКВ1 (66-74 МГц) или 4-5 витков для УКВ2 (88-108 МГц).

Сначала устанавливают режимы по постоянному току для усилителя ВЧ на VT1, проверяют напряжение но контакте 4 DA1, режим по постоянному току широкополосного усилителя на VT2. При максимальном напряжении источника питания 8-9 В на коллекторе VT1 должно быть 3-4 В, на выводе 4 микросхемы DA1 - максимум 6 В и на коллекторе VT2 3-4 В. Перед налаживанием к приемнику необходимо подключить отрезок провода длиной 1-2 м и процедуру отладки вести в режиме прямой видимости радиосигнала. Вставить DA1 и DA2 в панельки. Конденсатор С20 должен находится вблизи микросхемы DA2. Для наладки можно использовать осциллограф. Подключив щуп к "базе" или "коллектору" VT2, вращают конденсатор С18 ("настройка на станции") и пытаются настроиться на работающие станции, проверяя при этом на экране наличие амплитудных возмущений на осциллографе, появляющихся синхронно со звуковым сигналом радиостанции. Границы перестройки задают подбором номиналов С15, С16 и катушки L2. Настройка на радиостанции в FM-диапазоне (88-108 МГц) будет более простой, если использовать конденсатор С18 меньшей емкости (например, 10-60 пФ). Экранирование частей приемника выполняют тонкой медной или латунной фольгой. При этом экран катушки L2 - круглой формы площадью около 3 см, который одновременно "накрывает" L2 и рядом стоящие конденсаторы.

2. Эскизный расчет структурной схемы приемника

Типовая структурная схема современного приемника содержит основные узлы, изображенные на рисунке ниже. В результате эскизного расчета будут найдены величины коэффициентов передачи отдельных узлов и уровней напряжений на входе каждого из них.

Вх.У (входное устройство) - это цепь приемника, связывающая антенну с первым усилительным или преобразовательным прибором. Основным назначением ВхУ является передача полезного сигнала от антенны ко входу первого активного элемента приемника и предварительная фильтрация помех на частотах побочных каналов приема, а также интенсивных по уровню помех. Обычно ВхУ представляет собой пассивный четырехполюсник, содержащий один или несколько резонаторов, в частности колебательных контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала.

УРЧ (резонансный усилитель радиочастоты) - цепь, обеспечивающая заданную избирательность приемника по зеркальному каналу и по каналу промежуточной частоты, а также общую предварительную фильтрацию помех.

Пр.Ч (преобразователь частоты) - предназначен для переноса спектра радиосигнала из одной области радиочастотного диапазона в другую. Перенос спектра должен происходить без изменения вида и параметров модуляции. Преобразование частоты возможно в результате перемножения двух напряжений.

Одним из них является принятый сигнал, а вторым - напряжение вспомогательного генератора (гетеродина), формируемое в приемнике. При перемножении напряжений сигнала и гетеродина появляются комбинационные составляющие частот.

Одна из них выделяется фильтром и называется напряжением промежуточной частоты.

ФСИ (фильтр сосредоточенной избирательности) - обеспечивает избирательность тракта ПЧ. Выбор ФСИ производят исходя из требований ТЗ по ослаблению соседнего канала и выбранного значения полосы пропускания.

УПЧ (усилитель промежуточной частоты) - цепь, работающая на фиксированной частоте fn, обеспечивая усиление принимаемого сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы демодулятора. Аналоговый УПЧ представляет собой многокаскадный усилитель, содержащий частотно- избирательные цепи.

Д (детектор) - это устройство для создания напряжения, изменяющегося в соответствии с законом модуляции одного из параметров входного сигнала.

УЗЧ (усилитель звуковой частоты) - устройство, на вход которого поступает сигнал, в нем этот сигнал усиливается до необходимого уровня и после подается на акустическую систему (динамик).

Обоснование структурной схемы включает в себя:

- выбор значения промежуточной частоты, избирательных систем тракта ПЧ и преселектора;

- выбор элемента настройки и обоснование способа настройки;

- выбор детектора приемника;

- выбор активных приборов (АП) ВЧ тракта и проверку возможности удовлетворения требований ТЗ при выбранной элементной базе;

- выбор ИМС УЗЧ и типа динамической головки;

- выбор узлов схемы питания приемника.

2.1 Задачи расчета

В бытовой аппаратуре радиовещательных приемников ЧМ сигналов (диапазон УКВ) принято значение 10,7 МГц.

Выбор данного значения промежуточной частоты позволит использовать в тракте ПЧ интегральные фильтры сосредоточенной избирательности, выпускаемые промышленностью.

2.2 Выбор значения промежуточной частоты

Тракт промежуточной частоты играет основную роль в формировании резонансной характеристики и обеспечения требований по ослаблению соседнего канала. Полоса приёмника (ДFпр) приблизительно равна полосе пропускания тракта промежуточной частоты Fпр = 180 кГц.

В современных приемниках избирательность тракта ПЧ обеспечивается ФСИ. Выбор ФСИ производится исходя из требований ТЗ по ослаблению соседнего канала - уск = 34 и выбранного значения полосы пропускания приемника. ?fск = + -150kHZ.

Заданным требованиям лучше всего удовлетворяет пьезокерамический фильтр ФП1П-049.1.

Параметры этого фильтра:

Тип фильтра

Центральная частота полосы пропускания, МГц (f0)

Полоса пропускания на уровне 6 дБ, кГц

Относительное затухание при расстройте ±150 кГц, дБ

у, дБ

ФП1П-049.1

10.7

150-200

40

Выбранный фильтр обладает следующими параметрами:

- число полюсов: 8;

- коэффициент передачи на центральной частоте: Кр = -10 раз;

- входное сопротивление: Rвх = Ом;

- выходное сопротивление: Rвых = 330 Ом.

Коэффициент передачи напряжения ФСИ на центральной частоте:

Т. к., в качестве ФСИ мы выбрали пьезокерамический фильтр (ПКФ), то между преобразователем частоты и ФСИ необходимо поставить согласующий контур полосой пропускания:

Также помимо согласования выходной проводимости преобразователя с входной проводимостью фильтра он обеспечивает необходимое ослабление при больших отстройках.

Примем:

2.3 Выбор избирательной системы тракта ПЧ

Число избирательных систем преселектора в каждом диапазоне определяют исходя из заданного ослабления зеркального канала (узк), которое должно обеспечиваться на максимальной частоте диапазона (f0 = fМАКС), т. е., в “худшей точке”. Из условий ТЗ - ослабление помехи по зеркальному каналу не хуже 34 дБ, которое должно обеспечиваться на максимальной частоте диапазона (108 МГц). Задаемся значением конструктивной (максимальной реализуемой на данной частоте) добротности контура преселектора QК = 100.

Ориентировочное значение QК для диапазона УКВ - от 60 до 120.

Оцениваем значения добротности эквивалентного контура:

И его полосы пропускания:

Рассчитываем крутизну характеристики избирательности преселектора (в децибелах на декаду).

При которой будет обеспечено выполнение требований ТЗ по ослаблению зеркального канала:

Где:

3дБ - ослабление на границах полосы пропускания.

Рассчитываем число колебательных контуров преселектора:

Где:

- round - означает округление аргумента до ближайшего целого, превышающего аргумент;

20 дБ/дек - крутизна характеристики избирательности одного колебательного контура за пределами полосы пропускания.

mПРЕС = 1 преселектор содержит одноконтурное входное устройство, а УРЧ может отсутствовать.

При отсутствии УРЧ, однако, могут быть не выполнены требования ТЗ по чувствительности.

Приняв решение о числе колебательных контуров преселектора и значении их добротности, проверяем выполнение требования ТЗ по ослаблению помехи с частотой, равной промежуточной (fПЧ), на частоте диапазона (f0), ближайшей к fПЧ:

Где:

Таким образом, видим, что избирательности преселектора достаточно для ослабления помехи с частотой (59 дБ > 38 дБ), тут не требуется включения в устройстве дополнительного фильтра, настроенного на fпч, либо использования компенсационной схемы преобразователя частоты.

2.4 Определение числа и типа избирательных систем преселектор

Рассчитаем коэффициент перекрытия по частоте проектируемого приемника:

В реальном контуре параллельно конденсатору настройки всегда есть некая суммарная емкость С0, состоящая из паразитных емкостей схемы и, возможно, емкости конденсатора, таким образом максимальный коэффициент перекрытия:

Выберем в качестве элемента настройки для работы в диапазоне УКВ варикап - КВ109А.

По характеристике выбранного варикапа следует определяем пределы изменения емкости настройки:

- CН МИН;

- CН МАКС.

И соответствующие пределы изменения управляющего напряжения UУ МАКС, UУ МИН.

ип диода

Кол-во диодов в комплекте

Св

Iобр

КС

Св/Св

Св

Iобр

мин

макс

мин

макс

мин

макс

макс

макс

2В141А6

1, 3, 4

3.4

6.6

300

0,5

4,0

3

8х10Е-4

0,3

2.5 Выбор способа и элемента настройки

Для детектирования ЧМ сигнала будем использовать микросхему К174УР3 Uвх д = 1 мВ.

2.6 Выбор активных приборов ВЧ тракта и распределение усиления по каскадам

2.6.1 Определение требуемого усиления ВЧ тракта

Исходными величинами для расчета требуемого коэффициента усиления ВЧ тракта являются заданное в ТЗ значение чувствительности по напряжению UА0 = 30 [мкВ] и выбранное напряжение на входе детектора UВХ Д = 0.5.

С учетом производственного разброса параметров и старения элементов необходимо обеспечить:

Каскады ВЧ тракта (ВхУ, УРЧ, ПрЧ, ФСИ, УПЧ) должны в совокупности обеспечить усиление не менее K0 ТРЕБ, то есть необходимо иметь:

2.6.2 Оценка коэффициента передачи входного устройства

Значение К0ВХ существенно зависит от типа первого активного прибора (АП1). При использовании биполярного транзистора колебательный контур входного устройства подключается к входу транзистора частично с коэффициентом включения 0,1…0,3.

Выполним каскад на транзисторе КТ368. Так как параметры транзистора КТ368 задают K0 УРЧ < 3, а, следовательно, усиление УРЧ недостаточно и пренебречь вкладом шумов последующих каскадов в общий уровень шума приемника нельзя.

Ориентировочное значение К0вх для УКВ диапазона: 1,0…2,0. Для нашего входного устройства Ko вх = 1.

2.6.3 Выбор активного прибора УРЧ и оценка коэффициента передачи УРЧ

Рассмотрим возможность построения УРЧ как на биполярном, так и на полевом транзисторе и, сравнив их свойства, выберем оптимальный вариант.

Конкретный тип транзистора УРЧ выбирают из следующих соображений:

1) В пределах диапазона рабочих частот модуль проводимости прямой передачи (y21) должен оставаться приблизительно постоянным.

2) Коэффициент шума транзистора должен быть по возможности малым.

3) Коэффициент устойчивого усиления на высшей рабочей частоте (K0 УСТ) и предельный коэффициент усиления (K0 ПРЕД), желательно иметь как можно больше.

Рассмотрим каскад на полевом транзисторе КП307 - это кремниевый планарно-эпитаксиальный полевой транзистор с диффузионным затвором и каналом n-типа.

Проводимость прямой передачи 21 при:

Итак:

- проходная емкость C12 - не более 1.5 пФ;

- входная C11 и выходная C22 емкости - не более 5 пФ;

- выходная проводимость g22 - не более 200 мкСм;

- входная проводимость g11 - не более 0.1 мкСм;

- коэффициент шума KШ при 1.0 мкСм - не более 6 дБ.

Рассмотрим каскад на биполярном транзисторе КТ368 типа n-p-n в схеме с общим эмиттером:

- проводимость прямой передачи y21 при 30 мСм;

- проходная емкость C12 - 0.9 пФ, входная емкость 10 пФ;

- выходная емкость C22 - 2 пФ, сопротивление базы - 40 Ом;

- выходная проводимость 28 мкСм, входная проводимость 0.92 мСм;

- коэффициент шума KШ при 0.5 мкСм - не более 3 дБ.

Таким образом, учитывая меньший коэффициент шума и большие коэффициенты усиления (устойчивого усиления и предельный), выбираем в качестве активного прибора УРЧ биполярный транзистор КТ368.

Во избежание перегрузки преобразователя частоты принимаем во внимание K0УРЧ = 4.

2.6.4 Выбор активного прибора и оценка коэффициента передачи ПрЧ

Преобразователь частоты построим на ИМС.

Лучшей из отечественных ИМС для построения преобразователя частоты является ИМС К174ПС1. Выполним дифференциальный усилительный каскад с резонансной нагрузкой и ручной регулировки коэффициента усиления. Для этого построим схему принципиальной электрической ИМ К174ПС1.

Примем коэффициент передачи преобразователя частоты для диапазона УКВ равным К0пр = 5.

2.6.5 Определение структуры тракта УПЧ

В приемниках ЧМ сигналов с детектором на ИМС требуемое усиление каскадов УПЧ обеспечим с помощью использования одного-двух каскадов на БТ с резистивной нагрузкой. Усиление каждого каскада при fПЧ = 10.7 МГц можно принять равным K0 УПЧ i = 7...9. Требуемое усиление тракта УПЧ. Уточним реализуемый коэффициент:

Усиления высокочастотного тракта в целом:

- что достаточно использовать всего один каскад УПЧ.

2.6.6 Проверка реализации требуемого отношения сигнал/шум на выходе приемника

Т. к., усиление УРЧ достаточно (K0 УРЧ > 3), то можно пренебречь вкладом шумов последующих каскадов в общий уровень шума приемника. Определим коэффициент шума первого активного прибора (АП1 КТ368):

Рассчитаем напряжение шума приемника, приведенное ко входу АП1:

Определяем соотношение сигнал/шум на входе приемника при уровне сигнала равном чувствительности:

Вычисляем отношение сигнал/шум на выходе приемника:

Где:

fн - нормальная девиация сигнала (fн = 15 кГц);

Fнч - граничная частота эквивалентной шумовой полосы последетекторного тракта, определяется в основном корректирующей цепью, включаемой после ЧД для компенсации пред искажений.

В радиовещании корректирующая цепь представляет собой однозвенный ФНЧ с постоянной времени кц = 50 мкс.

Переведем в дБ:

Определим Uш пр доп при этом полагая:

Так как:

- расчет не удовлетворяет требованиям задания, значит, мы примем ВХ(ТЗ) = 5.

2.6.7 Выбор ИМС УЗЧ, динамической головки и узлов блока питания

Динамическая головка проектируемого приемника выбирается из условия обеспечения номинальной выходной мощности и заданного диапазона воспроизводимых частот.

В качестве УЗЧ выберем ИМС отечественного производства К174УН7. Она имеет следующие параметры:

- выходная мощность: ? 1 Вт;

- входное сопротивление: ?10 кОм;

- номинальное напряжение питания: 9 ± 0,9В;

- коэффициент гармоник при Uвых = 2В и частоте 1кГц: 2%.

Динамическая головка Vifa BC25TG15-04, отражена в таблице ниже.

Высокочастотная динамическая головка, с ферритовой магнитной системой, тканным куполом, высокой чувствительностью, резонансной частотой 1130 Гц, большой звуковой катушкой (25 мм.) способная выдержать максимальную длительную мощность в 50 Ватт, пиковую мощность 100 Ватт.

Питание по ТЗ от сети переменного тока. Для эскизного проектирования узлов блока питания следует оценить потребляемый каскадами приемника ток, выбрать напряжение питания.

При питании от сети переменного тока необходимо выбираем диодный мост КЦ407А и ИМС стабилизатора напряжения К142ЕН8А.

Динамическая головка проектируемого приемника 2ГД37 выбрана из условия обеспечения номинальной выходной мощности и заданного диапазона воспроизводимых частот:

- Pвых макс = 1 Вт;

- f = 120Гц…12кГц.

3. Расчет входных устройств

3.1 Расчет контуров преселектора

3.1.1 Выбор схемы контура

Определяем номинальный коэффициент перекрытия диапазона в соответствии с заданием:

При любом К и электронной настройке, диапазон нерастянутый, схема контура выглядит следующим образом:

На схеме использованы следующие обозначения:

Lk - индуктивность катушки контура;

Cн - элемент настройки (варикап);

CL - собственная емкость катушки;

CM - емкость монтажа.

C0 = CL + CM

Для гарантированной настройки на краях диапазона определяем расчетные частоты с запасом по перекрытию д = 0,02:

Определяем фактический коэффициент перекрытия:

И среднюю расчетную частоту:

При электронной настройке в УКВ отдельным варикапом его емкость Сн мин. выбирают минимально возможной.

Тут Сн макс., определяют из:

3.1.2 Расчет емкостей контура растянутого диапазона

Определяем индуктивность контура:

На расчетных частотах определяем проводимость и полосу пропускания контура.

Проводится расчет емкостей контура растянутого диапазона по следующим формулам:

Полученные значения gk, Qk, ДFk являются конструктивными параметрами колебательного контура, т. е., «чистого» контура без учета влияния подключаемых к контуру внешних цепей.

Это влияние будет учтено далее при расчете входного устройства и УРЧ в параметрах эквивалентного колебательного контура.

3.2 Выбор схемы входного устройства

Выбрать схему входного устройства означает выбрать вид связей контура с антенной и АП1. Вид связи влияет на неравномерность резонансного коэффициента передачи в пределах диапазона. Величина связи (значения pa и p1) влияет на значение Kовх, т. е., на чувствительность приемника. При выборе вида связи необходимо учитывать также частотные зависимости проводимости антенной цепи 1/Zац и проводимости эквивалентного колебательного контура gкэ.

Частотная зависимость проводимости антенной цепи определяется типом антенны и видом связи контура с антенной.

Зависимость gкэ от частоты:

Связь контура может быть трансформаторной, автотрансформаторной либо внутри емкостной. Выбираем трансформаторную:

При трансформаторной связи Mкт - взаимная индуктивность между Lк и Lкт. При этом:

Связь контура с антенной может быть трансформаторной (автотрансформаторной), либо внешне емкостной. Выбираем трансформаторную:

При трансформаторной (автотрансформаторной) связи с антенной для pа, можно написать выражения аналогичные р1, из которых следует, что в этом случае ра от частоты не зависит.

3.2.1 Расчет схемы входного устройства

Исходные данные для настроенной антенны 50 Ом:

- КТ368;

- Yвх - входная проводимость АП1.

Где:

ДCвх - разброс входной емкости АП1.

Принимаем ДCвх = 0,3Cвх:

Так как:

gгопт = 0,5 мСм -оптимальное с точки зрения Kш.

Входная емкость приемника Cвхпр = 2пФ.

Значение коэффициента расширения полосы пропускания:

3.2.2 Определение элементов связи контура с АП1

Расчет начинаем с определения допустимого значения коэффициента включения p1 в наихудших условиях. При трансформаторной связи его определяют на fомакс.

Рассчитываем допустимые значения p1 исходя из условий:

- получения максимального коэффициента передачи при заданном расширении полосы:

- смещения частоты настройки входного контура не более чем на половину полосы пропускания:

Из полученных значений выбираем наименьшее и обозначаем p1 = 0,139. Связь трансформаторная. Определяем значение индуктивности связи:

Где:

kM = 0.2 - коэффициент магнитной связи между катушками.

3.2.3 Определение элементов связи контура с антенной при ZА = RА

Связь с антенной трансформаторная.

Рассчитываем коэффициент включения контура в антенную цепь исходя из заданного расширения полосы:

- полученное значение реализуемо.

3.2.4 Расчет результирующих характеристик одноконтурного входного устройства

Рассчитываем модуль полного сопротивления антенной цепи Zац и активную составляющую проводимости антенной цепи gац.

Рассчитаем:

- антенную цепь, включенную параллельно контуру;

- трансформаторная связь с антенной;

- показатели для ZА = RА.

Получаем:

Рассчитаем:

- проводимость эквивалентного контура:

- коэффициент расширения полосы пропускания:

- добротность эквивалентного контура:

При учете:

- проводимость эквивалентного генератора.

- полосу пропускания входного устройства.

- резонансный коэффициент передачи входного устройства.

- неравномерность коэффициента передачи в пределах диапазона

Результаты расчета сводим в таблицу ниже.

f, МГц

Параметры

p1

gк мСм

gкэ мСм

D

Qкэ

gг мСм

ДFвх кГц

Kовх

fомин = 87.5

0,046

0,139

0.106

0.14

1,3

74.6

6,4

1230

0,58

fоср = 97.75

0,046

0,139

0.095

0.13

1, 38

72.5

5,8

1230

0,59

fомакс = 108

0,046

0,139

0.086

0.11

1,37

73

5,2

1500

0,61

4. Расчет УРЧ и общих характеристик преселектора

Выше представлена схема резонансного усилительного каскада на биполярном транзисторе КТ368. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером.

Сигнал поступает на базу транзистора от контура входного устройства с коэффициентом включения p1. Проводимость, которую транзистор «видит» со стороны источника сигнала - gГ.

Эти параметры известны из расчета входного устройства. Колебательный контур в нагрузке транзистора выполнен по схеме колебательного контура входного устройства, перестраивается в том же диапазоне, частот и имеет те же параметры LK, QK, CK МИН, CK МАКС, gK. Исходные данные для расчета:

y21 = 30 мСм - модуль проводимости прямой передачи;

С12 = 0,9 пФ - проходная емкость транзистора;

gВХ 0,92 мСм - вещественная составляющая входной проводимости;

gВЫХ 28 мкСм - вещественная составляющая выходной проводимости;

СВХ = 2 пФ - входная и выходная емкости;

СВХ = 3 пФ, так же как и СВЫХ = 0,6 пФ - возможное отклонение входной (выходной) емкости от заданного значения;

I0 = 1 мА - значение постоянной составляющей тока транзистора.

Следующим каскадом является преобразователь частоты. Для расчета УРЧ необходимы его параметры:

gВХ = 1,7 мСм - вещественная составляющая входной проводимости;

СВХ = 20 пФ - входная емкость;

СВХ = 6 пФ - возможное отклонение СВХ СЛ от заданного значения;

KШ 7 дБ - коэффициент шума.

Расчет УРЧ состоит из расчета характеристик каскада для усиливаемого сигнала и расчета элементов цепи питания.

4.1 Расчет резонансного коэффициент усиления УРЧ и чувствительности приемника

Расчет производится на тех же частотах настройки, что и расчет входного устройства. Резонансный усилитель, работающий в диапазоне частот, имеет коэффициент усиления, зависящий от частоты настройки. K0 УРЧ на верхней частоте диапазона имеет наибольшее значение.

Влияние внешних цепей на параметры колебательного контура будет наибольшим также на верхней частоте, поэтому коэффициенты включения (трансформации) p2 и p1 СЛ выбирают, исходя из допустимого влияния внешних цепей на параметры колебательного контура, на максимальной частоте. В пределах рассчитываемого диапазона p2 и p1 СЛ от частоты не зависят. Рассчитываем значение p2:

- из условия допустимого расширения полосы пропускания D = 1.37:

- из условия допустимого влияния внутренней обратной связи на устойчивость работы УРЧ:

- из условия контура не более, чем на половину полосы пропускания за счет подключения к нему СВЫХ:

Из трех полученных значений выбираем меньшее: p2 = 0,1.

Рассчитываем значение p1 СЛ:

- из условия допустимого расширения полосы пропускания:

- из условия допустимой контура:

Из двух полученных значений выбираем меньшее:

p1 СЛ = 0,137.

Рассчитываем значение индуктивностей катушек связи:

Где:

k = 0,3 - коэффициент магнитной связи между катушками при однослойной намотке.

Так как Lсв1 и Lсв2 не превышают основных показателей, значит, возможно использование и трансформаторной и автотрансформаторной связи контура с соответствующей цепью.

Используем трансформаторную связь. Так как значения индуктивности связи менее 0,05 мкГн, принимаем Lсв = 0,05 мкГн и рассчитываем коэффициент магнитной связи:

Рассчитываем параметры УРЧ на крайних и средней частоте диапазона.

Расчету подлежат:

- резонансная проводимость колебательного контура:

- резонансная проводимость эквивалентного контура:

- эквивалентная добротность контура:

- полоса пропускания каскада:

- резонансный коэффициент усиления:

Результаты расчета сводим в таблицу ниже.

f, МГц

gк, мСм

gкэ, мСм

Qкэ

ДFУРЧ, МГц

KОУРЧ

fомин = 87.5

0,13

0,13

76.8

1.1

2.9

fоср = 97.75

0,08

0,11

74.6

1.3

3.2

fомакс = 108

0,09

0,12

72.8

1.4

3.4

Слишком низкий Kо урч (по предварительному расчету Ко урч = 5,36), для того, чтобы его повысить, увеличиваем y21 до 45 мСм, то есть Iк = 1.5 мА. Таким образом, так как Ко урч прямо пропорционален у21, получим нижеследующую таблицу.

f, МГц

gк, мСм

gкэ, мСм

Qкэ

ДFУРЧ, МГц

KОУРЧ

fомин = 87.5

0,13

0,13

76.8

1.1

4.4

fоср = 97.75

0,08

0,11

74.6

1.3

4.8

fомакс = 108

0,09

0,12

72.8

1.4

5.2

Рассчитываем получающееся в результате значение чувствительности приемника при заданном в ТЗ отношении сигнал/шум на выходе и стандартном испытательном сигнале.

Квадрат напряжения шума АП1, приведенное к его входу:

Рассчитываем квадрат напряжения шума, создаваемого преобразователем частоты на его входе:

Рассчитываем суммарное напряжение шума на входе АП1:

Рассчитываем наихудшее в диапазоне (номинальное) значение чувствительности приемника:

Полученной значение чувствительности удовлетворяет требованию ТЗ.

4.2 Расчет элементов цепей питания

Исходной величиной для расчета является значение постоянной составляющей тока. Можно считать:

Напряжение между коллектором и эмиттером справочные данные, оно слабо влияет на параметры транзистора. Напряжение между базой и эмиттером можно принять равным 0,6В - сопротивление резистора, оптимальное с точки зрения температурной стабильности.

По таблице номинальных значений выбираем сопротивление резистора, включенного в схему: 2200 Ом, и рассчитываем:

- в цепь питания правее Сбл включаем дополнительный резистор с сопротивлением:

Задаемся значением тока делителя:

Рассчитываем напряжение между базой и корпусом:

И значения сопротивлений:

Подбираем по таблице номинальных значений ближайшие к рассчитанным:

Определяем вещественную составляющую входной проводимости каскада УРЧ с учетом сопротивлений делителя:

Во избежание отрицательной обратной связи по переменному току выбираем значение емкости Сэ, параллельной R, из условия:

Емкость разделительного конденсатора выбираем из условия:

Емкость блокировочного конденсатора в цепи питания Cбл выбирают не менее 10нФ при усилении сигналов диапазона УКВ.

С целью унификации элементов:

4.3 Расчет характеристик избирательности преселектора

На крайних частотах диапазона fМИН и fМАКС рассчитываем и строим характеристики избирательности преселектора:

Где:

ВХ и УРЧ, соответственно, характеристики избирательности входного устройства и УРЧ, рассчитываемые следующим образом:

Где:

f0 - частота настройки;

f - текущее значение частоты.

Получаем:

Полоса пропускания преселектора на уровне:

- 3 дБ;

- ДF ? 700кГц.

Ослабление соседнего канала:

- ДfСК = ± 150 кГц;

- уПРЕССК ? 0,1 дБ.

Полоса пропускания преселектора на уровне:

- 3 дБ;

- ДF ? 1200 кГц.

Ослабление соседнего канала:

- ДfСК = ± 150 кГц;

- уПРЕССК ? 0,1 дБ.

На fМИН = 87.5 МГц, как и fМАКС = 108МГц - мы рассчитываем ослабление в ВхУ, УРЧ и при селекторе в целом помехи с частотой зеркального канала, с промежуточной частотой и с частотой соседнего канала.

Для этого используем следующие выражения:

При определении узк:

При определении упч:

Так же:

При определении ускУРЧ:

Значение характеристик избирательности на средней частоте диапазона рассчитаем в таблице ниже.

87.5

ЗК

fЗК = f0 + 2fПЧ

30.6

30.3

60.9

ПЧ

fПЧ = 10,7

57.7

55.5

113

СК

fСК = 64,68МГц + 150КГц

0,291

0,27

0.566

СК

fСК = 64,68МГц -150КГц

0,292

0,27

0.568

108

ЗК

fЗК = f0 + 2fПЧ

30.6

28.4

59.4

ПЧ

fПЧ = 10,7

57

57

114

СК

fСК = 75,48МГц + 150КГц

0,17

0,17

0,34

СК

fСК = 75,48МГц -150КГц

0,17

0,17

0,35

Из полученных данных можно сделать вывод, что преселектор не подавляет помеху с частотами соседнего и зеркального каналов. Для ее подавления будем использовать ФСИ в преобразователе частоты.

На расчетных частотах диапазона вычисляем коэффициент передачи преселектора для сигнала и каждой из помех, определяющих заданный параметр нелинейности приемника:

Где:

УРЧ и ВХ - ослабление помехи в УРЧ и ВхУ соответственно.

5. Расчет преобразователя частоты

5.1 Схема преобразователя частоты

При симметричном подключении контура к выходу ИМС - спектр выходного тока соответствует кольцевой схеме:

Преобразователь частоты реализуем на микросхеме К174ПС1.ИМС позволяет реализовать разнообразные варианты построения ПрЧ, отличающиеся способом подключения нагрузки, видами связей с предшествующим УРЧ и с цепями гетеродина.

Так как связь с контурами трансформаторная реализуем схему с симметричным подключением входов ИМС к выходам УРЧ и гетеродина.

Нагрузкой ПрЧ является ФСИ, подключаемый через согласующий контур Lк, Ск.

5.2 Расчет подключения нагрузки к преобразователю частоты

Задачей расчета является определение параметров элементов согласующего контура и коэффициента его включения pФ во входную цепь ФСИ.

Исходными данными для расчета являются:

- значение промежуточной частоты приемника, fПЧ = 10,7 МГц;

- полоса пропускания ФСИ, ДFФ = 180 кГц;

- входная проводимость ФСИ, gВХ Ф = 0,33 См;

- конструктивная добротность катушки СК на fПЧ, QK = 150;

- крутизна преобразования ИМС, y21 ПР = 15 мСм;

- выходная проводимость ИМС на fПЧ, gВЫХ = 6 мкСм.

Полоса пропускания согласующего контура выбирается существенно больше, чем полоса пропускания ФСИ, чтобы избежать влияния согласующего контура на полосу пропускания тракта ПЧ. Выбираем:

Рассчитываем требуемое значение добротности эквивалентного контура:

Задаемся стандартным значением емкости конденсатора контура:

- C1 = 100 пФ;

- См = 2 пФ.

Рассчитываем емкость CК контура с учетом емкости монтажа:

- CМ = 2 пФ и выходной емкости ИМС:

И индуктивность контура:

Конструктивная добротность контура = 100.

Вычисляем проводимости ненагруженного и нагруженного (эквивалентного) контура:

И сопротивление шунтирующего резистора:

Определяем коэффициент включения согласующего контура во входную цепь ФСИ, при котором обеспечивается согласование ФСИ на его входе:

Рассчитываем индуктивность катушки связи:

Где:

k - коэффициент магнитной связи, для однослойных катушек с ферритовым сердечником при fпч = 10,7 МГц.

Определяем коэффициент усиления преобразователя частоты:

На расчетных частотах диапазона рассчитываем напряжение сигнала на входе УПЧ:

Рассчитываем суммарное ослабление соседнего канала ФСИ:

Требования задания ослабления помехи по соседнему каналу (не хуже 34 дБ) выполнены.

6. Расчет гетеродина

6.1 Расчет сопряжения настроек гетеродина и преселектора

6.1.1 Задачи расчета

Параметры элементов колебательного контура гетеродина при известных параметрах контура преселектора выбирают из соображений обеспечения сопряжения настроек гетеродина и преселектора с допустимой погрешностью. Контур гетеродина перестраивается в диапазоне частот от:

Контур гетеродина имеет коэффициент перекрытия по частоте:

- отличающийся от коэффициента перекрытия по частоте контура преселектора.

- что и вызывает погрешность сопряжения при одно ручечной настройке. Погрешность сопряжения определяется выражением:

Где:

f0прес - частота настройки преселектора, изменяющаяся от f мин. до f макс.

Значительная погрешность сопряжения приводит к различию частот настройки преселектора и приемника в целом, в результате чего ухудшается чувствительность и избирательность приемного тракта в целом.

Задача состоит в определении числа и частот точного сопряжения, максимальной в диапазоне частот погрешности сопряжения, структуры и параметров контура гетеродина.

6.1.2 Выбор числа точек точного сопряжения

Число точек точного сопряжения определяется значением коэффициента перекрытия по частоте рассчитываемого диапазона Kд:

При условии равенства абсолютных погрешностей сопряжения в худших точках диапазона максимальная относительная погрешность сопряжения рассчитывается следующим образом:

Полученное значение дfсопрмакс не превышает допустимого:

6.1.3 Определение структуры контура гетеродина и расчет его параметров

В случае сопряжения в двух точках структура контура гетеродина совпадает со структурой контура преселектора, но ёмкости следует рассчитать. В случае простого контура рассчитывают:

Получаем:

При:

В процессе налаживания приемника с помощью варикапа и подвижного сердечника катушки гетеродина добиваются, чтобы при максимальных уровнях управляющего напряжения приемник был настроен на минимальную и максимальные частоты, соответственно:

После этого с помощью варикапа и подвижного сердечника катушки преселектора добиваются точного сопряжения на частотах f1 и f2.

6.1.4 Расчет индуктивности контура гетеродина

Рассчитаем индуктивность контура гетеродина:

6.2 Расчет автогенератора на транзисторах ИМС К174ПС1

При построении преобразователя частоты с совмещенным гетеродином контур гетеродина к транзисторам ИМС может быть подключен в соответствии со схемой.

Задача расчета - определение коэффициентов включения рэ и рб, индуктивностей катушек связи LЭ и Lб, обеспечивающих режим авто генерации (вместо КПЕ - варикап).

У транзисторов ИМС значение тока при отсутствии генерации ориентировочно Iэ - 0,5 мА. Выбираем амплитуду первой гармоники тока транзисторов гетеродина, исходя из условия 0,8 мА.

Выбираем амплитуду напряжения на контуре гетеродина из условия уменьшения наводок на другие каскады приемника и паразитного излучения 1,5 В.

Задаемся значением конструктивной добротности Qкг = 130 контура гетеродина и рассчитываем резонансное сопротивление контура гетеродина на минимальной частоте:

Определяем коэффициент включения контура гетеродина в цепь эмиттеров транзисторов ИМС с учетом шунтирующего действия резисторов:

Рассчитываем коэффициент включения контура между базами транзисторов из условия обеспечения устойчивой работы генератора:

Определяем индуктивности катушек связи:

7. Расчет детектора ЧМ сигнала

Исходными данными для расчета детектора являются:

- значение промежуточной частоты fПЧ = 10,7 МГц;

- нижняя и верхняя частоты модуляции: FН = 175Гц, так же как и FВ = 12000Гц;

- допустимые амплитудные искажения на нижних и верхних частотах модуляции МВ = 1,1;

- входное сопротивление RВХ УЗЧ = 50кОм и емкость микросхемы УЗЧCВХ УЗЧ = 20 пФ.

Дfmax = 50кГц - девиация частоты.

Индекс модуляции:

Полоса частот принимаемого сигнала:

Типовая структура ИМС, выполняющих функции ЧД (в нашем случае К174УР3) включает в себя несколько каскадов усилителя - ограничителя, аналоговый множитель и каскад УЗЧ.

Работа ЧД основана на преобразовании частотно - модулированного колебания (ЧМК) в колебание с частотно - фазовой модуляцией (ЧФМК) и последующего фазового детектирования путем перемножения принятого и преобразованного колебаний. Роль преобразователя ЧМК в ЧФМК выполняет параллельный фазосдвигающий контур LкC1 и два конденсатора малой емкости С, обеспечивающие начальный фазовый сдвиг между U1 и U2, равный 2.

Контур настроен на промежуточную частоту fпч. Его ФЧХ вблизи резонансной частоты практически линейна. Для получения требуемой полосы пропускания контур зашунтирован резистором Rш.

При параллельном фазосдвигающем контуре, частота настройки:

Основной задачей расчета ЧД является определение параметров элементов фазосдвигающей цепи. Ниже приведен расчет для параллельного колебательного контура.

Задаемся требуемым значением полосы пропускания эквивалентного контура:

Учитывая, что при увеличении значения Fкэ снижаются нелинейные искажения сигнала.

Но, при этом, одновременно происходит уменьшение крутизны детекторной характеристики.

Затем определяем требуемое значение добротности эквивалентного контура:

Выбираем емкость конденсатора С1. Так как fпч = 10.7 МГц емкость конденсатора выберем 400 пФ. С учетом влияния емкости монтажа и входной емкости ИМС, принимаем значение емкости контура Ск на 10 пФ больше емкости конденсатора С1. Рассчитаем индуктивность контура Lк:

Задавшись конструктивной добротностью контура Qк = 90, рассчитываем проводимости:

Определим сопротивление шунтирующего резистора:

Где:

gвх - проводимость ИМС со входа, к которым подключен фазосдвигающий контур. Ее значение приблизительно 3*10-5 См.

Из таблицы номинальных значений сопротивлений резисторов возьмем Rш = 1 кОм. Выберем значение емкостей последовательных конденсаторов:

Из таблицы номинальных значений емкостей конденсаторов выбираем С = 3.9 пФ

Рассчитываем параметры цепи коррекции пред искажений (Rкц, Скц). Примем сопротивление Rкц = 0,07Rвх узч. = 3.5кОм. Зададимся Rвх узч = 50 кОм. Определим Скц:

Где:

кц = 50 мкс - значение постоянной времени корректирующей цепи в системах радиовещания.

Из таблицы номинальных значений емкостей конденсаторов выбираем Скц = 15нФ. На выходе ИМС помимо низкочастотного сигнала присутствует постоянное напряжение приблизительно равное половине напряжения питания, поэтому потенциометр регулятора громкости R2 подключают через разделительный конденсатор Cр1.

Между потенциометром и входом ИМС УЗЧ необходим еще один разделительный конденсатор Ср2. Задаемся сопротивлением R2 = 0.3Rвх узч. Рассчитаем Ср1 и Ср2, получаем: R2 = 15 кОм.

Из таблицы номинальных значений емкостей конденсаторов выбираем:

Из таблицы номинальных значений емкостей конденсаторов выбираем:

- Ср1 = 0.1мкФ;

- Ср2 = 33 нФ.

Входная проводимость детектора равна входной проводимости ИМС.

Rвх д = 3 кОм, тогда:

Из справочных данных на ИМС К174УР3 определяем значение напряжения звуковой частоты на выходе ЧД (Uвых чд):

- Uвых чд = 150 мВ;

- Uвх чд = 1 мВ.

Далее:

Высокочастотная динамическая головка, с феритовой магнитной системой, тканным куполом, высокой чувствительностью, резонансной частотой 1130 Гц, большой звуковой катушкой (25 мм.) способная выдержать максимальную длительную мощность в 50 Ватт, пиковую мощность 100 Ватт

8. Расчет тракта промежуточной частоты

8.1 Выбор структуры УПЧ

Основной целью расчета каскадов является определение параметров нагрузки, при которых обеспечивается требуемое усиление каскада. Для каскада с резистивной нагрузкой - это сопротивление нагрузочного резистора (Rк). Расчет каскадов проводим с использованием параметров выбранного ранее активного прибора - транзистора. При расчете учитывается, что к выходу рассчитываемого каскада подключен вход следующего, характеризуемый проводимостью g вх.сл и емкостью C вх.сл. Для последнего каскада УПЧ:

8.2 Расчет каскада УПЧ с резистивной нагрузкой

Определяем суммарную выходную емкость каскада:

Где:

Свых - выходная емкость активного прибора данного каскада;

См - емкость монтажа;

Свх сл - входная емкость следующего каскада (детектор).

Оценим значение проводимости нагрузки, при которой влияние Со незначительно и можно считать, что каскад работает в области средних частот:

Рассчитаем сопротивление резистора Rк:

Из таблицы номинальных значений сопротивлений резисторов Rк = 330 Ом.

Определим коэффициент усиления каскада:

- результирующее значение превышает значение полученное в расчете структурной схемы. Понизим y21 до 10 мСм:

Проведем расчет элементов, определяющих режим работы по постоянному току, разделительных и блокировочных конденсаторов:

Исходной величиной для расчета является значение постоянной составляющей тока.

Сопротивление резистора Rэ = 3000 Ом является оптимальным с точки зрения температурной стабильности.

Выберем сопротивление резистора Rэ = 3000 Ом, при этом Iэ = 0.3 мА.

Рассчитаем крутизну транзистора:

- в цепь питания правее Сбл включаем дополнительный резистор с сопротивлением:

Рассчитываем напряжение между базой и корпусом:

И значения сопротивлений:

Определяем:

- вещественную составляющую входной проводимости каскада;

- параметры УПЧ с учетом сопротивлений делителя.

8.3 Расчет общих характеристик тракта УПЧ

После того, как каскад УПЧ рассчитан, обеспечиваем согласование входной проводимости тракта УПЧ с выходной проводимостью ФСИ.

Этот трансформатор выполняем на ферритовом кольце.

Коэффициент усиления тракта УПЧ.

Напряжение на входе детектора:

Убеждаемся, что оно незначительно отличается от принятого при расчете структурной схемы.

Заключение

В данной дипломной работе было спроектировано радиоприемное устройство сигналов с частотной модуляцией.

В ходе работы были закреплены знания по курсам «Радиоприемные устройства» и «Основы схемотехники».

Сложность и многообразие современной техники делают обязательным условием усвоения данных диплома.

При проектировании проведена разработка модели приемника на стадии НИР, используя ИМС, серийно выпускаемой промышленностью. Кроме того, использованы следующие устройства: избирательность тракта ПЧ обеспечивается пьезокерамическим ФСИ ФП1П-049.1, который выбран исходя из требований ТЗ по ослаблению соседнего канала.

В качестве элемента настройки выбран варикап. УРЧ и УПЧ построены на дискретных биполярных транзисторах КТ368. Функции частотного детектора выполняет ИМС К174УР3, которая включает в себя несколько каскадов усилителя-ограничителя, аналоговый множитель и каскад УЗЧ. Номинальные значения сопротивлений и емкостей выбраны в соответствии со стандартными значениями.

Параметр

По ТЗ

Рассчитанное

Чувствительность при отношении С/Ш 26 дБ на выходе приемника не хуже

30мкВ

19.8мкВ

Ослабление помехи по соседнему каналу при расстройте + - 150 кГц не хуже

34дБ

40.4дБ

Ослабление помехи по зеркальному каналу не хуже

34дБ

60 дБ

Ослабление помехи по каналу ПЧ не хуже

38дБ

113 дБ

Начальный требуемый коэффициент передачи реализуемой коэффициент усиления высокочастотного тракта по данным:

Коэффициент передачи полученный в результате расчетов:

радиовещательный приемник связь

Список литературы

1. М.А. Кузнецов, Р.С. Сенина. Радиоприёмники АМ, ОМ, ЧМ сигналов: пособие по проектированию. 7-е изд. СПб, 2006.

2. Н.Н. Фомин, Н.Н. Буга, О.В. Головин. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов. - М., 2003.

Приложение 1

Приложение 2

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Структурная и принципиальная схемы приемника второй группы сложности. Расчет параметров входного устройства, усилителя радиочастоты, преселектора, гетеродина, элементов цепей питания, преобразователя частоты, автогенератора, диодного детектора АМ сигнала.

    курсовая работа [431,5 K], добавлен 05.08.2011

  • Эскизный расчет структурной схемы радиоприемного устройства. Расчет входной цепи, преобразователя частоты, гетеродина и блока питания радиоприемного устройства. Описание конструкции печатного узла. Алгоритм поиска неисправности усилителя радиочастоты.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.10.2017

  • Выбор и расчет блок-схемы приемника, полосы пропускания, промежуточной частоты. Выбор числа контуров преселектора. Определение необходимого числа каскадов усиления. Расчет детектора АМ диапазона, усилителя звуковой и промежуточной частоты, гетеродина.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.02.2012

  • Расчет структурной схемы приёмника АМ-сигналов ультракоротковолнового диапазона. Определение числа поддиапазонов. Расчет чувствительности приемника и усилителя радиочастоты. Выбор промежуточной частоты и схемы детектора, анализ структуры преселектора.

    курсовая работа [222,6 K], добавлен 12.12.2012

  • Выбор значения промежуточной частоты, избирательной системы тракта приемника, способа и элемента настройки, детектора сигнала и преобразователя частоты. Проверка реализации требуемого отношения сигнал/шум на выходе. Расчет каскадов заданного приемника.

    курсовая работа [966,1 K], добавлен 01.10.2013

  • Виды радиоприёмных устройств. Расчет радиовещательного приёмника супергетеродинного типа: определение числа поддиапазонов, выбор промежуточной частоты, структурной схемы, детектора, преобразователя частоты, расчет коэффициента усиления линейного тракта.

    курсовая работа [104,5 K], добавлен 17.03.2010

  • Синтез структурной схемы радиоприемного устройства. Решение задачи частотной селекции. Выбор количества преобразований, значений промежуточных частот, структуры и параметров селективных цепей преселектора. Расчет принципиальной электрической схемы РПУ.

    курсовая работа [564,6 K], добавлен 22.12.2013

  • Проектирование приемника спутникового канала передачи данных. Обоснование и расчет структурной схемы установки. Расчет полосы пропускания и выбор промежуточной частоты преселектора. Принципиальная схема радиоприемного устройства и особенности его работы.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.02.2011

  • Проектирование радиоприемного устройства: расчёт сквозной полосы пропускания приёмника, структуры преселектора и числа преобразований частоты. Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты, динамического диапазона и расчет усилителя.

    курсовая работа [547,9 K], добавлен 18.08.2012

  • Разработка радиопередатчика для радиовещания на ультракоротких волнах (УКВ) с частотной модуляцией (ЧМ). Подбор передатчика-прототипа. Расчет структурной схемы. Электрический расчет нагрузочной системы передатчика, режима предоконечного каскада на ЭВМ.

    курсовая работа [985,8 K], добавлен 12.10.2014

  • Разработка и обоснование структурной схемы приемника. Определение количества контуров селективной системы преселектора. Детальный расчет входного устройства, расчет преобразователя частоты, частотного детектора. Выбор схемы усилителя низкой частоты.

    курсовая работа [882,4 K], добавлен 06.01.2013

  • Выбор структурной схемы приемника. Составление его принципиальной электрической схемы, расчет входной цепи, усилителя радиочастоты, преобразователя частоты, детектора. Выбор схемы автоматической регулировки усиления и числа регулируемых каскадов.

    курсовая работа [171,5 K], добавлен 21.10.2013

  • Разработка радиовещательного приемника коротковолнового диапазона. Назначение бытового радиоэлектронного аппарата для приема и воспроизведения радиовещательных программ. Структурная схема приемника и промежуточной частоты. Расчет принципиальных схем.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 09.06.2014

  • Изучение структурной схемы радиоприемника. Расчет телескопической антенны, показателей радиоприемного тракта, одноконтурной входной цепи с трансформаторной связью. Определение входного сопротивления усилителя. Выбор промежуточной частоты и микросхем.

    курсовая работа [101,0 K], добавлен 30.10.2013

  • Проектирование радиовещательного приёмника диапазона 0.15-0.4 МГц. Выбор промежуточной частоты, разработка структурной схемы, выбор принципа преобразования, расчет входных параметров микросхемы. Сопряжение настроек входных и гетеродинных контуров.

    курсовая работа [796,0 K], добавлен 28.02.2011

  • Расчет полосы пропускания приемника и коэффициента шума. Выбор частотно-селективных цепей преселектора, селективных цепей тракта промежуточной частоты. Обоснование применения автоматических регулировок. Электрический расчет принципиальной схемы.

    контрольная работа [551,0 K], добавлен 12.06.2015

  • Разработка функциональной блок-схемы, расчет цепей настройки варикапов и входной, элементов колебательного контура УСЧ и первого каскада УПЧ с целью проектирования портативного радиовещательного приемника длинноволнового диапазона по заданным параметрам.

    курсовая работа [357,8 K], добавлен 27.01.2010

  • Разработка структурной и принципиальной схемы устройства. Расчет двухкаскадной схемы усилителя низкой частоты с использованием полевого и биполярного транзисторов. Выбор навесных элементов и определение конфигурации пленочных элементов усилителя частоты.

    курсовая работа [220,7 K], добавлен 22.03.2014

  • Расчет цепей смещения и питания транзистора. Выбор радиодеталей для цепей связи, фильтрации, питания для схемы оконечного каскада. Расчет принципиальной схемы передатчика. Электрический расчет генератора, управляемого напряжением с частотной модуляцией.

    курсовая работа [461,5 K], добавлен 04.11.2014

  • Проектирование устройств приема и обработки сигналов и разработка функциональной схемы для супергетеродинного приемника с амплитудной модуляцией. Обоснование структурной схемы приемника. Разработка полной электрической принципиальной схемы устройства.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.05.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.