Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Курсовой проект 26 с., 26 рисунков, 13 источников.

ИНФРАДИННЫЙ ПРИЕМНИК, ПРЕСЕЛЕКТОР, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, УСИЛИТЕЛЬ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ, АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ.

Объектом разработки является аналоговый инфрадинный приемник с цифровой промежуточной обработкой данных - SDR (Software Defined Radio).

Цель работы - закрепление полученных и приобретение новых знаний по дисциплине «Устройства приема и обработки сигналов», а также получение практических навыков в моделировании радиоприёмных устройств.

Основной задачей курсового проектирования является разработка аналоговых блоков приемника SDR радио с двойным преобразованием частоты: преселектора, первого преобразователя, усилителя первой промежуточной частоты (УПЧ1). Аналоговый тракт осуществляет подавление зеркальных частот и обеспечивает уровень сигнала, необходимый для работы аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). Основная обработка сигнала осуществляется в цифровом сигнальном процессоре. Здесь же осуществляется необходимая избирательность по соседнему каналу. Сформированы требования к блоку АЦП, радиоприемник обеспечен автоматической и ручной регулировками усиления. Выполнена оценка коэффициента шума и реальной чувствительности спроектированного приемника.



Содержание

• Содержание
• Введение
• 1. Расчет структурной схемы радиоприемника
• 1.1 Обоснование выбора типа структурной схемы приемника
• 1.2 Выбор промежуточных частот
• 1.2.1 Оценка ослабления первой зеркальной частоты
• 1.2.2 Оценка ослабления второй зеркальной частоты
• 1.3 Обеспечение чувствительности радиоприёмного устройства

1.4 Требования к блоку АЦП и сигнальному процессору

• 2. Расчет приемника на уровне принципиальных схем
• 2.1 Расчет преселектора
• 3. Система АРУ
• 3.1 Общие понятия о АРУ
• 3.2 Сборка схемы РРУ в программной среде Multisim
• 3.3 Оценка реальной чувствительности приемника
• Заключение
• Список сокращений
• Список использованных источников


Введение

Задачей курсового проектирования является построение радиоприемного устройства, совмещающего аналоговый тракт (преселектор, УПЧ1) с цифровым (АЦП и DSP) - так называемая схема с цифровой промежуточной обработкой данных (SDR) [1]. В данной схеме аналоговый тракт обеспечивает избирательность по зеркальному каналу и усиление сигнала до уровня, необходимого для работы АЦП, а вся основная обработка сигнала (преобразование на второй промежуточной частоте, детектирование, ослабление соседнего канала) происходит в цифровом тракте.

Система SDR (англ. Software-defined radio) имеет ряд преимуществ по сравнению с аналоговой: 1) фильтрация сигнала в цифровом виде близка к идеальной; 2) программная среда очень гибка и адаптивна (основная обработка сигнала происходит программно), что позволяет принимать практически любые радиосигналы [2]; 3) энергоэффективность цифровых систем выше, чем у аналоговых; 4) системы SDR имеют высокую степень интеграции на печатных платах, что позволяет значительно снизить массогабаритные показатели радио приемника [3].

На данном этапе развития цифровой техники, программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) очень дешевы и выпускаются с достаточно варьируемыми параметрами [4], что является еще одним аргументом в пользу SDR.

Радиоприемное устройство с системой SDR состоит из:

1) преселектора, подавляющего первую зеркальную частоту;

2) первого преобразователя частоты, осуществляющего перенос спектра входного сигнала на первую промежуточную частоту;

3) первого усилителя промежуточной частоты, осуществляющего подавление второй зеркальной частоты и обеспечивающего необходимый уровень на выходе для работы АЦП;

4) АРУ, поддерживающей постоянный уровень сигнала на выходе;

5) АЦП, осуществляющего оцифровку входного аналогового сигнала;

6) цифрового сигнального процессора (DSP), программируемого чипа, осуществляющего основную обработку сигнала;

7) ЦАП, осуществляющего преобразование цифрового входного сигнала в аналоговый;

8) УМЗЧ, осуществляющего необходимое усиление по мощности звукового сигнала для комфортного воспроизведения на динамике.



1. Расчет структурной схемы радиоприемника

1.1 Обоснование выбора типа структурной схемы приемника

Согласно техническому заданию (ТЗ), проектируемый приемник необходимо построить по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты (инфрадинный тип приемника). Схемы инфрадинного приемника применяются для более эффективной борьбы с зеркальным каналом приема. В инфрадинном приемнике первая промежуточная частота выбирается выше самой верхней частоты диапазона принимаемых сигналов. При этом зеркальный канал отодвигается настолько далеко от основного, что легко подавляется самыми простыми фильтрами [5].

В схеме супергетеродина с двойным преобразованием частоты, перестраиваемым выполняется только первый гетеродин. В качестве такого гетеродина обычно применяется синтезатор дискретной сетки частот. Второй гетеродин может быть выполнен на фиксированную частоту. Это позволяет рассчитать фильтр промежуточной частоты на фиксированное значение, тем самым упростив его реализацию [6].

Преимущество инфрадина состоит в упрощении преселектора. В приемнике с переменной настройкой в широком диапазоне частот этот фильтр нежелателен, так как он требует плавной настройки в поддиапазоне и переключения катушек для смены поддиапазонов. В инфрадинном приемнике канал прямого прохождения и зеркальный канал приема лежат выше верхней частоты принимаемого сигнала, что позволяет использовать в качестве фильтра не перестраиваемый ППФ Салена-Кея с единичным усилением.

Еще одно важное преимущество инфрадина состоит в значительном уменьшении коэффициента перекрытия по частоте первого гетеродина, что позволяет исключить переключение поддиапазонов первого гетеродина и, следовательно, упростить его конструкцию. Отсутствие переключателей поддиапазонов существенно уменьшает время настройки приемника на принимаемую частоту, что важно в автоматизированных и адаптивных системах связи. Однако при использовании широкополосных преселекторов резко возрастают требования к линейности усилительного тракта, что необходимо для уменьшения нелинейного взаимодействия сигнала с помехами.

Наряду с преимуществами данная схема имеет и недостатки:

1- Появление второй зеркальной частоты

2- Более высокие требования к стабильности частоты гетеродина

Предварительная структурная схема инфрадинного приемника приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Предварительная структурная схема инфрадинного приемника

1.2 Выбор промежуточных частот

Первая промежуточная частота выбирается достаточно высокой, что обеспечивает эффективное подавление зеркального канала приема в фильтре Ф1. Вторая промежуточная частота выбирается достаточно низкой, что облегчает получение высокой избирательности по соседнему каналу приема. Промежуточную частоту приемников ДВ, СВ и КВ диапазонов следует выбирать из ряда стандартизированных значений, согласно ГОСТ 5651-89 [7]. Выбранное значение ПЧ должно обеспечивать получение необходимой полосы пропускания.

Исходя из вышесказанного, первая промежуточная частота выбрана равной 24,975 МГц. В данной связи значение первой ПЧ не позволяет реализовать требуемую селективность приемника по соседнему каналу приема. Поэтому второе преобразование частоты выбрано со сравнительно низкой промежуточной частотой, равной 465 кГц.

Частота соседнего канала выбирается из сетки частот, используемых в данном диапазоне.

1.2.1 Оценка ослабления первой зеркальной частоты

Перед проектированием преселектора необходимо произвести предварительный расчет ослабления первой зеркальной частоты.

Начальные данные для расчета:

- нижняя частота сигнала: f_нижн = 21,450 МГц;

- верхняя частота сигнала: f_верх = 21,750 МГц;

- средняя частота сигнала: f_с = 21,6 МГц;

- полоса частот: ?f = 300 кГц;

- первая промежуточная частота: f_пч1 = 24,975 МГц;

- частота первого гетеродина: f_г1 = f_с + f_пч1 = 21,6 + 24,975 = 46,575 МГц;

- частота первого зеркального канала: f_з1 = f_г1 + f_пч1 = 46,575 + 24,975 = 71,55 МГц.

Добротность контура преселектора:

, (1.1)

.

Относительная расстройка контура на первой зеркальной частоте:

, (1.2)

.

Обобщённая расстройка контура:

, (1.3)

.

Ослабление зеркальной частоты одним контуром:

, (1.4)

дБ.

дБ.

Ослабление первой зеркальной частоты соответствует требованиям ТЗ. Из предварительных расчетов видно, что для необходимого ослабления первой зеркальной частоты достаточно двух контуров с добротностью 30.

1.2.2 Оценка ослабления второй зеркальной частоты

Для оценки ослабления второй зеркальной частоты используется та же методика, что и в разделе 1.3.1.

Начальные данные для расчета:

- полоса частот: ?f = 300 кГц;

- первая промежуточная частота: f_пч1 = 24,975 МГц;

- вторая промежуточная частота: f_пч2 = 0,465 МГц;

- частота второго гетеродина: f_г2 = f_пч1 + f_пч2 = 24,975 + 0,465 = 25,44 МГц;

- частота второго зеркального канала: f_з2 = f_г2 + f_пч2 = 25,44 + 0,465 = 25,905 МГц.

По формуле 1.1 рассчитана добротность УПЧ1:

.

По формуле 1.2 определяется относительная расстройку контура на второй зеркальной частоте:

.

По формуле 1.3 определяется обобщённая расстройка контура:

.

По формуле 1.4 определяется ослабление второй зеркальной частоты одним контуром

дБ.

дБ.

Из расчетов следует, что ослабление второй зеркальной частоты возможно четырьмя контурами с добротностью не менее 30 для выполнения требования ТЗ.

Однако, для уменьшения габаритов схемы имеется возможность заменить четыре каскада УПЧ1 на один широкополосный усилитель с ПАВ фильтром в нагрузке. ПАВ фильтр обладает отличной добротностью и очень высокой избирательностью [9]. Оценка ослабления зеркальной частоты ПАВ фильтром приводится в разделе 2.3.

1.3 Обеспечение чувствительности радиоприёмного устройства

Чувствительность - это мощность, при которой на выходе усилительного тракта (УТ) обеспечиваются требуемые мощность сигнала на выходе (P_{с вых}) и отношение сигнал шум (h). Под реальной чувствительностью приемника понимают чувствительность, определяемую при заданном отношении сигнал/шум h₀ на выходе УТ. Пороговая чувствительность определяется уровнем входного сигнала, при котором P_{с вых} = P_{ш вых} (h₀=1).

При расчете коэффициент шума задан 30 дБ, что соответствует усилителю низкого класса.

Начальные данные для расчета:

- полоса частот: ?f = 300 кГц;

- частота сигнала: f_с = 21,6 МГц;

- коэффициент шума: Ш = 30 дБ.

Реальная чувствительность приёмника:

Реальная чувствительности приемника:



где - постоянная Больцмана, - абсолютная температура (К), - шумовая полоса частот приемника (100 кГц), - коэффициент шума РПрУ, дБ, - относительная шумовая температура антенны на частоте, - входное сопротивление (50 Ом). Предельная чувствительность при . Относительная шумовая температура антенны:

где - частотная зависимость относительной шумовой температуры антенны. На рисунке 1.2 представлен график этой зависимости:

Рисунок 1.2 - график зависимости относительной шумовой температуры антенны

Уровень внешнего шума антенны (частота измеряется в МГц):

, (1.6)

дБм.



Уровень внутреннего шума приемника:

, (1.7)

дБм.

Уровень внешнего шума на входе приемника:

, (1.8)

дБм.

Пороговая чувствительность приемника:

(1.9)

дБм

Полученное значение пороговой чувствительности в вольтахдБм = 0,11 мкВ.

Рисунок 1.3 - график шумовой зависимости.

Как видно на графике, в рабочем диапазоне частот даже при использовании усилителя низкого класса с уровнем шума 30 дБ выполняется требование ТЗ. Это говорит о том, что в КВ диапазоне основную роль играют внешние шумы. Точный расчет шумовой характеристики приведен в пункте 4.

1.4 Требования к блоку АЦП и сигнальному процессору

Для того, чтобы преобразовать непрерывный сигнал в цифровой, необходимо использовать аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Требований к АЦП предъявляется так же много, как и к другим блокам приемного устройства. Один из важных параметров - это быстродействие процессора [10].

Существует два этапа осуществления АЦП:

· квантование во времени непрерывного сигнала u(t);

· оцифровка каждого отсчета;

диапазон возможных значений напряжений (U_min, U_max) делится на M интервалов длиной ДU - шаг квантования по уровню.

Параметры U_min и U_max приводят в паспортных данных АЦП.

Частота дискретизации определяется в соответствии с теоремой Котельникова:

F_д = 2F_в ,

где F_в - верхняя частота принимаемого сигнала.

В данном случае F_в = F_пч2 = 465 кГц, тогда F_д = 2• 465 кГц =930 кГц.

Требованиям по тактовой частоте работы АЦП отвечает микросхема TLV2542ID. Паспортные данные приведены в [11]. Частота дискретизации - вплоть до 20 МГц.

Шаг квантования по уровню для АЦП TLV2542ID:

,

U_max = 2,7 В; U_min = 0; М= 4096;

ДU = 0,004/1024= 0,66 мВ

Цифровой сигнальный процессор является основным узлом в SDR приемнике и от него зависит функциональность радиоприемника. Цифровой сигнальный процессор должен [12]:

1) обеспечить односигнальную избирательность по соседнему каналу при расстройке ±9кГц не менее 60 дБ;

2) иметь достаточное быстродействие;

3) обеспечивать ручную регулировку усиления 50 дБ.

Данным требованиям отвечает цифровой сигнальный процессор для SDR радио 1288ХК1Т (МF-01). Основные характеристики представлены в [13].



2. Расчет приемника на уровне принципиальных схем

2.1 Расчет преселектора

Преселектор необходим для подавления первой зеркальной частоты и предварительной селекции сигнала. В качестве преселектора выбран совмещенный фильтр Саллена-Кея с единичным усилением. Он легко рассчитывается, не ослабляет и не усиливает сигнал.

Начальные данные для расчета:

- нижняя частота сигнала: f_нижн = 21,450 МГц;

- верхняя частота сигнала: f_верх = 21,750 МГц;

- средняя частота сигнала: f_с = 21,6 МГц;

- полоса частот: ?f = 300 кГц;

- частота первого зеркального канала: f_з1 = 71,55 МГц.

Расчет элементов фильтра верхних частот (ФВЧ):

Рисунок 2.1 - ФВЧ Саллена-Кея

- частота среза

- частота среза: f_ср = 21,75 МГц;

- конденсатор: С₁ = 100 пФ;

- конденсатор: С₂ =10 нФ;

- резистор:

Ом;

- резистор: R₂ = R₁ / 2 = / 2 = 51.742 Ом.

Расчет элементов фильтра нижних частот (ФНЧ):

Рисунок 2.1 - ФНЧ Саллена-Кея

- частота среза

- частота среза: f_ср = 21,45 МГц;

- конденсатор: С₃ = 100 нФ;

- конденсатор: С₄ = 20 нФ;

- резистор:

Ом;

- резистор: R₂ = R₁ = Ом.

В качестве усилительных элементов выбран операционный усилитель LMH6644MA. На рисунке 2.3 приведена схема преселектора на фильтрах Саллена-К.

Рисунок 2.3 - Схема одного каскада ФПЧ Саллена - Кея

Рисунок 2.4 - АЧХ ППФ Саллена-Кея на центральной частоте

На резонансной частоте коэффициент передачи составляет примерно

-0,066 дБ.

Теперь отведем маркер на частоту зеркального канала. По техническому заданию, подавление первой зеркальной частоты должно быть не менее 10дБ. радиоприемный чувствительность частота усиление

Рисунок 2.5 - АЧХ ППФ Саллена-Кея на зеркальной частоте

Первая зеркальная частота соответствует МГц, и ослабляется на -30,66, полученное ослабление приемлемо поставленным требованиям ТЗ.

Рисунок 2.6 - Сигналы на входе (красный) и выходе (синии) пресселектора

2.2 Разработка и настройка УПЧ 1 на основе ПАВ фильтра

В простейшем применении трансверсальный фильтр на ПАВ состоит из двух преобразователей со встречными решетками проводящих электродов, расположенных на поверхности пьезоэлектрической подложки, например, монокристаллического кварца или ниобата лития.

Один из этих преобразователей возбуждает, а другой принимает рэлеевскую волну. Если подать на передающий преобразователь сигнал в виде дельта-функции, то импульсный отклик фильтра будет являться сверткой локальных импульсных откликов двух преобразователей. Расстояние между соседними электродами составляет половину длины рэлеевской волны. Скорость таких волн на пять порядков меньше скорости света. Отсюда становится ясно, что на маленькой подложке можно воспроизвести сотни или тысячи периодов требуемого радиоимпульса.

В качестве УПЧ1 выбираю широкополосный каскад на ОУ с АРУ и ПАВ фильтром в нагрузке для обеспечения требуемой по ТЗ селективности проектируемого приемника. В качестве усилительных элементов выбираю две микросхемы AD603AR.

На рисунке 2.11 представлена АЧХ УПЧ 1 с ПАВ фильтром.

Рисунок 2.3.1 - Широкополосный усилитель без ПАВ фильтра в нагрузке

На рисунке 2.3.2 приведена АЧХ полученного усилителя.

Рисунок 2.3.2 - АЧХ широкополосного усилителя без ПАВ фильтра в нагрузке

Для упрощения топологии ПАВ фильтра, полоса пропускания принята равной 0,30 МГц. С помощью программной среды «Расчет ПАВ фильтров» спроектирован фильтр с необходимыми параметрами.

В окно «Параметры ПАВ фильтра» вводятся необходимые для расчета данные (рисунок 2.3.3):

Рисунок 2.3.3 - Окно с вводом данных для расчёта фильтра

После ввода необходимых данных запускаем проектирование структуры ПАВ фильтра. Структура полученного ПАВ фильтра приведена на рисунке 2.3.4, АЧХ на рисунке 2.3.5.

Рисунок 2.3.4 - Топология ПАВ фильтра

Рисунок 2.3.5 - АЧХ спроектированного ПАВ фильтра

Анализируя АЧХ, ясно, что подавление зеркальной частоты в блоке УПЧ1 осуществляется более чем на 30 дБ.



3. Система АРУ

3.1 Общие понятия о АРУ

Сигналы радиостанций могут отличаться по уровню в сотни и тысячи раз. Порой даже уровень одной радиостанции меняется в больших пределах из-за различных условий распространения радиоволн и их отражений, либо перемещения в пространстве радиоприемника (например, в автомобиле или самолете). Чтобы не приходилось без конца вертеть ручку усиления УПЧ или регулятора громкости, в современные приемники вводится система автоматической регулировки усиления -- АРУ. Простейшая из них показана на: постоянная составляющая напряжения с выхода детектора, отфильтрованная фильтром с достаточно большой постоянной времени (доли секунды), подается на УПЧ и УВЧ, смещая рабочую точку входящих в них транзисторов в область, где усиление падает. Чем громче сигнал, тем меньше становится коэффициент усиления.

В устройствах радиосвязи распространены три типа АРУ: простая, задержанная и усиленно-задержанная. Наглядно действие АРУ можно отобразить на амплитудной характеристике приёмника (рисунок 3.1). При отсутствии АРУ амплитудная характеристика выражается прямой линией (А -- на рисунок 3.1): напряжение сигнала на выходе прямо пропорционально входному. В результате действия простой АРУ (В -- на рисунок 3.1) происходит только частичная компенсация изменения напряжения входных сигналов. Недостаток простой АРУ -- снижение усиления слабых сигналов -- устраняется «задержкой» начала действия АРУ. Задержанная АРУ (Б -- на рисунок 3.1) действует так же, как и простая, когда напряжение сигнала на входе превысит некоторый уровень, определяемый напряжением задержки. Усиленно-задержанную АРУ с усилителем постоянного тока в цепи обратной связи применяют для получения большего постоянства напряжения сигнала на выходе приёмника (Г -- на рисунок 3.1). Наибольшее применение в приёмниках нашла задержанная АРУ.

3.2 Сборка схемы АРУ в программной среде Multisim

Системой АРУ будет охвачен блок УПЧ1, т.к. сигнал на входе и выходе блока будет уже значителен по уровню. К широкополосному усилителю УПЧ1 подключаю систему АРУ и собираю схему в программной среде Multisim.

На вход схемы подаются два сигнала - заданная частота (в данном случае 24,975 МГц) и генератор импульсов.

Рисунок 3.2.1 - Схема АРУ на широкополосном усилителе УПЧ-1

Согласно техническому заданию, необходимо при автоматической регулировке обеспечить глубину - 60 дБ.

Определим амплитуду входного сигнала и его уровень. Согласно ГОСТ 5651-89, для второго типа приемника изменение уровня сигнала на входе должно составлять по ТЗ 60 дБ, а изменение уровня сигнала на выходе не более 10 дБ.

Определим глубину автоматической регулировки.

Рисунок 3.2.2 -- Амплитудные характеристики радиоприёмников с различными типами автоматической регулировки усиления. Пунктиром показан уровень напряжения сигнала на выходе, при котором появляются искажения принятых сигналов.

Рисунок 3.2.3 - Осциллограмма входного сигнала

Из осциллограммы видно:

Уровни изменений входного сигнала:

U_{m max} = 9,869 мВ;

U_{m min} = 49 мкВ.

Снимаю осциллограмму выходного сигнала и привожу ее на рисунок 3.3.

Рисунок 3.2.3 - Осциллограмма выходного сигнала

Определяю изменение уровня сигнала на выходе:

U_{вых min}= 1,775 мВ

U_{вых max}= 2,642 мВ

Определим изменение уровня сигнала на выходе:

Данные значение удовлетворяют техническим требованиям.

3.2 Сборка схемы РРУ в программной среде Multisim

В проектируемом радиоприемнике предусмотрена ручная регулировка усиления. Она реализована на каскаде УПЧ-2, как дополнительная регулировка усиления. На рисунке 3.3.1 показан каскад УПЧ-2 с ручной регулировкой усиления.

Рисунок 3.3.1 - Схема ручной регулировки усиления.

Снимаю осциллограмму на выходе каскада без регулировки усиления (рисунок 3.3.2).

Рисунок 3.3.3 - Сигнал на выходе каскада ручной регулировки

По осциллограмме сигнала определяю уровень выходного сигнала без регулировки:

U_{max вых}= 932,9 мкВ

Выкручиваю потенциометр до конца, обеспечиваю тем самым максимальную глубину ручной регулировки и привожу осциллограмму выходного сигнала

Рисунок 3.3.4 - Осциллограмма выходного сигнала при максимальной глубине регулировки

По осциллограмме определяю уровень сигнала на выходе

U_{вых рег}= 121,23 мВ

Определяю глубину ручной регулировки по формуле 3.1

K= 121,23/0,932= 314 раз

Перевожу разы в децибелы: 50,1 дБ

Полученная величина удовлетворяет требованию ТЗ.

Ниже на рисунке 3.3.5 приведена АЧХ усилителя

Рисунок 3.3.5 - АЧХ усилителя с РРУ

Как видно на рисунке усиление на второй промежуточной частоте составляет 40 дБ, что обеспечивает необходимое усиление сигнала для входа АЦП.

3.3 Оценка реальной чувствительности приемника

Для определения реального коэффициента шума использована программная среда Multisim. Вычисление коэффициента шума проводится по алгоритму: Моделирование - Вид анализа - Шумов. Затем: Моделирование - Постпроцессор - Вкладка (Графопостроитель) - Кнопка (Рассчитать). Расчёт производится по формуле 4.1:

(4.1)

Результаты расчета приведены на рисунке 4.1

Рисунок 4.1 - График коэфициента шума преселектора

Рисунок 4.2 - Положение курсора

Как видно по положению курсора на рисунке 4.2, на рабочей частоте 11,85 МГц уровень шумов преселектора равен порядка 20 дБ.

По формулам (1.6-1.9) рассчитана реальная чувствительность радиоприемника в зависимости от полученного коэффициента шума.

Уровень внешнего шума антенны:

дБм.

Уровень внутреннего шума приемника:

,

дБм.

Уровень внешнего шума на входе приемника:

дБм.

Пороговая чувствительность приемника:

дБм.

Полученное значение в вольтах: -87,853 дБм = 9 мкВ.

На рисунке 4.3 приведён график реальной чувствительности приемника:

Рисунок 4.3- График реальной чувствительности приемника

Полученное значение меньше требования ТЗ (100 мкВ), т.е. спроектированный приемник чувствительнее, чем того требует его класс. Как следствие, имеется запас по чувствительности, что улучшит качество приема.



Заключение

В ходе работы над курсовым проектом были выполнены предварительные расчеты, позволившие выбрать и обосновать структурную схему радиоприемника по исходным данным технического задания, получены исходные данные для расчета преселектора, первого преобразователя, усилителя промежуточной частоты. В курсовом проекте дана оценка коэффициенту шума приемника, рассчитана система АРУ. Также определены основные требования к блоку АЦП. Были составлены: структурная схема приемника; принципиальная схема преселектора с перечнем элементов; принципиальная схема усилителя первой промежуточной частоты с перечнем элементов. Для блока УПЧ 1 спроектирован ПАВ фильтр.

Путем проведения компьютерной симуляции, проверена достоверность расчетов. В программе Multisim были собраны схемы: 1) комбинированного ФНЧ и ФВЧ Саллена- Кея; 2) Первый преобразователь со смесителем и гетеродином; 3) широкополосный УПЧ1 с системой АРУ и РРУ. Дана оценка избирательности приемника по зеркальному каналу, оценка внутренних шумов преселектора, проверена работа систем АРУ и РРУ.

В ходе работы над курсовым проектом возник ряд проблем:

1) Сложность с выбором операционных усилителей в преселекторе. Т.к. каскад должен пропускать частоту сигнала не внося дополнительные ослабления и достаточно эффективно подавлять зеркальную помеху. Выбор высокой первой промежуточной частоты решил проблему с подавлением первой зеркальной помеха.

2) В тракте усилителя первой промежуточной частоты, возникла проблема подавления зеркального канала, т.к. значение второй промежуточной частоты довольно мало (465 кГц). Спроектированный ПАВ фильтр решает задачу, обеспечивая ослабление даже с запасом (порядка 30 дБ).

В итоге проделанной работы спроектированный инфрадинный приемник удовлетворяет требованиям технического задания.



Список сокращений

АЦП - аналогово- цифровой преобразователь

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

ПЛИС - программируемая логическая

интегральная микросхема

ППФ - полосно-пропускающий фильтр

УМЗЧ - усилитель мощности звуковых частот

ФВЧ - фильтр верхних частот

ФНЧ - фильтр нижних частот

ЦАП - цифро- аналоговый преобразователь

DSP - digital signal processor

SDR - software-defined radio



Список использованных источников

1 Свободная энциклопедия Википедия: Программно-определяемая радиосистема [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Программно-определяемая_радиосистема (дата обращения: 01.04.2016).

2 Радиолюбительский сайт: SDR Software Defined Radio [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rw3ps.qrz.ru/sdr.htm (дата обращения: 05.04.2015).

3 Беспроводные технологии: Технология Software Defined Radio. Теория, принципы и примеры аппаратных платформ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.wireless-e.ru/articles/technologies/2007_2_22.php (дата обращения: 07.04.2016).

4 Свободная энциклопедия Википедия: ПЛИС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ПЛИС (дата обращения: 07.04.2015).

5 Радиоприемные устройства / Н.В. Бобров. - 2-е изд. - Энергия, 1986. - 135 с.

6 «Радиоприемные устройства» / К.Е. Румянцев. - изд. центр Академия, 2006. - 32 с.

7 ГОСТ 5651-89 Аппаратура радиоприёмная бытовая. Общие технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1997. - 19 с.

8 Проектирование радиоприемных устройств: учебное пособие для вузов / под ред. А.П. Сиверса. - М.: Сов. Радио, 1976 - 488 с.

9 Радиоприемные устройства / Н.И. Фомин. - 3-е издание. - М: Горячая линия -Телеком 2007. - 117 с.

10 Системы цифровой радиосвязи / Л.Н. Волков, М.С Немировский, Ю.С. Шинаков. - Экотрендз Москва, 2005. - 91 с.

11 Texas Instruments: Технический паспорт устройства TLV2542ID [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://lib.chipdip.ru/285/DOC000285826.pdf (дата обращения: 22.04.2016).

12 Коллективный блог Хабрахабр: Software Defined Radio [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/158401/ (дата обращения: 22.04.2015).

13 ОАО НПЦ «Элвис»: Четырехканальный цифровой SDR-приемник 1288ХК1Т [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://multicore.ru/index.php?id=50 (дата обращения: 22.06.2016).

Размещено на Allbest.ru

...