Проектирование однодиапозонного радиоприемного устройства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Техническое задание

Введение

1. Анализ исходных данных

2. Выбор типа структурной схемы приемника

3. Распределение неравномерности усиления в полосе пропускания по отдельным трактам приемника

4. Расчет полосы пропускания преселектора

5. Выбор и расчет структуры каскадов преселектора, числа избирательных контуров

6. Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты

7. Фильтры сосредоточенной избирательности (ФСИ)

8. Выбор детектора

9. Расчет и распределение усиления между трактами радиоприемника

10. Выбор регулировок приемника

11. Подробный расчет тракта высокой частоты

12. Расчет элементов связи

13. Электрический расчет ФСС

14. Электрический расчет АМ детектора

Заключение

Список литературы



Техническое задание

Рассчитать электрическую схему приемника АМ сигналов диапазона СВ-II волн (1,0 - 1,6) МГц, удовлетворяющую следующим параметрам:

0,7 - чувствительность приемника, E (мВ/м);

40 - избирательность по зеркальному каналу, Seзк (дБ);

45 - избирательность по соседнему каналу, Seск (дБ);

9,5 - полоса пропускания УПЧ на уровне < 6 дБ, По (кГц);

9 - напряжение источника питания, E0 (В);

45 - максимальная рабочая температура, Tmax (0C);

Для радиовещательного приемника минимальная рабочая температура принимается -20 0C.



Введение

В настоящее время очень большое развитие приобретает индустрия информации. Одним из способов передачи информации является способ, использующий энергию радиоволн. Радиоприемное устройство (РПУ) является частью системы передачи сообщения, использующей для этого энергию радиоволн.

В состав радиоприемного устройства входят собственно радиоприемник, антенна и оконечное устройство. Антенна воспринимает энергию электромагнитного поля. Приемник выделяет из спектра входных колебаний полезные сигналы, усиливает их, осуществляет обработку, ослабляя действие помех, детектирует, формируя колебания соответствующие передаваемому сообщению. В оконечном устройстве энергия выделяемых сигналов используется для получения требуемого выходного эффекта - звукового (громкоговоритель), изображения (электронно-лучевая трубка), механического (телеграфный аппарат).

В настоящее время прогресс полупроводникового производства привел к тому, что радиоприемные устройства все чаще выполняются на микросхемах различной степени интеграции. Так же микросхемы находят широкое применение в бытовых РПУ, что позволяет уменьшить стоимость, массу и габариты, улучшить технологию производства, упростить изготовление и эксплуатацию в целом.

Целью настоящего проекта является проектирование однодиапозонного РПУ, соответствующего I классу согласно ГОСТ 5651-76 (1).

приемник преселектор тракт частота



1. Анализ исходных данных

Задание на курсовое проектирование включает следующие параметры:

диапазон частот СВ-II (1,0-1,6) МГц;

чувствительность E = 0,7 мВ/м;

избирательность по зеркальному каналу Seзк = 40 дБ;

избирательность по соседнему каналу Seск = 45 дБ;

полоса пропускания УПЧ на уровне 6 дБ П0,5 = 9,5 кГц;

напряжение источника питания E = 9 В

максимальная рабочая температура Tmax = 45 0C;

Анализ вышеприведенных параметров показывает, что проектированию подлежит супергетеродинный радиовещательный приемник сигналов непрерывных сообщений (речь, музыка) с изменяемой амплитудой (АМ) в диапазоне СВ.

В радиовещании стандартно-модулированный сигнал: при АМ глубина модуляции несущей m=0,3; частота модуляции F = 400 Гц или F = 1000 Гц; отношение сигнал-шум при АМ составляет 20 дБ.

Параметры избирательности предполагают, что они измерены односигнальными методами, когда уровни входных сигналов недостаточны для того, чтобы вызвать нелинейные эффекты. Задание не включает в себя избирательность на промежуточной частоте. В соответствии с техническими условиями на радиовещательные приемники она должна составлять не менее 40 дБ.

Чувствительность приемника по полю E, мВ/м, характеризуется напряженностью поля, создаваемого в месте приема стандартно-модулированным сигналом, воздействие которого на приемную антенну развивает в приемнике, настроенном на частоту сигнала стандартную выходную мощность при заданном отношении сигнал-шум.

Избирательность приемника Se, дБ, характеризует способность приемника отделять полезный сигнал на частоте настройки от мешающих сигналов. Для оценки избирательности используются односигнальные и многосигнальные методы. В задании на курсовой проект предлагается односигнальная избирательность. В супергетеродинном приемнике различают следующие виды избирательности:

Избирательность по зеркальному каналу Seзк, дБ - частота зеркального канала сдвинута относительно частоты настройки в сторону больших частот на величину двойной промежуточной частоты при частоте гетеродина fг больше частоты сигнала fг > fс и в сторону меньших частот - при fг < fс.

Избирательность по соседнему каналу Seск, дБ - частота соседнего канала отличается от частоты настройки при АМ на 9кГц (ГОСТ 5651-76).

Избирательность по промежуточной частоте проверяют в соответствии с ГОСТом 5651-76 на частоте СВ - 1 МГц.

Полоса пропускания. В задании полоса пропускания тракта промежуточной частоты на уровне 0,5 (-6 дБ), то есть неравномерность резонансной характеристики тракта УПЧ в полосе пропускания может составлять до 6 дБ .

Напряжение источника питания E0, В и максимальная рабочая температура Т, 0C, как параметры задания обеспечивают исходные данные расчета режима работы устройств приемника по постоянному току.

2. Выбор типа структурной схемы приемника

Современные РПУ, как правило, строятся по супергетеродинной схеме. Выше приведенный анализ исходных данных подтверждает, что проектированию подлежит супергетеродинный радиоприемник с однократным преобразованием частоты



3. Распределение неравномерности усиления в полосе пропускания по отдельным трактам приемника

В предлагаемом задании приведена полоса пропускания УПЧ на уровне 0,5 то есть неравномерность резонансной характеристики УПЧ в полосе пропускания может составлять до 6 дБ.

Полоса пропускания преселектора радиоприемника, то есть входной цепи и резонансного УРЧ, должна быть больше полосы пропускания УПЧ, например, вследствие неточного сопряжения частот настройки контуров сигнала и гетеродина по всему перекрываемому диапазону частот.

Рекомендуемая неравномерность резонансной характеристики преселектора составляет в диапазоне СВ от 2 до 4 дБ.

4. Расчет полосы пропускания преселектора

Полоса пропускания преселектора определяется с учетом нестабильности частоты принимаемого сигнала, гетеродина и реальной неточности сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина. Такой путь определения Ппрес для радиовещательных приемников оказывается сложным и весьма приближенным. Практика показывает, что 2прес в формуле:

Ппрес=Пс + 2прес ; (4.1)

где: Пс - ширина спектра частот принимаемого сигнала.

имеет порядок одной-двух десятых от полосы сигнала:

Ппрес = (1,1 … 1,2)Пс ; (4.2)

Ппрес = 1,2 9,5 103 = 11400 Гц ;



5. Выбор и расчет структуры каскадов преселектора, числа избирательных контуров.

Главной целью предварительного расчета тракта радиочастоты является расчет числа резонансных контуров и их эквивалентной добротности Qэ, исходя из величины заданной избирательности приемника по зеркальному каналу Seзк и требуемой полосы пропускания тракта радиочастоты Ппрес при допустимом уровне частотных искажений или неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Для этого определяют требуемую эквивалентную добротность контуров Qэ.з, исходя из требований заданной избирательности по зеркальному каналу Seзк затем эквивалентную добротность контуров, исходя из допустимой неравномерности АЧХ в полосе пропускания, и принимают такое значение эквивалентной добротности Qэ чтобы удовлетворились оба этих требования, то есть:

Qэ Qэ.з ,Qэ Qэ.п или Qэ.з Qэ Qэ.п ; (5.1)

Кроме того, тракт радиочастоты должен пропускать без значительных искажений весь спектр принимаемого сигнала. Для этого он должен иметь вполне определенную достаточно широкую полосу пропускания, которая не должна быть уже полосы пропускания тракта промежуточной частоты, приведенной в задании на курсовое проектирование. Неравномерность АЧХ преселектора в этой полосе пропускания должна быть небольшой (2 - 4 дБ).

Заданную избирательность по зеркальному каналу Seзк обеспечивают использованием одного или двух контуров в преселекторе радиоприемника, имеющих необходимую добротность. Как известно, зеркальный канал отстоит на удвоенную промежуточную частоту 2fпр от частоты принимаемого сигнала. Избирательность одного контура по зеркальному каналу в относительных единицах (разах):

;(5.2)

где ;(5.3)

fв - частота принимаемого диапазона;

Qэ - эквивалентная добротность контура;

Fпр - промежуточная частота.

Более трудно обеспечить заданную Seзк на верхней частоте диапазона fв. Поэтому в качестве f принимаем fв. Требуемая эквивалентная добротность одного входного контура Qэз:

;(5.4)

где Seзк = 40 дБ = 100 раз;

;

Для обеспечения заданной избирательности Seзк :

Qэ Qэ.з

биполярные транзисторы и микросхемы имеют малое входное сопротивление и при подключении к контуру они существенно снижают его собственную добротность Qк. Поэтому величина эквивалентной добротности:

Qэ = Qк / (1,5 2);(5.5)

не может быть сделана очень большой. При расчете получилось большее значение, поэтому заданную избирательность Seзк обеспечить одним контуром не удается и надо применить двухконтурный полосовой фильтр на входе во входной цепи. Если используется двухконтурный полосовой фильтр то:

;

В случае применения двухконтурного фильтра во входной цепи:

;(5.6)

где fн - нижняя частота принимаемого диапазона частот;

- допустимая неравномерность АЧХ в полосе пропускания;

= 3 дБ = 1,4 раз;

;

Получаем границы Qэз и Qэп, между которыми находится значение эквивалентной добротности контуров Qэ. Выполняется условие (5.1):

14,89 30 122,8 ;

При включении в схему собственная конструктивная добротность контура Qк снижается в несколько раз:



; (5.7)

;

По таблице 1.4 [1] находим = 1,4. Коэффициент зависит от используемых электронных приборов.

;

6. Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты

Для обеспечения необходимой избирательности в тракте промежуточной частоты (ТПЧ) супергетеродинного приемника может быть использовано два принципа:

первый заключается в распределении избирательности и усиления между всеми каскадами УПЧ;

второй, когда необходимая избирательность по соседнему каналу создается фильтром сосредоточенной избирательности (ФСИ);

Для радиовещательных приемников ДВ, СВ, КВ диапазонов принимается номинал fпр = 465 кГц. При выборе избирательной системы ТПЧ необходимо учитывать следующее: с точки зрения качества функционирования приемника второй принцип является безусловно перспективным, при этом необходимая избирательность по соседнему каналу создается ФСИ, включенным после смесителя, а требуемое усиление обеспечивается последующими каскадами УПЧ со слабой избирательностью. Такая система, как показывает практика, построения радиовещательных приемников, является наиболее подходящей по большинству основных показателей, чем система с распределенной избирательностью. В частности ФСИ на LC - элементах с n-контурами с точки зрения основного параметра - избирательности оказывается лучше, чем система каскадно-соединенных N одинаковых фильтров с n / N количеством контуров в каждом. Особенно эффективным оказывается использование в современных радиоприемниках различных малогабаритных высококачественных фильтров, выпускаемых в настоящее время в широком ассортименте промышленностью.

Построение УПЧ по первому принципу допустимо лишь в простых радиовещательных радиоприемниках на транзисторах, а также для профессиональных, радиорелейных и телевизионных приемников.

7. Фильтры сосредоточенной избирательности (ФСИ)

Как правило, бывает достаточно одного ФСИ, который включается на входе УПЧ между преобразователем частоты и первым каскадом УПЧ, что существенно уменьшает перекрестные искажения и интермодуляцию. Находят применение следующие виды ФСИ: на дискретных LC-элементах, электромеханические, пьезоэлектрические (кварцевые), пьезокерамические и фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Исходными данными для предварительного выбора ФСИ являются:

номинальное значение промежуточной частоты, fпр;

полоса пропускания, П0;

расстройка, соответствующая соседнему каналу, fск;

ослабление сигнала соседнего канала Seск, требуемое от ФСИ по техническому заданию;

ослабление сигнала на границе полосы пропускания.

Основной целью предварительного расчета ФСИ на LC-элементах является определение числа резонансных систем в нем для формирования заданной полосы пропускания при допустимой неравномерности АЧХ в ней и избирательности по соседнему каналу Seск.

Проверим целесообразность применения ФСИ. Для этого собственную конструктивную добротность контуров ФСИ Qк сравним с требуемой, необходимой Qн:

;(7.1)

где: fпр - промежуточная частота;

Пс - заданная полоса пропускания ТПЧ.

;(х)

Собственную конструктивную добротность контуров, предназначенных для включения в ФСИ, принимают равной 200…300. Приняв конкретное значение Qк, надо вычислить вспомогательные величины:

Qк = 250;

= 2fск / Пс = 2 9 / 9,5 =1,9 ;

- относительная расстройка соседнего канала;

где: fск = 9 кГц по ГОСТ 5651-82;

Обобщенное затухание ФСИ:

;

Затем по графику 15.3 [3] определим ослабление соседнего канала, даваемое одним звеном ФСИ Seск1, и рассчитаем требуемое количество звеньев ФСИ:

Seск1 = 8,3 дБ;



;

Округлим N до ближайшего большего целого числа:

N=6;

Количество контуров ФСИ должно быть на один больше числа звеньев:

N + 1;

так как два крайних контура являются согласующими полузвеньями. На этом предварительный расчет ФСИ на LC-элементах закончен.

Заметим, что ФСИ включают непосредственно на выходе преобразователя частоты для того, чтобы сразу максимально возможным образом подавить нежелательные комбинационные частоты на выходе преобразователя частоты и наилучшим образом выделить полезный принимаемый сигнал.

Поскольку 6 звеньев ФСИ на LC-элементах являются громоздкой конструкцией, то целесообразней применить ФСИ на основе ультразвуковых высокодобротных механических резонаторах. Это пьезоэлектрические, пьезомеханические и электромеханические фильтры. Эти фильтры имеют высокую крутизну боковых склонов резонансной кривой, обеспечивают высокую избирательность по соседнему каналу и имеют малые габаритные размеры и массу. Включение целесообразно непосредственно на выходе преобразователя частоты.

Согласно требованиям ширины полосы пропускания Ппч - равной 9,5 кГц применим пьезоэлектрический фильтр типа ПФ1П-023, его параметры приведены в таблице (1).

Пьезоэлектрические фильтры не имеют монотонной характеристики затухания вне полосы прозрачности. Наблюдаются выбросы, то есть значительные уровни прохождения сигналов при больших частотных расстройках.

Для уменьшения побочных выбросов резонансной характеристики в ТПЧ необходимо включить дополнительно колебательный контур. Обычно резонансный контур с достаточно широкой полосой пропускания, примерно 25…40 кГц, включается в выходную цепь преобразователя частоты, где он выполняет две функции:

во-первых, подавление побочных выбросов резонансной характеристики пьезоэлектрического фильтра и улучшение общей резонансной характеристики ТПЧ;

во-вторых, согласование сопротивлений преобразователя частоты и пьезоэлектрического фильтра.

Также в выходные цепи преобразователя частоты в ТПЧ приемника включим еще один резонансный контур на 465 кГц перед детектором, для удобства сопряжения УПЧ с детектором и для увеличения коэффициента усиления и избирательности УПЧ.

Промежуточные каскады выполняются апериодическими.

Таблица 2 - Основные параметры ПФ1П-023

Средняя частота полосы пропускания f0, кГц	465
Полоса пропускания на уровне 6дБ П, кГц	8 - 11,5
Селективность при растройке 9кГц, дБ, не менее	40
Затухание в полосе пропускания, дБ, не более	9,5
Входное сопротивление, Rвх , кОм	2
Выходное сопротивление, Rвх , кОм	2

8. Выбор детектора

В АМ трактах тюнеров и в приемниках АМ сигналов в настоящее время широкое распространение получили диодные детекторы на полупроводниковых приборах. Объясняется это тем, что диодные детекторы имеют ряд преимуществ: малые габариты и массу, отсутствие потребления дополнительной энергии от источника питания и, самое главное, что приводит к малым нелинейным искажениям сигнала, то есть к высокому качеству воспроизведения сигнала.

Для линейной работы диодного детектора, на его вход надо подавать уровень амплитуды сигнала порядка Uдвх = 1В. Этим параметром воспользуемся для расчета коэффициента усиления тракта радиоканала и УПЧ.

9. Расчет и распределение усиления между трактами радиоприемника

Для линейной работы диодного детектора на его вход необходимо подавать уровень амплитуды сигнала Uвх = 1 В. тогда необходимый общий коэффициент усиления К0 высокочастотного тракта до детектора равен:

;(9.1)

где: hд - действующая высота приемной антенны (0,01…0,02)м.

Тогда:

;

Для того чтобы иметь запас по коэффициенту усиления увеличим его в 3 раза:

Кон = 3 К0 = 3 101015 = 303045;

переведем в децибелы: Кон = 20 lg 303045 = 110 дБ;

В настоящее время для построения тракта АМ сигналов применяют микросхемы различной степени интеграции. Воспользуемся многофункциональной микросхемой высокой степени интеграции типа К174ХА2. Проверим достаточность коэффициента усиления микросхемы. Общее усиление микросхемы К174ХА2 составляет 117 дБ.

117 > 110

Имеется запас по усилению, и поэтому дополнительные каскады усиления применять нет необходимости. Весь тракт усиления до детектора будет выполнен на микросхеме К174ХА2. Технические данные микросхемы приведены в таблице 2. Структурная схема приемника приведена на рисунке 2. Он будет содержать входную цепь, усилитель высокой частоты, гетеродин, полосовой фильтр, усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор и автоматическую регулировку усиления.

Микросхема К174ХА2 включает в себя усилители высокой частоты, гетеродин, смеситель, усилители промежуточной частоты, каскады АРУ с помощью которых изменяется коэффициент усиления УВЧ и УПЧ.

Расчет УНЧ не ведется, но для расчета детектора нам необходимо Rвх УНЧ, поэтому мы планируем в каскад УНЧ поставить микросхему К174УН4. Входное сопротивление микросхемы К174УН4 равно 10 кОм.

Микросхема К174ХА2 представляет собой многофункциональную микросхему радиоприемного тракта, выполняющую функции усиления и преобразования сигналов с частотой до 27 МГц.

Параметры К174ХА2	Значения
Напряжение питания E0, В	4,8…15
Входное сопротивление ВЧ, Rвх вч , кОм	3
Входное сопротивление ПЧ, Rвх пч , кОм	3
Выходное сопротивление смесителя, Rвых см , кОм	3
Выходное сопротивление ПЧ, Rвых пч , кОм	60
Усиление ВЧ, дБ не более	54
Усиление ПЧ, дБ не более	63
Глубина АРУ ВЧ, дБ	38
Глубина АРУ ПЧ, дБ	60
Отклонение с/ш при Uвх = 10 мкВ, дБ	26
Максимальная частота входного сигнала fвх, МГц	27
Температура окружающей среды, С0	-250 … + 550



10. Выбор регулировок приемника

Распространенным способом регулировки усиления в РПУ является ручная регулировка усиления (РРУ), основанная на использовании переменных резисторов для изменения режимов работы транзисторов в каскадах приемника или затухания в управляемых аттенюаторах. В ручную можно изменять или наоборот компенсировать возникшие по разным причинам колебания уровня выходного сигнала.

Для того чтобы освободить оператора от операции регулировки усиления, применяют автоматические регулировки усиления (АРУ). С помощью АРУ обеспечивается необходимое для нормальной работы оконечных устройств систем постоянство выходных сигналов при значительных изменениях интенсивности принимаемых сигналов. АРУ предотвращает перегрузки приемного устройства сильными сигналами и тем самым устраняет нелинейные искажения в приемном канале, которые могут возникнуть при приеме АМ сигналов.

Микросхема К174ХА2 в своей структуре содержит возможность АРУ в каскадах УВЧ и УПЧ отдельно. Общая регулировка АРУ микросхемы составляет более 90 дБ. Это является одним из достоинств данной микросхемы. Помимо АРУ мы предусмотрим в нашем приемнике ручную регулировку усиления на выходе детектора с помощью переменного сопротивления.

Расчет цепей автоматической регулировки усиления (АРУ)

Для расчета элементов АРУ необходимо задаться значением постоянной времени фильтра ару. Для радиовещательных приемников АМ сигналов принимается:

АРУ=RФCФ=(0.2...0.05) с. (10.1.1 )

Резистор R3 (рисунок 2.15) [1] определяется из условия (10.1.2), рекомендуется выбрать значение резистора R4 = 10 кОм:

R3 5R4 = 510000 = 50 кОм (10.1.2)

С4=АРУ/R3=0.1/50000=2мкФ (10.1.3)

11. Подробный расчет тракта высокой частоты

В предварительном расчете решено применить в ВЦ двухконтурный полосовой фильтр при условии одинаковой добротности контуров и критической связи между ними.

В настоящее время в качестве антенны АМ СВ диапазона очень часто применяют ферритовую антенну (ФА). Поэтому в первом контуре Lк выполняется на ферритовом стержне. Из соображения получения высокого постоянства полосы пропускания во всем диапазоне частот целесообразно применение схемы с внешне- и внутренне-емкостной связью между контурами. Такая схема удобна также и тем, что позволяет элементам связи Ссв1 и Ссв2 легко установить необходимую связь между контурами.

Выбираем конденсатор переменной емкости 12…495 пФ. Необходимая дополнительная емкость схемы Сдоп , включенная параллельно переменному конденсатору, определяется по формуле:

; (11.1)

где: Кд = fmax / fmin = 1600 / 1000 = 1,6 - коэффициент перекрытия диапазона.

пФ;

Емкость дополнительного конденсатора:

Сдоп = Сдоп сх - См - Свх p22 ;(11.2)

где: См 3 пФ - емкость монтажа;

Свх = 8 пФ - входная емкость усилительного прибора;

P2 = 1 - коэффициент включения усилительного прибора;

Сдоп = 297 - 3 - 8 (1)2 = 286 пФ;

Индуктивность контура:

;(11.3)

где: Скэmin - полная эквивалентная емкость входного контура:

пФ;

По ГОСТу Сдоп:

К10-7в-М75-300пФ10%

Выбираем сердечник антенны. Феррит марки 400нн:

- d = 8 мм, l = 80 мм, 0 = 200;

Вычисляем:

l / d = 80 / 8 =10

и из таблицы 3.1 [1] - находим д - действительную магнитную проницаемость:

д = 63;

Число витков контурной катушки требуемой индуктивности Lк, расположенной на ферритовом стержне рассчитываем по формуле:



;(11.4)

где: Д - диаметр намотки (Д d(см));

m - коэффициент, зависящий от отношения длины намотки к длине ферритового стержня (m = 0,3);

Lк - индуктивность контура, ( мкГн) которая вычисляется по формуле (11.3):

мкГн;

тогда:

витков;

Действующая высота ферритовой антенны:

;(11.5)

где: - длина волны, (230м);

S - площадь одного витка катушки:

м2;

Qэ - эквивалентная добротность контура

(из предварительного расчета Qэ = 30);

м;

Параметры Lк, Сн, Сдоп второго контура такие же как ив первом, только индуктивность выполняется без ферритового сердечника.

12. Расчет элементов связи

Для удобства настройки преселектора, элементы связи должны быть выбраны так, чтобы во всем диапазоне рабочих частот кривая селективности не имела существенной двухгорбости и одновременно обеспечивала связь близкую к критической. Это получается на нижней частоте диапазона. Обобщенный параметр связи будет равен = гр . Тогда на fmax обобщенный параметр связи будет несколько ниже гр.

Обобщенный параметр:

; (12.1)

где: ;(12.2)

Из предварительного расчета имеем:

Qk = Q1k = Q2k = 42, тогда = 1, = 1. При fmax 0,7;

Для расчета Lсв зададимся Ксв = 0,8 и p = 1 - коэффициент включения микросхемы во второй полосовой фильтр:

;(12.3)

тогда Lк = М, отсюда:

;(12.4)

выразим из формулы (12.4) Lсв :

Гн;

Расчет Ссв1 и Ссв2 производим по формулам 4.26 , 4.27 [5]:

;(12.5)

где: Ск min - минимальная емкость контура;

Ф;

пФ;

По ГОСТу:

Ссв1 КТ-1-М75-4пФ10% ;

Ссв2 К10-7в-Н90-0,03мкФ5% ;

13. Электрический расчет ФСС

В предварительном расчете мы выбрали пьезоэлектрический фильтр типа ПФ1П-23. Фильтр подключен к коллектору смесителя через широкополосный контур и согласующий трансформатор. Расчет сводится к определению элементов связи. Так как выходное сопротивление фильтра и входное сопротивление УПЧ имеют один порядок, то дополнительное согласование по выходу фильтра применять не будем.

Схема подключения фильтра к микросхеме приведена на рисунке (5). Определим показатель связи фильтра с усилителем:

;(13.1)

;(13.2)

где: d - конструктивное затухание контура (d = 0,01);

П - полоса пропускания УПЧ;

fn - промежуточная частота;

;

;

Вычислим индуктивность контурной катушки Lк:

Гн;

где: g22 = 0,3310-3 См - выходная проводимость микросхемы;

Определим индуктивность катушки связи Lсв:



;(13.3)

где: m1 - коэффициент включения;

r1 - коэффициент связи (rсв = 0,85);

;(13.4)

где: п - входное сопротивление фильтра;

;

тогда:

Гн;

Вычислим емкость конденсатора Ск:

Ф = 980 пФ;

Берем ближайшее стандартное значение, Ск = 1000 пФ;

Так как См - емкость монтажа и С22 - выходная емкость смесителя малы, то в расчете мы их не учитываем.

14. Электрический расчет АМ детектора

Для расчета АМ детектора необходимо знать несколько дополнительных параметров:

Rвх унч = 10 кОм - Rвх микросхемы К174УН4;

диапазон модулирующих частот, fмод = 100 8000 Гц.

Выберем диод для детектора с малой межэлектронной емкостью и большим Rобр (КД503А).

Сд = 1,5 пФ;Кд кр = 80 Ом;Rдобр = 7,5 МОм;

Схема детектора АМ приведена на рисунке 6.

Общую величину сопротивления нагрузки Rн = R1 + R2 определяют исходя из условия получения малых нелинейных искажений вследствие различия цепи нагрузки постоянному и переменному току.

Rн 0,42Rвх УНЧ = 0,4210000 = 4,2 кОм;

При этом принимают, что:

R1 = 0,2Rн = 0,24200 = 840 Ом;R2 0,8Rн = 0,84200 =3360 Ом;

Берем стандартные значения сопротивления по ГОСТу:

R1 = 820 Ом;R2 = 3,3 кОм;

Общую емкость нагрузки Сн определяют из условия отсутствия нелинейных искажений вследствие избыточной постоянной времени цепи нагрузки:

Ф = 3600 пФ;

где: m = 0,8 - коэффициент модуляции;

Fв - высшая модулирующая частота;

Емкость нагрузки Сн для улучшения фильтрации промежуточной частоты разбивают на два равных конденсатора:

Сн1 = Сн2 = 0,5Сн;(14.1)

По ГОСТу берем:

Сн1 = 1800 пФ;Сн2 = 1800 пФ;

Определим разделительную емкость Ср:

Ф;

где: н = 2fн = 23,14100 = 628;

по ГОСТу Ср = 2мкФ;

Рассчитаем входное сопротивление детектора:

кОм;

Рассчитаем элементы контура Lк и Ск:

Ф;

По ГОСТу берем значение Ск = 680 пФ;

Гн;

Lк = 172 мкГн;

По ГОСТу Lк = 180 мкГн;



Заключение

В ходе курсового проектирования был спроектирован приемник СВ - диапазона. Для этого произвели расчет следующих узлов приемника: входной цепи, детектора и АРУ. Для проектирования применялись следующие микросхемы: К174ХА2, К174УН4. Приведены блок схемы приемника и узлов, и соответствующие принципиальные электрические схемы.



Список литературы

1. Беляев В.С. Задание на курсовой проект и методические указания по курсовому проектированию по курсу радиоприемные устройства. М. 1988.

2. Сиверс А.П. Проектирование радиоприемных устройств. М. «Советское радио» 1976.

3. Бобров Н.В. Расчет радиоприемников. М. «Радио и связь» 1981.

4. Атаев Д.И. Болотников В.А. Аналоговые интегральные микросхемы. М. «МЭИ» 1991.

5. Новаченко И.В. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. М. «Радио и связь» 1989.

6. Голомбедов А.В. Полупроводниковые приборы. Диоды. Справочник. М. «Радио и связь» 1989.

7. Фалько А.И. Методические указания по курсовому проектированию. Разработка структурной схемы и расчет принципиальной схемы радиоприемного устройства. Новосибирск 1981.

Размещено на Allbest.ru

...