Разработка тракта радиоприемного устройства
Проведение исследования кольцевого диодного смесителя. Характеристика полосно-пропускающего фильтра и цепи согласования. Особенность усилителя промежуточной частоты. Создание принципиальной схемы приемного тракта. Главный анализ детектора отношений.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.12.2016 |
| Размер файла | 311,4 K |
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 ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
КОНТРОЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
Дисциплина: УПОС
Тема: Разработка тракта радиоприемного устройства
Выполнили
Журавлев А.С.
Горыня А.В
Преподаватель
Коротков А.С.
Санкт-Петербург 2013
Содержание
1. Постановка задачи и исходные данные
2. Реализация смесителя
3. УПЧ
4. Полосно-пропускающий фильтр и цепь согласования
5. ЧМ детектор
Литература
1. Постановка задачи и исходные данные
Провести расчёт тракта радиоприёмного и моделирование устройства при помощи пакета MicroCap. Тракт включает в себя: смеситель, усилитель промежуточной частоты, полосовой фильтр, ЧМ-детектор. В качестве источника сигнала используется генератор ЧМ-колебания. Гетеродин описывается с помощью гармонического генератора напряжения.
Промежуточная частотаfпч |
Частота модуляции F |
Индекс модуляцииш |
Тип смесителя |
Тип детектора |
|
|
2 МГц |
2 кГц |
10 |
Диодный |
Дробный |
Амплитуду входного сигнала и гетеродинного, а также частоты несущей и гетеродина, задать самостоятельно:
Несущая частота сигнала fс = 50 МГц, амплитуда входного сигнала 20 мВ, частота гетеродина fг=fс-fпч=48 МГц. Амплитуда гетеродина - 20мВ.
ЧМ сигнал описывается следующим выражением:
Структурная схема тракта:
Пояснения к структурной схеме:
В смесителе (СМ) происходит понижение несущей частоты ЧМ сигнала для облегчения дальнейшей обработки. Блок усиления промежуточной частоты (УПЧ) усиливает сигнал до уровня достаточного для нормального функционирования ЧД. Полосовой фильтр (ПФ) настроенный на промежуточную частоту, убирает дополнительные каналы, возникающие в смесителе. Частотный детектор выделяет исходный модулирующий сигнал. Поскольку схема дробного детектора устойчива к паразитной амплитудной модуляции, её можно использовать без амплитудного ограничителя.
2. Реализация смесителя
Смеситель построен по схеме кольцевого диодного смесителя.
Принципиальная схема смесителя:
Индуктивность всех катушек на трансформаторах Х1 и Х2 равна L=1мГн.
Диоды D1 D2 D3 D4 построены на модели $GENERIC с параметрами:
Сигнал на входе и выходе смесителя:
Спектр входного сигнала смесителя:
Спектр выходного сигнала смесителя
3. УПЧ
Усилитель промежуточной частоты представляет собой 2х каскадный широкополосный усилитель. Первый каскад выполнен на БТ по схеме с ОЭ, второй каскад сделан по схеме инвертирующего операционного усилителя.
Необходимый коэффициент усиления по напряжению УПЧ равен Купч=100, что эквивалентно 40дБ.
Коэффициент усиления 2 каскада на ОУ определяется отношением резисторов R16 и R15, и равен K2=5. Купч=K1*K2 следовательно, коэффициент усиления первого каскада K1=20. Расчет первого каскада приведен ниже. диодный смеситель усилитель детектор
Принципиальная схема УПЧ:
АЧХ и ФЧХ:
Расчет первого каскада УНЧ на БТ по схеме с ОЭ.
Выбор рабочей точки и расчет Y параметров.
Схема для снятия статических характеристик транзистора и расчета у параметров:
Семейство зависимостей Ic=f(Uce) при Ube=const:
Ic=1.416mA;
Uce=20V;
Ube=0.745V;
E=30V;
E/(Rc+Re)=4.3mA;
Необходимые Y параметры в рабочей точке:
Y11=1/Rbe=0.000444089;
Rbe=2.252 kOm;
Y21=S=0.0533;
Рассчитаем номиналы:
Ku=20 по условию, RL=500 Om
Из соотношения для нагрузочной прямой найдем Re
E/(Rc+Re)=4.3mA;
Далее рассчитаем резисторы Rt1 и Rt2, положим Rt2=20kOm, тогда:
Теперь рассчитаем конденсаторы.
Так как схема содержит 3 фильтра верхних частот, то частота на которой выберем частоту среза одинаковой для всех фильтров Fg=100 на этой частоте Ku=Ku_Fg:
Округлим значения и подставим в схему:
АЧХ первого каскада УПЧ:
4. Полосно-пропускающий фильтр и цепь согласования
Использован полосовой фильтр Баттерворта 9 порядка, тип фильтра обусловлен наиболее плоской АЧХ, порядок фильтра обусловлен тем что АЧХ на выходе фильтра равна K(f)=Kус*Кпф, это значит даже незначительное даже незначительные неравномерности АЧХ фильтра сильно сказываются на выходном спектре сигнала, что ведет к паразитной амплитудной модуляции, по этим же причинам на выход фильтра поставлена цепь согласования, которая устраняет влияние сопротивления нагрузки фильтра на его параметры.
Цепь согласования представляет собой ОУ включенный по следящей схеме.
Схема узла:
Принципиальная схема фильтра Х5:
АЧХ фильтра:
Спектр сигнала на выходе фильтра:
5. ЧМ детектор
ЧМ детектор построен по схеме дробного детектора (детектор отношений), такая схема подавляет амплитудную модуляцию, и как следствие перед ней нет необходимости ставить амплитудный ограничитель.
Принципиальная схема детектора:
Расчет детектора:
Резонансная частота контуров (С1 L1; C6 L6; C2 L2,L3) f0 должна быть равна fпч=2 МГц, кроме того конденсатор С6 должен быть больше С1 и С2.
С1=1нФ
С2=1нФ
С6=10нФ
L1=6.33мкФ
L2=L3=3.166мкФ
L6=633.26нФ
Номиналы R=R4=R5 и С=C3=C4 амплитудного детектора выбираются из условий:
RC >>1/fпч=500нс
RC<<1/F=500мкс
При R=1 кОм и С=50нФ R*C=50мкс
Конденсатор С5 выбирается большим, для того чтобы поддерживать постоянное напряжение.
Спектр сигнала на выходе детектора:
Литература
1)Конспект лекций по курсу «Устройства приема и обработки сигналов»
2)У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника»
3)Е.И. Манаев «Основы радиоэлектроники»
4)М.А. Амелина, С.А. Амелин «Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap 8»
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
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 30.10.2013Проектирование 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 18.08.2012Расчет супергетеродинного радиоприемного устройства (РПУ). Проектирование тракта промежуточной частоты. Выбор схем детектора, расчет его выходного напряжения. Расчет полосы пропускания линейного тракта РПУ. Выбор числа поддиапазонов и элементов настройки.
курсовая работа [198,9 K], добавлен 16.12.2012Эскизный 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 13.10.2017Выбор 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 15.02.2012Расчет 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 12.12.2012Разработка радиопередающего устройства. Выбор промежуточной частоты, число поддиапазонов. Параметры избирательной системы тракта радиочастоты. Число каскадов тракта радиочастоты и определение усилителя по каскадам. Расчет энергетического режима.
курсовая работа [934,2 K], добавлен 19.12.2012Виды 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 17.03.2010Предварительный расчет и составление структурной схемы приемника. Выбор и обоснование селективных систем и расчет требуемой добротности контуров радиочастотного тракта. Схема и расчет входной цепи. Выбор средств обеспечения усиления линейного тракта.
курсовая работа [867,4 K], добавлен 10.04.2011Принцип работы усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и назначение всех элементов принципиальной схемы. Расчет усилителя промежуточной частоты с фильтром сосредоточенной селекции. Транзисторный детектор для приема амплитудно-модулированных сигналов.
контрольная работа [293,7 K], добавлен 15.11.2011Изучение принципов моделирования радиотехнических устройств. Расчет элементов радиоприемного устройства супергетеродинного типа и прохождения сигнала через них. Анализ усилителя радиочастоты, гетеродина и смесителя. Оценка действия фильтра и детектора.
курсовая работа [5,6 M], добавлен 08.01.2016Диапазон принимаемых частот, воспроизводимых частот радиоприемника. Избирательная система тракта сигнальной частоты. Расчет входной цепи с ферритовой антенной, усилителя радиочастоты, усилителя промежуточной частоты. Коэффициент устойчивого усиления.
курсовая работа [146,5 K], добавлен 06.12.2013Состав структурной схемы приёмника. Определение уровня входного сигнала, числа поддиапазонов, полосы пропускания, коэффициента шума, параметров избирательных систем тракта радиочастоты. Разработка тракта усиления промежуточной частоты изображения и звука.
курсовая работа [815,7 K], добавлен 30.10.2013Характеристика активных фильтров, требования, предъявляемые к ним. Разработка принципиальной схемы полосового фильтра. Анализ технического задания и синтез схемы устройства. Реализация фильтра Баттерворта. Выбор элементов схемы и операционного усилителя.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.12.2015Разработка и расчет структурной схемы радиоприемного устройства. Расчет принципиальной схемы приемника, Y-параметров МС 174ПС1, входной цепи и колебательной системы. Метод обеспечения перестройки по частоте. Конструктивная разработка УРЧ и смесителя.
курсовая работа [508,4 K], добавлен 04.03.2011Разработка 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 22.03.2014Характеристика способов и устройств запоминания частоты. Описание структурной схемы, принцип действия и состав станции активных помех. Расчет схемы управления переключателем. Конструкторско-технологический анализ элементной базы, расчет цены разработки.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 10.07.2012Расчет 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 12.06.2015Выбор 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 01.10.2013Выбор 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
