Реферати українською » Радиоэлектроника » Розрахунок супергетеродинного приймача ДВ, СВ хвиль


Реферат Розрахунок супергетеродинного приймача ДВ, СВ хвиль

Страница 1 из 3 | Следующая страница

1.1 Запровадження

         Винахід радіозв'язку великим російським ученим О.С. Поповим в 1895 р. – одне з найбільших відкриттів науку й техніки.

         У 1864 р. англійський фізик Максвелл теоретично довів існування електромагнітних хвиль, передбачене щеФарадеем, а 1888 р. німецький учений Герц експериментально довів існування цих хвиль. Досвід Герца стало те, що з допомогою котушки Румкорфа у просторі створювалися слабкі електромагнітні хвилі, що мисляться відразу розташованим «резонатором». Слабка іскра врезонаторе засвідчувала прийомі високочастотних електромагнітних коливань. Здавалося, що принцип зв'язку без дротів вже знайдено, варто збільшити потужність передавального устрою. Саме з цього шляху й йшли вчені, хотіли використовувати хвилі Герца для зв'язку без дротів. Але це не призвело до істотним результатам.

         Іншим шляхом пішов А. З. Попов, звернувши основну увагу на пошук можливостей прийому дуже слабких сигналів, тобто. для підвищення чутливості приймача.

         7 травня 1895 р. О.С. Попов на засіданні Фізичного відділення Російського фізико-хімічного суспільства на Петербурзі демонстрував прилад, приймає електромагнітні коливання. Цей прилад був у світірадиоприемним пристроєм; щодо нього було доданорегистрирующее влаштування і створеногрозоотметчик.

        Радиоприемное пристрій Попова відрізнялася від прийомних пристроїв попередніх дослідників (Герца,Лоджа) двома особливостями: наявністю антени та використанням посилення прийнятого сигналу.

         Надалі Попов значно підвищив чутливість свого приймача, запровадивши в схему свого радіоприймача коливальний контур, налагоджуваний в резонанс із частотою електромагнітних коливань.

         У 1904 р. англійський учений Флемінг винайшовдвухелектродную лампу (діод), а 1906 р. Лі де Форест увів у неї третій електрод – управляючу сітку. Електронна лампа викликала великі зміни у техніці радіозв'язку. Подальший розвиток технікирадиоприема було з удосконаленням електронних ламп. З 1918 р. почали застосовувати так званурегенеративную схему, що дозволило значно підвищити чутливість і вибірність радіоприймачів.

         У 1918 р. Армстронг отримав патент на схемусупергетеродинного приймача. На початку 1930-х було створеномногосеточние лампи, у зв'язку з, із чимсупергетеродинние схеми стають основними більшість випущених радіоприймачів. У 60-ті роки почалося освоєння інфрачервоного і оптичного діапазонів хвиль. Розвиток радіолокаційної техніки призвело до розробці методів посилення слабких електричних коливань. Було створено малошумливі підсилювачі НВЧ з допомогою ламп біжучому хвилі, молекулярні і параметричні підсилювачі, підсилювачі на тунельнихдиодах. Розвиток напівпровідникової електроніки призвело до новому напрямку з розробки методів і пристроїв приймання та опрацювання інформації – мікроелектроніці. Успіхи у розвитку сучасної мікроелектроніки дозволяють помітно поліпшити основні параметри радіоприймачів. Заміна цілих функціональних вузлів та блоків радіоприймача інтегральними мікросхемами, заміна конденсаторів перемінної ємності чиварикапними матрицями використовувати нові методи конструювання радіоприймачів, якось: синтез частот,бесшумная настроювання, автоматична регулювання смуги пропускання за зміни рівня вхідних сигналів, програмне управління приймачем тощо.

         Сучасна технологія виробництва радіоелектронної апаратури, принципово нові схемні рішення, реалізація стала можливої її основі, бо елементів і складність схем під час використання інтегральних мікросхем перестала бути обмежують чинниками, дозволили різко підвищити якісні показники всіх видів радіоприймальних пристроїв.

         Сучасні радіоприймальні устрою забезпечують надійний зв'язок з космічними станціями, працюють у системах супутниковому зв'язку, вмноготисячекилометрових радіорелейних лініях.Судовождение, авіація немислимі сьогодні без скоєних радіолокаційних станцій.

         Сучасна науково-технічна революція віднаходить своє яскраве вираження у бурхливого розвитку радіотехніки, зокрема техніки радіоприймальних пристроїв.


1.2 Ескізний розрахунок приймача

>Вариант№20

Параметри приймача:

1. Діапазон прийнятих частотfзв>fв,кГц ………….........................>ДВ, СВ.

2. Чутливість на магнітну антену Єа,мВ/м …………..………… 3

3.Селективность по сусідньому каналу>ск,дБ……………………………….40

4.Селективность по дзеркального каналу>зк,дБ ……………………………30

5.Виходная потужністьP>вих, Вт .……………………………………………0,15

6. Спектр відтворювальних частот Fзв>Fв,Гц………………………..3003500

7. Нерівномірність частотною характеристики М,дБ ……………………..12

8. Коефіцієнт нелінійних спотворень Дор, %.………………………………8

9. ДіяАРУ на вході ………………………………………………….>25дБ

                              навиходе………………………………………………….6дБ

10. Вигляд харчування – батарея6В

11.Рассчитать принципову схему каскадів АТ йУННЧ

12.Рассчитать частотну характеристикуУНЧ

1.2.1 Визначення й вибір типурадиоприемного устрою

         Для вибору типурадиоприемного устрою скористаємося ГОСТ 5651-89. Апарати по електричним іелектроакустическим параметрами поділяють втричі групи складності: вищу (0); першу (1) і другу (2).Брем таблицю з трактомАМ – це тракт прийому програм радіомовних станцій в діапазонахДВ, СВ і КВ, а діапазон нашого приймачаДВ, СВ. Але ми беремо вищу групу складності, оскільки наш радіоприймач не з нею з жодного параметру.

>ТрактАМ

>Табл. №1

Найменування параметра Норма для апаратів групи складності
1 2

1. Чутливість, обмежена шумами, при відношеннісигнал/шум щонайменше20дБ:

за напругою зі входу для зовнішньої антени,мкВ буде не гірший в діапазонах:

>ДВ

СВ

за напруженістю поля,мВ/м, буде не гірший, в діапазонах:

>ДВ

СВ

2. Діапазон відтворювальних частот звукового тиску всього тракту при нерівномірності частотною характеристики звукового тиску 14дБ буде в діапазоні СВ і 18дБ буде в діапазоніДВ, гц, не вже для стаціонарних апаратів . для переносних апаратів

3. Загальні гармонійні спотворення всього тракту по електричному напрузі на частоті модуляції 1000 гц, приМ=0,8; Р>вих = Р>вихном (U>вих = U>вихном), %, трохи більше

4. Ставленнясигнал/фон з антенного входу для апаратів з харчуванням - від мережі змінного струму,дБ, щонайменше

100

100

1,5!

0,7

50-6300

125-5600

4

46

По ТУ !

По ТУ!

По ТУ

По ТУ !

125-3550

315-3150!

5

40

Найменування параметра Норма для апаратів групи складності
1 2

5. Дія автоматичної регулювання посилення:

зміна рівня сигналу на вході,дБ

зміна рівня сигналу не вдома,дБ, трохи більше

6.Односигнальная вибірковість по сусідньому каналу прирасстройке ±9кГц,дБ, щонайменше

7.Односигнальная вибірковість по дзеркального каналу,дБ, щонайменше, в діапазонах:

>ДВ (на частотах 200кГц)

СВ (на частотах 1000кГц, по ТУ)

46

10

40

50(40)**

36

30!

10!

По ТУ!

40(26)**

34(20)**

* Для апаратів обсягів менш 0,001 м3 діапазон встановлюють в ТУ.

** Для апаратів обсягом менш 0,001 м3.

При порівнянні параметрів які у таблиці з параметрами нашого приймача, у другий клас приймача (2) знайшли 7 збігів (відзначених знаком !), тоді як і першому (1) – лише 1 збіги (відзначених знаком !). У першому випадку збіглися чутливість магнітної антени, дію автоматичної регулювання посилення,односигнальная вибірковість по сусідньому каналу і діапазон відтворювальних частот. У другий випадок збіглася лише чутливість магнітної антени.

         Тож обираю 2 клас складностірадиоприемного устрою.


1.2.2 Вибірподдиапазонов та його кордонів

Якщо за незмінною індуктивності контуру може бути забезпечене перекриття всього діапазону приймача змінним конденсатором, і навіть для зручності та набуттям більшої точності установки частоти і настрою приймача на станції діапазону коротких і ультракоротких хвиль, діапазон приймача ділиться деякіподдиапазони. Попередній вибір числа підсилюючих каскадів і виборчих контурів приймача необхідно здійснювати кожномуподдиапазоне окремо. Тому попередній розрахунок приймача слід з вибору числа необхіднихподдиапазонов та визначенням їх кордонів.

У радіомовних приймачах розбивка наподдиапазони виробляється відповідно до ГОСТу 5651-89. Відповідно до цим додатково наподдиапазони розбивається лише КВ. діапазон, інші ж перевіряються забезпечення обраним блоком змінних конденсаторів заданого перекриття частот. Діапазон КВ. радіомовного приймача зазвичай ділиться на 2-3поддиапазона чи виділяється кілька розтягнутіподдиапазонов.

Позаяк у технічних вимогах на приймач кордонуподдиапазонов і кількість не задано, ми розраховуємо коефіцієнт перекриття всього діапазону. Вибираємо двох секційний блок конденсаторів перемінноїемкости ТеслаCmin=5пф іCmax=385пф, габаритні розміри блоку25*25*25мм. Визначаємокоефицент діапазонуКд, поставившиемкостью схемиСсх=30пф, за такою формулою:

            Кд = (>Сkmax+Ссх)/(Сkmin+Cсх) = (385+30)/(5+30) = 3,44          

За формулою:Кд.с.=fcmax/fcmin визначаємо необхіднийкоефицент діапазону за частотоюКд. з, попередньо розрахувавшиfcmax іfcmin по формулам:

>fcmax =1.02*fcmax,

>fcmin =fcmin/1.02,

Оскільки мені задано частоти діапазонівДВ і СВ то ГОСТ 5651-64 я приймаю дляДВ:150408кГц ; для СВ:5251605кГц

Для (>ДВ): fcmax= 1.02*408 =>416,16кГцfcmin=150/1.02 =147,05кГц ,

>Кд.с=416,16/147,05=2,8

Для (СВ):fcmax=1.02*1605=1637.1кГцfcmin= 525/1.02 =>514.7кГц

>Кд.с=1637,1/514,7=3,180

 Перевіряємо виконання умови щобКдКд.с:

Для (>ДВ): 3,44>2,8 для (СВ): 3.44>3.180,

Оскільки умова виконується топриемнике застосовується один діапазон для (>ДВ), і тільки діапазон для (СВ).    


1.2.3 Перевірка перекриттяподдиапазонов

Після вибору блоку змінних конденсаторів необхідно перевірити, чи зможе він забезпечити перекриття всіхподдиапазонов приймача.

Порядок розрахунку:

1. Визначається еквівалентна ємність схеми З’>сх, коли він обраний раніше блок змінних конденсаторів забезпечить перекриття даногоподдиапазонаk’пд.

Для (>ДВ) й у (СВ):

З’>сх = (З>max –Кд2З>min) / (>Кд2 – 1) = (385 – 3,442∙5) / (3,442 – 1) =325,83/10,83=30,08пф          

2. Оскільки всіхподдиапазонах З’>сх > 0, необхідно обчислити справжню ємність схеми:

З>сх = Зм + ЗL + З>вн = 15 + 15 = 30пФ

де Зм – ємність монтажу (див. табл. №3)

      ЗL – власна ємність котушки контуру (див. табл. №3)

      З>вн – ємність, яку вносить в контур електронним приладом на робочої частоті. Ємність, внесену в контур електронним приладом на робочої частоті, ми обчислюємо і приймаємо рівної 0.

>Табл. №3

Діапазон

Ємність монтажу Зм,пФ

Ємність котушки ЗL,пФ

Довгі хвилі (>ДВ)

Середні хвилі (СВ)

Короткі хвилі (КВ)

>Ультракороткие хвилі (УКХ)

5 20

5 15

8 10

5 6

15 20

5 15

4 10

1 4

 

3. Оскільки З>сх’ З>сх (усімподдиапазонах), то додаткову ємність годі й визначати. І, отже, блок конденсаторів обраний, вірно.

4.Эквивалентная ємність вхідний ланцюга:

Для (>ДВ) й у (СВ.):

Зе = (>Ck>min + З>сх’) (>Ck>max + З>сх’) = (5 + 30,08)(385 + 30,08)=35,08415,08пФ                                 

1.2.4   Вибір проміжної частоти

Розмір проміжної частоти вибирається з таких міркувань:

1. Проміжна частота (>fін) має перебувати у діапазоні частот приймача чи від кордонів цього діапазону;

2. Проміжна частота має збігатися із частотою будь-якого потужного передавача.

3. Для отримання хорошою фільтрації проміжної частоти не вдома детектора має виконати таке умова:

>fін 10Fв ,

де Fв – верхня частота модуляції.

4. Зі збільшенням проміжної частоти:

- збільшується вибірковість по дзеркального каналу;

- зменшується вибірковість по сусідньому каналу;

- розширюється смуга пропускання;

- зменшуються вхідний і вихідний опору електронних приладів, що зумовлює збільшення шунтування контурів, а як і знижується крутість характеристики транзисторів;

- погіршується стійкістьУПЧ;

- зменшується коефіцієнт посилення на каскад рахунок зменшення резонансного опору контуру і погіршення параметрів електронних приладів;

- зменшується шкідливий вплив шумів гетеродина на чутливість приймача;

- полегшується поділ трактів проміжної і низької частоти, що дозволяє спростити фільтр не вдома детектора;

- збільшується надійність роботи устрою автоматичної підстроювання частоти;

- зменшуються розміри контурів іблокировочних конденсаторів.

5. З зменшенням проміжної частоти:

- збільшується вибірковість по сусідньому каналу;

- зменшується вибірковість по дзеркального каналу;

- звужується смуга пропускання;

- збільшуються вхідний і вихідний опору електронних приладів, що зумовлює зменшенню шунтування контурів, а як і збільшується крутість характеристики транзисторів;

- поліпшується стійкістьУПЧ;

- збільшується коефіцієнт посилення на каскад;

- знижується коефіцієнт шуму.

>Табл. №4

Тип приймального устрою Проміжна частота
>РадиовещательнийАМ іЧМ 465±2кГц; 6,5±0,1 МГц

Відповідно до таблицею №4, обираю проміжну частоту рівну465±2кГц.

1.2.5 Визначення ширини смуги пропускання

>Ширина смуги пропускання високочастотного трактусупергетеродинного приймача визначається необхідної шириною смуги частот випромінювання передавача кореспондента, і навіть нестабільністю частоти передавача кореспондента і гетеродина приймача.

Необхідна ширина смуги частот випромінювання передавача2fп залежить від виду передачі й модуляції, й так:

1. При двохполосной амплітудної модуляції (АЗ)

>2fп =2Fв =23500Гц =7000Гц=7кГц

де Fв – верхня (максимальна) частота модуляції.

2. При односмугової амплітудної модуляції:

з придушенням однієї бічний смуги (>АЗН іАЗА)

>2fп = Fв =3500Гц=3,5кГц

з придушенням однієї бічний смуги і цілком несе коливання (>АЗJ)

>2fп = Fв - Fзв = 3500 –300 =3200Гц=3,2кГц

де Fзв – нижня (мінімальна) частота модуляції.

1.2.6 Розподіл заданої нерівномірності посилення в смузі пропускання.

Задля більшої необхідного мінімуму частотних спотворень у області верхніх звукових частот кожному радіоприемному влаштуванню в технічних умовах ставиться найменше ослаблення берегах смуги пропускання. Для радіо мовнихприемников це поставлено в ГОСТ 5651-65.

Під час проектування задана величина ослаблення розподіляється щодо окремих трактамприемника. Практикою встановлено, що найприйнятніший є розподіл ослаблення берегах смуги пропусканняприемника щодо окремих трактам, наведене втаблице№5:

Послаблення берегах смуги пропускання трохи більше,дб

 

Типприемника Частота,кГц Усього тракту >ТрактаРЧ >ТрактаПЧ1 >ТрактаПЧ2 >УННЧ >УНЧ

Радіо віщальніприемники:

   ЗАМ

   ЗАМ

   ЗЧМ

>ТранзисторнийАМ з магнітною антеною

<250

>250

>250

>250

18

14

14

14

>48

>13

0

>36

>68

>68

6

>48

-----

-----

-----

-----

>12

>12

>23

>1.52

>12.5

>12.5

>34

>1.52

         

Уприемниках з магнітною антеною, де збільшення ефективної діючої висоти магнітної антени і вибірковості по дзеркального каналу еквівалентну якість контурів вхідний ланцюга може бути зроблене досить високою (порядку100200), збільшують ослаблення тракту радіочастоти до36дб, відповідно зменшуючи ослаблення в трактіУПЧ іУНЧ.          

1.2.7 Визначення еквівалентній добротності і кількість контурів тракту радіочастоти.

Залежно від заданої величини ослаблення дзеркального каналу визначається необхідна мінімальна добротність контурупреселектора. Поставмо лише вхідним контуром безУРЧ і визначимо мінімальну еквівалентну добротність контуруQек.зк, що забезпечує заданий ослаблення дзеркального каналу:nc=1

                nc

>Qек.зк =Se.зк / {(>fзк/fcmax)-1}, деSeзк- заданий ослаблення дзеркального каналу в відносних одиницях;fек =>fcmax+2*fпр. Далі вибирають конструктивну добротність контурівпреселектораQкон, орієнтовний значення наведено в таблиці №6:

Діапазон хвиль. Конструктивна добротність контуру зферритовим сердечником.
>Километровий (>ДВ) >90140
>Гектометровий (СВ.) >100160
>Декаметровий (КВ.) >140190

Потім перевіряють виконання умови:Qек.зк(0,50,7)Qкон. Далі розраховують смугу частот вхідного сигналу П і максимальну добротність контуру вхідний ланцюга чи вхідний кайдани й посадилиУРЧQек.п. коли він частотні спотворення в заданої смузі становить допустимих, отриманих під час розподілу їх між каскадами:

>П=2*(Fmmax +fсопр +fг), деfсопр-допустимая неточність поєднання настройок контурів, яку задля кілометрового ігектометрового діапазону вибирають рівної35кГц;fг- можливе відхилення частоти гетеродина, однакову (>0,51)*0,001*fcmax;

              FcminM-1

>Qек.п= ,

                     П.

Де М- частотні спотворенняпреселектора, за відсутності вприемникеУРЧМ=Мпрес/2, за наявностіУРЧМ=Мпрес. Повинно виконуватися умова:

>Qек.п.Qек.зк

>Fmmax=Fcmax-Fcmin=3500-300=3200Гц=3,2кГц.

ДляДВ:

>Qек.зк = 31,6/{(1790244/166464)-1}=3.2

>Вибираю конструктивну добротністьQкон=90

>Проверяю виконання умовиQек.зк(0,50,7)Qкон:3.24563, умова виконується, приймаємо розрахованеQек.зк.=3,2

>fсопр – дляДВ й у СВвиберают(35)кГц, виберуfсопр=5кГц;fг=1*0,001*fсmax=1*0.001*408кГц=0,408кГц

П.=2*(3,2+5+0,408)=17,216кГц

>Qек.п= (>150кГц* (>3/2)-1)/17,216кГц= 167,70/17,216=10,89

>Проверяю виконання умовиQек.пQек.зк :

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація