Файл: 1. Техникоэкономический анализ задания 1 Анализ задания и обоснование актуальности темы работы.rtf

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 114

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Так как у нас хранятся только временные данные, то выбираем AT24C04.

Для увеличения нагрузочной способности порта процессора применяем мощные повторители.

Дополнительные данные:

- выходной ток до 20 мА;

- КМОП входные и выходные уровни.

Из всей номенклатуры нам удовлетворяет серия КР1533 или ее аналог 74АСххх.
Таблица 1.13 - Основные электрические характеристики повторителя

Элемент

Iвых, мА

fmax

Температурный

диапазон

КР1554ЛИ9

(74АС34)

24

150

- 450С…+ 850С


Сведем список выбранных элементов в табл.1.14
Таблица 1.14 - Элементная база для создания проектируемого устройства

Блок РЧ

Блок ЗЧ

Блок

упраления

Блок

питания

KS-H-134

LA3375

SFH-508-306

1N4001

К174ПС1

TDA8425

24C04

7812

К174ХА6

TDA1552Q

КР1554ЛИ9




КР544УД2

КТ3102ГМ

AT89C52-12PC




КП303Г




ТОТ-3361




КТ3107ГМ




КТ209




КТ3102ГМ




АЛ307




КД522




КД522






2. 14Equation Section 423Equation Section 3Конструкторский раздел
2.1 Описание структурной схемы
Модуль РЧ

Устройство выполнено по схеме супергетеродина с двойным (при узкополосным приеме – с тройным) преобразованием частоты. Первое преобразование осуществляет СКВ. Селектор каналов управляется по шине I2C, формируемой блоком управления. К симметричному выходу селектора подключен ПАВ-фильтр первой ПЧ (31,7 МГц).

После фильтра первой ПЧ следует преобразователь частоты, на выходе которого стоит фильтр второй ПЧ — 10,7 МГц. Отфильтрованный сигнал второй ПЧ поступает на частотный детектор. Параллельно сигнал ПЧ заводится на цепи АРУ, БШН, S-метра. Далее комплексный стереосигнал поступает на ОУ, усиливается до уровня, необходимого для нормальной работы стереодекодера.


Модуль ЗЧ

Комплексный стереосигнал с частотного детектора модуля РЧ поступает на стереодекодер. Далее низкочастотный сигнал левого и правого каналов поступает на аудиопроцессор, где происходят необходимые усиление, частотная коррекция и регулировка звукового сигнала. Затем сигнал ЗЧ подается на усилитель мощности, который позволяет производить бесшумное переключение каналов. В приемнике режим MUTE одновременно включается и в оконечном УЗЧ и по шине I2C в аудиопроцессоре. Одновременно сигнал ЗЧ подается на усилитель для работы низкоомных стереотелефонов.

Модуль управления

Модуль управления выполнен на микроконтроллере и формирует сигналы управления по шине I2C для управления селектором каналов, аудипроцессором, энергонезависимым ПЗУ и однокристальными часами (модуль РЧ).

Блок управления имеет клавиатуру 4х4 плюс две дополнительные кнопки, восьмиразрядное табло, светодиоды — «Стерео», «Узкая полоса», фотоприемник. Мощные повторители служат для увеличения нагрузочной способности порта процессора. При включении «тихого» режима отключается динамическая индикация.
2.2 Описание работы УКВ-ДМВ приемника по схеме электрической принципиальной
Приемник состоит из четырех основных модулей:

1. В модуле РЧ находится всеволновый селектор каналов. Модуль осуществляет двойное преобразование частоты, частотное детектирование и усиление полученного напряжения НЧ или комплексного стереосигнала (КСС). Также здесь выполнены схема бесшумной настройки, АРУ и S-метра. К модулю можно подключить субмодули узкополосного приема и дополнительного фильтра.

2. Модуль ЗЧ осуществляет декодирование стереосигнала, предварительное усиление, регулировку тембров НЧ и ВЧ, переключение стереоэффектов, усиление мощности НЧ и позволяет производить прослушивание программ через стереотелефоны, подключение внешнего источника сигнала к усилителю приемника, подключение аккустических систем с сопротивлением от 4 до 8 Ом к усилителю мощности приемника. На модуле также находятся три стабилизатора напряжения, необходимые для питания остальных блоков приемника.

3. Модуль управления имеет в своем составе микроконтроллер, формирующий шину управления I2C, 8-разрядную динамическую индикацию, клавиатуру 4х4. Текущие настройки сохраняются в энергонезависимом ЭСППЗУ отдельно для каждой ячейки памяти. Все основные регулировки можно производить с пульта дистанционного управления с RC-5 протоколом.



4. Модуль питания формирует напряжение 16 В, необходимое для питания всего приемника и 31 В для селектора канала. Максимальный ток нагрузки – до 4,5 А.
2.2.1 Модуль радиочастоты

Данное устройство выполнено по схеме супергетеродина с двойным (при узкополосном приеме — с тройным) преобразованием частоты. Первое преобразование осуществляет малогабаритный селектор каналов А1.1 – KS-H-132 (Selteka), имеющий в своем составе синтезатор частоты.

Селектор каналов управляется по шине I2C, формируемой блоком управления. К симметричному выходу селектора (выводы 9,10) подключен ПАВ-фильтр 1–й ПЧ 1ZQ1 УФП3П7-5.48 с центральной частотой, расположенной в интервале от 31,5 до 38 МГц (в нашем приемнике - это 31,7 МГц) и полосой пропускания по уровню – 3дБ около 800 кГц. Подобные фильтры используются в телевизорах с параллельным каналом звука и в небольшом количестве есть у авторов. Выход фильтра согласован катушкой 1L1 , которая создает с выходной емкостью фильтра колебательный контур, настроенный в резонанс на рабочей частоте. Это позволяет уменьшить потери в фильтре до 3 - 4 дБ и сузить полосу пропускания по первой ПЧ до 500 – 600 кГц. Вместо ПАВ – фильтра можно применить 3-х контурный ФСС – с катушками связи на первом и последнем контурах. В этом случае лишь увеличатся габариты. Выходной импеданс селектора чисто активный и равен 100 Ом. Можно попробовать использовать здесь обычный фильтр 38 МГц на ПАВ с «двугорбой» АЧХ, применяющийся в радиоканалах современных телевизоров, но из-за того, что полоса по 1-й ПЧ в этом случае будет около 7 МГц, видимо, возрастут шумы и упадет избирательность по соседнему каналу ( не проверялось).

После фильтра 1-й ПЧ следует преобразователь частоты на 1DA1 К174ПС1 на выходе которого стоит фильтр 2-й ПЧ - 10,7 МГц, выполненный на одном пьезокерамическом фильтре 1ZQ2 и согласованный контуром 1L2, 1C5. Гетеродин микросхемы 1DA1 стабилизирован кварцевым резонатором 1BQ1 – 21 МГц. Отфильтрованный сигнал второй ПЧ поступает на 1DA2 К174ХА6, в которой происходит дальнейшее усиление, ограничение и детектирование ЧМ сигналов. Параллельно сигнал ПЧ заводится на схему АРУ, БШН, S-метра, собранную на транзисторах 1VT1 - 1VT5. Аналогичные внутренние цепи К174ХА6 при этом не используются т.к. из-за большого уровня входного сигнала, поступающего на ее вход они работают неэффективно. Схема на транзисторах имеет большой динамический диапазон и работает лучше. Отфильтрованный сигнал ПЧ усиливается резонансным каскадом на 1VT1, настроенным на 10,7 МГц, затем поступает на логарифмический детектор, выполненный на транзисторе 1VT3 и диоде 1VD2. При малых уровнях сигнала входное сопротивление каскада велико из-за высокого сопротивления закрытого диода 1VD2 в эмиттерной цепи 1VT2. Каскад работает как линейный детектор. С увеличением уровня сигнала начинает открываться диод 1VD2, входное сопротивление каскада падает и шунтирует входной сигнал. С этого момента каскад начинает работать как логарифмический детектор. Характеристику детектора можно изменять базовым смещением транзистора 1VT3 и подбором диода 1VD2. Выпрямленное напряжение интегрируется на 1C25 и сопротивлении 1R12 + входное сопротивление эмиттерного повторителя на 1VT4. Напряжение, обратно пропорциональное входному сигналу, с выхода эмиттерного повторителя 1VT4 через делители на 1R15 и 1R17 поступает соответственно на вывод 1 селектора каналов (АРУ) и на ключевые каскады на транзисторах 1VT5 и 1VT2, в которых происходит двойная инверсия управляющего напряжения и приближение его к ТТЛ сигналу, служащему для управления шумоподавителем и остановкой автосканирования. Комплексный стереосигнал с вывода 7 К174ХА6 поступает на операционный усилитель 1DA4 КР544УД2. Усилитель почти в 3 раза усиливает КСС до уровня 300-600 мВ, необходимого для нормальной работы стереодекодера.


На принципиальной схеме блока РЧ есть микросхема 1DD1 PCF 8583 – это часы, управляемые по шине I2C.
2.2.1.1 Субмодуль дополнительного фильтра

Если в вашей местности можно принимать более 7 - 10 станций в «верхнем» радиовещательном диапазоне, то для повышения избирательности по соседнему каналу печатная плата предусматривает установку более сложного фильтра ПЧ на двух пьезокерамических фильтрах (рис.2.1).


Рисунок 2.1 - Субмодуль дополнительного фильтра
Суммарное затухание в этом фильтре равно 6 - 8 дБ и определяется апериодическим компенсирующим усилителем, выполненным на DA1 S595 (ф.Temic). Усиление каскада должно компенсировать потери во втором фильтре ZQ2 и его можно подобрать резистором R1. Увеличивать усиление и компенсировать потери двух фильтров не имеет смысла, т.к. после селектора каналов, имеющего коэффициент усиления не менее 40 дБ и К174ПС1 – 20 дБ, уровень сигнала второй ПЧ – единицы и десятки милливольт. Фильтр с компенсирующим усилителем выполнен на ЧИП-элементах и собран на отдельной плате, которая запаивается вертикально вместо одиночного фильтра (точки 1,2,3). Питание + 5В — точка 4.

2.2.1.2 Субмодуль узкополосного приема

Радиоприемник позволяет вести прием станций с узкополосной ЧМ. Для этого нужно изготовить субмодуль узкополосного приема. Принципиальная схема субмодуля приведена на рис 2.2.


Рисунок 2.2 - Субмодуль узкополосного приема
Узкополосный приемник на микросхеме MC3361 не имеет особенностей и собран по типовой схеме, неоднократно описанной в литературе. Он позволяет качественно принимать радиостанции с девиацией частоты от 1 до 5 кГц. Этот блок выполнен на отдельной печатной плате и может не изготавливаться. Коммутация ШП\УП осуществляется процессором блока управления, при нажатии кнопки 3S1 или с ПДУ. При этом включается светодиод 3VD1, логический «0» с P3.6 (точка 9) процессора открывает транзистор VT1 субмодуля, который управляет реле K1 субмодуля. На вход операционного усилителя 1DA4 через свободноразомкнутые контакты реле K1 поступает НЧ сигнал с MC3361, где он также усиливается (вход 10,7 МГц все время подключен и не коммутируется). При подключении данного блока нужно удалить перемычку J1 на блоке ВЧ. На печатной плате эта перемычка выполнена в виде зазора на печатном проводнике между 7 выводом 1DA2 и 1C36 и легко устанавливается или не устанавливается каплей припоя во время пайки. По-возможности коротким, коаксиальным кабелем соедините 9 точку блока ВЧ с 8 точкой субмодуля. Дальнейшее прохождение НЧ сигнала через стереодекодер никак на качестве сигнала не отражается.


Узкополосные станции можно принимать и на основном варианте приемника, не изготавливая специальный субмодуль. Для этого нужно увеличить до 10 кОм резистор 1R8 (не забывая уменьшать его при приеме радиовещательных станций). Этот резистор позволяет менять крутизну дискриминатора, благодаря чему можно получить больший уровень НЧ сигнала от малой девиации. При этом нужно смириться с плохой работой шумоподавителя из-за малых уровней ВЧ сигнала узкополосных станций и, все же, малым уровнем НЧ сигнала. Резистором R6 устанавливается порог срабатывания шумоподавителя.

Если недостаточен шаг перестройки по частоте 50 кГц, то в субмодуле можно ввести плавную настройку ±25 кГц, удалив кварцевый резонатор BQ1 на 10,235 МГц, конденсатор C4 и подав на 1-й вывод микросхемы DA1 сигнал от отдельного плавного генератора с уровнем 100…200 мВ и частотой от 10210 кГц до 10260 кГц.
2.2.2 Модуль звуковой частоты

Комплексный стереосигнал (КСС) с частотного детектора РЧ через контакт 8 разъема ХР2 модуля ЗЧ поступает на стереодекодер, выполненный на микросхеме 2DA1 LA3375 модуля ЗЧ.

Стереодекодер выполнен на LA3375. Схема включения LA3375 – типовая. Выход этой микросхемы дополнительно можно использовать как линейный выход приемника.

Далее низкочастотный стереосигнал поступает на аудиопроцессор 2DA2 TDA8425 (Philips), где происходят усиление, частотная коррекция и все регулировки звукового сигнала. Затем НЧ сигнал поступает параллельно на усилитель мощности 2DA6 TDA1552Q и на усилитель стереотелефонов 2DA5 TDA7050. Питание 5В этой микросхемы стабилизировано отдельным малогабаритным стабилизатором КР1157ЕН5А (78L05) 2DA5. Микросхема TDA1552Q имеет вывод MUTE, который управляется процессором блока управления через транзистор 2VT1 с задерживающей RC цепочкой 2R17, 2C43, 2C45 и позволяет производить абсолютно бесшумное переключение каналов. В приемнике режим MUTE одновременно включается и в оконечном УНЧ и по шине I2C для аудиопроцессора. В телефонах будет прослушиваться слабый щелчок при переключении каналов из-за того, что режим MUTE аудиопроцессора более инерционный, так как выбирается по шине I2C. Блок имеет дополнительный линейный НЧ вход (XS4) и может использоваться как обычный усилитель мощности с удобным сервисом. При этом можно включать режим, в котором сигнал из одного входного канала А или В поступает сразу на два канала усилителя.

Стабилизаторы 2DA4, 2DA7 позволяют максимально избавиться от помех процессора и динамической индикации и служат для питания аналоговой и цифровой частей схемы соответственно.