Файл: Курсовой проект радиотракты комплексов радиосвязи и цифрового радиовещания Вариант 08 ст гр. Иктв96 Михайлов И. А.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 99
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-4с, а также τАРУ = R37C31.
Если C31>20CAK, то тогда C31>20пФ.
Выбираем конденсатор С31= 4,7нФ.
Тогда R37= τАРУ/C31=0.5*10-4/(4.7*10-9) = RвхДАРУ 10638 Ом.
Выбираем резистор R37=11 кОм.
Определим результирующее входное сопротивление детектора сигнала и детектора АРУ:
оно определяется параллельным соединением этих детекторов, т.е.
RвхΣ = RвхАД* RвхДАРУ/( RвхАД+RвхДАРУ)
Определим постоянную времени фильтра АРУ τфАРУ:
τфАРУ = R29C29.
Зная, что 10/Ωmin < R29C29 < 1, пусть R29C29 = 0,3с
Пусть C29 = 13*10-6 Ф,
тогда R29 = τфАРУ/C29=0,3/13*10-6 =23кОм
Падение напряжения на резисторе R36 должно равняться напряжению задержки, т.е. UR36 = 1В. При этом при отсутствии регулирующего напряжения на выходе фильтра АРУ транзисторы каскадов УПЧ должны работать в режиме максимального усиления, т.е. обладать максимальной крутизной.
Максимальная крутизна транзистора обеспечивается при UЗ2И = 0В.
Но UЗ2И = UP - URи.
Следовательно, UЗ2И = 0В при UP = URи . т.к. URи = 4В, то в отсутствие действия системы АРУ напряжение на выходе фильтра АРУ должно равняться UР0 = 4В. Поэтому зависимость UЗ2И = f(Uвх) должна иметь следующий вид (рис. 6):
Рис. 6. Характеристика системы АРУ
Для реализации этих условий в схеме предусмотрен делитель напряжения R35, R36, R38.
Поскольку от величин R35,R36,R38 зависит токопотребление схемы приёмника, желательно выбрать эти сопротивления такими, чтобы величина тока, проходящего через делитель напряжения, не превышала 5…10% от токопотребления остальной части схемы:
,
где - запас по току.
Принимая =15 мА и, зная (см. п.3) , (см. п.5),
найдем ток делителя .
Принимаем, что
Примем R35+R36+R38=10кОм, тогда Iдел=1/10кОм=0,9мА
(
(
=
=
Выбираем резистор R35=5,6 кОм
Но = ,
тогда =
Зная, что|:
Выбираем резисторы R36=1,1кОм и R38=3,3кОм.
Ёмкости конденсаторов С30 и С32 должны намного превышать ёмкость нагрузочного конденсатора С31=4,7нФ (при C31 > 20Cak).
Выбираем конденсаторы: С30=С32=110нФ
Теперь можно определить необходимый коэффициент трансформации n между катушками L10 и L11.
Найдем
.=
Но, зная, что ,
где k - коэффициент связи, зависящий от конструктивного расположения катушек, задаваясь значением k=0,9,
и зная, что для того, чтобы трансформатор L10L11 можно было бы считать идеальным, реактивное сопротивление его первичной обмотки на рабочей (промежуточной) частоте должно хотя бы на порядок превышать сопротивление, вносимое в первичную обмотку найдем:
=
Тогда величина индуктивности L11 равна:
=
Постоянную времени цепочек R34C28, R33C27, R32C26, R31C25 выбираем в 100 раз меньше, чем постоянную времени цепи R37C31,
т.е. τ/= R34C28 = 0,003 с.
Если, например, C28 = 0,33 мкФ,
тогда R34=τ//C28 = 0,003/0,33*10-6 = 9090 Ом.
Выбираем резистор R34=9,1 кОм
Следовательно: R34=R33=R32=R31= 9,1 кОм,
Находим C28=C27=C26=C25=0,33мкФ.
Определим ёмкость конденсатора С9:
Совместно с катушкой L11 этот конденсатор должен образовывать колебательный контур с резонансной частотой равной промежуточной частоте.
=
Выбираем конденсатор С9=10,5пФ
Частотный план представляет собой ось частот, на которой отображен спектр сигнала, АЧХ преселектора и другие необходимые параметры.
Для расчета частоты дискретизации необходимо знать следующие параметры
- центральная частота полосы сигналов, исходя из характеристик пьезокерамического фильтра FPA1–10,7–6 средняя частота f0 = 10,7 МГц,
полоса пропускания Пф = 7…9,5 кГц:
,
- полоса рабочих частот определяется по реальной полосе, которая получается после пьезокерамического фильтра FPA1–10,7–6 на уровне избирательности по не основным каналам. С учетом спецификаций на фильтры было определено, что полоса частот для этого фильтра на уровне - 60 дБ равна ;
- ширина спектра сигнала (см. заданный диапазон модулирующих частот).
Число частотных каналов равно:
.
Полоса частот фильтра должна покрывать ширину спектра сигнала , а у него Пф = 7…9,5 кГц.
Рассчитаем частоту дискретизации:
- нулевое приближение частоты дискретизации:
= ,
- номер гармоники спектрального образа, наиболее близкого к спектру исходного сигнала:
- первое приближение к частоте дискретизации:
=
- если ,то расчет окончен, и - это частота дискретизации,
Но из-за неправильно подобранного фильтра неравенство
не выполняется, так как : ,
7.2. Расчет энергетического плана (с примером)
Энергетический план устанавливает соотношения между параметрами аналоговой и цифровой частями. В результате анализа получается выражение, позволяющее выявить взаимосвязь между характеристиками аналоговой и цифровой части. Это дает возможность, варьируя параметрами одной части, изменять параметры другой.
Рассмотрим следующий пример:
Пусть в схеме радиоприемного устройства аналого-цифровой преобразователь (АЦП) находится сразу после малошумящего усилителя (МШУ), тогда коэффициент шума аналогового тракта ЦРПУ равен:
,
где – коэффициент шума входной цепи, – коэффициент шума МШУ.
При этом коэффициент шума входной цепи обратно пропорционален ее коэффициенту передачи:
.
Пусть коэффициент передачи по мощности входной цепи при затухании, равном 4 дБ (согласно техническим данным), равен:
.
Тогда .
Примем коэффициент шума каскадов УРЧ и УПЧ равным 4 дБ:
Тогда при переводе из дБ получим:
.
Тогда коэффициент шума аналогового тракта равен:
+ 0,075 + 0,008 + 0,0009+0,0001 = 6,977 (8,43 дБ) .
При
при )
Коэффициент шума всего приемника при согласовании равен:
Если C31>20CAK, то тогда C31>20пФ.
Выбираем конденсатор С31= 4,7нФ.
Тогда R37= τАРУ/C31=0.5*10-4/(4.7*10-9) = RвхДАРУ 10638 Ом.
Выбираем резистор R37=11 кОм.
Определим результирующее входное сопротивление детектора сигнала и детектора АРУ:
оно определяется параллельным соединением этих детекторов, т.е.
RвхΣ = RвхАД* RвхДАРУ/( RвхАД+RвхДАРУ)
Определим постоянную времени фильтра АРУ τфАРУ:
τфАРУ = R29C29.
Зная, что 10/Ωmin < R29C29 < 1, пусть R29C29 = 0,3с
Пусть C29 = 13*10-6 Ф,
тогда R29 = τфАРУ/C29=0,3/13*10-6 =23кОм
Падение напряжения на резисторе R36 должно равняться напряжению задержки, т.е. UR36 = 1В. При этом при отсутствии регулирующего напряжения на выходе фильтра АРУ транзисторы каскадов УПЧ должны работать в режиме максимального усиления, т.е. обладать максимальной крутизной.
Максимальная крутизна транзистора обеспечивается при UЗ2И = 0В.
Но UЗ2И = UP - URи.
Следовательно, UЗ2И = 0В при UP = URи . т.к. URи = 4В, то в отсутствие действия системы АРУ напряжение на выходе фильтра АРУ должно равняться UР0 = 4В. Поэтому зависимость UЗ2И = f(Uвх) должна иметь следующий вид (рис. 6):
Рис. 6. Характеристика системы АРУ
Для реализации этих условий в схеме предусмотрен делитель напряжения R35, R36, R38.
Поскольку от величин R35,R36,R38 зависит токопотребление схемы приёмника, желательно выбрать эти сопротивления такими, чтобы величина тока, проходящего через делитель напряжения, не превышала 5…10% от токопотребления остальной части схемы:
,
где - запас по току.
Принимая =15 мА и, зная (см. п.3) , (см. п.5),
найдем ток делителя .
Принимаем, что
Примем R35+R36+R38=10кОм, тогда Iдел=1/10кОм=0,9мА
(
(
=
=
Выбираем резистор R35=5,6 кОм
Но = ,
тогда =
Зная, что|:
Выбираем резисторы R36=1,1кОм и R38=3,3кОм.
Ёмкости конденсаторов С30 и С32 должны намного превышать ёмкость нагрузочного конденсатора С31=4,7нФ (при C31 > 20Cak).
Выбираем конденсаторы: С30=С32=110нФ
Теперь можно определить необходимый коэффициент трансформации n между катушками L10 и L11.
Найдем
.=
Но, зная, что ,
где k - коэффициент связи, зависящий от конструктивного расположения катушек, задаваясь значением k=0,9,
и зная, что для того, чтобы трансформатор L10L11 можно было бы считать идеальным, реактивное сопротивление его первичной обмотки на рабочей (промежуточной) частоте должно хотя бы на порядок превышать сопротивление, вносимое в первичную обмотку найдем:
=
Тогда величина индуктивности L11 равна:
=
Постоянную времени цепочек R34C28, R33C27, R32C26, R31C25 выбираем в 100 раз меньше, чем постоянную времени цепи R37C31,
т.е. τ/= R34C28 = 0,003 с.
Если, например, C28 = 0,33 мкФ,
тогда R34=τ//C28 = 0,003/0,33*10-6 = 9090 Ом.
Выбираем резистор R34=9,1 кОм
Следовательно: R34=R33=R32=R31= 9,1 кОм,
Находим C28=C27=C26=C25=0,33мкФ.
Определим ёмкость конденсатора С9:
Совместно с катушкой L11 этот конденсатор должен образовывать колебательный контур с резонансной частотой равной промежуточной частоте.
=
Выбираем конденсатор С9=10,5пФ
7. Эскизный расчет цифровой части тракта радиоприема
7.1. Расчет частотного плана
Частотный план представляет собой ось частот, на которой отображен спектр сигнала, АЧХ преселектора и другие необходимые параметры.
Для расчета частоты дискретизации необходимо знать следующие параметры
- центральная частота полосы сигналов, исходя из характеристик пьезокерамического фильтра FPA1–10,7–6 средняя частота f0 = 10,7 МГц,
полоса пропускания Пф = 7…9,5 кГц:
,
- полоса рабочих частот определяется по реальной полосе, которая получается после пьезокерамического фильтра FPA1–10,7–6 на уровне избирательности по не основным каналам. С учетом спецификаций на фильтры было определено, что полоса частот для этого фильтра на уровне - 60 дБ равна ;
- ширина спектра сигнала (см. заданный диапазон модулирующих частот).
Число частотных каналов равно:
.
Полоса частот фильтра должна покрывать ширину спектра сигнала , а у него Пф = 7…9,5 кГц.
Рассчитаем частоту дискретизации:
- нулевое приближение частоты дискретизации:
= ,
- номер гармоники спектрального образа, наиболее близкого к спектру исходного сигнала:
- первое приближение к частоте дискретизации:
=
- если ,то расчет окончен, и - это частота дискретизации,
Но из-за неправильно подобранного фильтра неравенство
не выполняется, так как : ,
7.2. Расчет энергетического плана (с примером)
Энергетический план устанавливает соотношения между параметрами аналоговой и цифровой частями. В результате анализа получается выражение, позволяющее выявить взаимосвязь между характеристиками аналоговой и цифровой части. Это дает возможность, варьируя параметрами одной части, изменять параметры другой.
Рассмотрим следующий пример:
Пусть в схеме радиоприемного устройства аналого-цифровой преобразователь (АЦП) находится сразу после малошумящего усилителя (МШУ), тогда коэффициент шума аналогового тракта ЦРПУ равен:
,
где – коэффициент шума входной цепи, – коэффициент шума МШУ.
При этом коэффициент шума входной цепи обратно пропорционален ее коэффициенту передачи:
.
Пусть коэффициент передачи по мощности входной цепи при затухании, равном 4 дБ (согласно техническим данным), равен:
.
Тогда .
Примем коэффициент шума каскадов УРЧ и УПЧ равным 4 дБ:
Тогда при переводе из дБ получим:
.
Тогда коэффициент шума аналогового тракта равен:
+ 0,075 + 0,008 + 0,0009+0,0001 = 6,977 (8,43 дБ) .
При
при )
Коэффициент шума всего приемника при согласовании равен: