, МГц……………………………....65-73;

- отношение сигнал/шум 26дБ. не более мкВ/м………………………...4 ;

- диапазон рабочих частот ЗЧ, Гц……………………………….…..10000;

- чувствительность, мкВ…………………………………………………..6;

- выходное напряжение ЗГ, мВ ………………………………………..100;

- коэффициент нелинейных искажений, % не более ……………...……3;
2 Электрическая часть

2.1 Разработка структурной схемы


На рисунке 1 изображена структурная схема приёмника СВ диапазона.



ВЦ

УРЧ

С

КОР

УПЧ

Д

УЗЧ

ВУ



Г

Рисунок 1 – структурная схема приёмника

Входная цепь (ВЦ) - выделяет заданный сигнал высокой частоты из всех сигналов поступающих из антенны.

Усилитель радиочастоты (УРЧ) - предназначен для увеличения амплитуды мощности на несущей частоте.

Смеситель (С) – в его основу входит не линейный элемент –при совместном действии сигнала станции и сигнала гетеродина на нелинейных элементах образуются сложные колебания.

Гетеродин (Г) – это генератор синусоидальных колебаний с постоянной частотой и амплитудой.

Коррелятор(КОР) – производит управление системой бесшумной настройки.

Усилитель промежуточной частоты (УПЧ)-Для усиления частот.

Детектор(Д)- служит для получения напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения частоты входного сигнала.

Усилитель звуковой частоты(УЗЧ)-предназначен для усиления звуковой частоты.

Воспроизводящее устройство(ВУ)-преобразует низкочастотный сигнал в информацию как правило понятную человеку.

2.2 Разработка отдельных узлов

1. 
   Входная цепь
   

ВЦ выделяет заданный сигнал высокой частоты из всех сигналов поступающих из антенны, при этом заметно ослабляются сигналы других радиостанций и различных помех. Во входной цепи определяется начальная избирательность приемника. ВЦ - это промежуточная цепь между самой антенной и первым каскадом приемника.

Входная цепь должна обеспечить:

• 
  максимальную передачу мощности полезного сигнала;
  
• 
  максимальное поглощение шумов (помех);
  
• 
  максимальную избирательность при заданной полосе пропускания.
  Входные цепи классифицируются:
  

-по способу построения:

а)избирательные;

б)апериодические;

-по способу настройки:

а)ВЦ со ступенчатой настройкой;

б)ВЦ с плавной настройкой;

в)ВЦ с комбинированной настройкой.

-по конструкции:

а)ВЦ с сосредоточенными параметрами;

б)ВЦ с распределенными параметрами.

В схеме представленного мной приемника использована магнитная антенна.

Магнитная антенна представляет собой ферритовый сердечник круглого или прямоугольного сечения на который наматывается катушка индуктивности. Выполняя схемы необходимо строго следовать маркам ферритов и размерам стержней. Для ДВ диапазона рекомендуется ферриты: Ф600, Ф1000; для СВ диапазона - Ф400, Ф600.

Магнитные антенны широко применяются в современных приемниках на ДВ и СВ диапазонах. Преимущество магнитной антенны в том, что при малых геометрических размерах она обеспечивает достаточно большую действующую высоту, что позволяет использовать их в переносных приемниках.


Для биполярных каскадов обычно применяются частичное включение колебательных контуров (автотрансформаторная связь показана на рисунке 2). При этом сохраняется избирательность и полоса пропускания частот./1/

Важно выбрать оптимальную связь, чтобы коэффициент передачи энергии и избирательность была наибольшими.



Рисунок 2 - Схема автотрансформаторной связи.

Схема простой связи магнитной антенны с первым каскадом показана на рисунке 3. Контур может полностью подключен только если следующий каскад имеет большое входное сопротивление. Ключ SA1 служит для переключения диапазонов. Поэтому здесь настройка более плавная и мягкая. Настройка осуществляется за сет переменного конденсатора СЗ, конденсатор С2 построечный. Недостатком является то, что при использовании нескольких конденсаторов увеличиваются потери, а значит добротность падает.



Рисунок 3 - Схема простой связи.
В данном курсовом проекте Входная цепь собрана по схеме емкостной связи.


Рисунок 4-Входная цепь с емкостной связью.

2.2.2 Усилитель радиочастоты

Усилители радиочастоты похожи на другие усилители. Они отличаются, главным образом, диапазоном рабочих частот, занимающим область от 10 до 30 мегагерц. Существуют два класса усилителей радиочастоты: перестраиваемые и неперестраиваемые. Основной функцией неперестраиваемого усилителя является усиление, а его амплитудно-частотная характеристика должна занимать как можно более широкий диапазон радиочастот. В перестраиваемом усилителе высокое усиление должно достигаться в узкой области частот или на отдельной частоте. Обычно, когда говорят об усилителях радиочастоты, подразумевают, что они являются перестраиваемыми, если не оговорено другое.В радиоприемных устройствах усилители радиочастоты служат для усиления сигнала и выделения сигнала, соответствующей частоты. В передающих устройствах усилители радиочастоты служат для усиления сигнала на определенной частоте перед его подачей в антенну. В основном, приемные усилители радиочастоты являются усилителями напряжения, а передающие усилители радиочастоты являются усилителями мощности.В приемных цепях усилитель радиочастоты должен обеспечивать достаточное усиление приемного сигнала, обладать низким собственным шумом, обеспечивать хорошую избирательность и иметь плоскую амплитудно-частотную характеристику на выбранных частотах.На рисунке 5 представлена схема усилителя радиочастоты.



Рисунок №5-усилитель радиочастоты, используемый в радиоприемнике с амплитудной модуляцией.
Конденсаторы C₁ и С₄ настраивают антенну и выходной трансформатор Т₁ на одну и ту же частоту. Входной сигнал с помощью индуктивной связи подается на базу транзистора Q₁. Транзистор Q₁ работает, как усилитель класса А. Конденсатор С₄ и трансформатор Т₁ обеспечивают высокое усиление по напряжению на резонансной частоте для цепи коллекторной нагрузки. Трансформатор  имеет отвод для обеспечения хорошего согласования импедансов с транзистором.  Усилитель радиочастоты использемый в высокочастотном тюнере показан на рисунке 6.


Рисунок №6-Усилитель радиочастоты, используемый в телевизионном высокочастотном тюнере.

Цепь настраивается катушками индуктивности L_1A; L_1B и L_1C. При повороте ручки переключателя каналов в цепь включается новый набор катушек. Это обеспечивает усиление в необходимой полосе частот для каждого канала. Входной сигнал попадает в перестраиваемую цепь, состоящую из L_1A, С₁ и С₂. Транзистор Q₁ работает, как усилитель класса А.

Выходная коллекторная цепь представляет собой двойной перестраиваемый трансформатор. Катушка L_1B настраивается конденсатором С₄, а катушка — L_1C конденсатором С₇ Резистор R₂ и конденсатор С₆ образуют развязывающий фильтр, предотвращающий попадание радиочастот в блок питания и их взаимодействие с другими цепями.В радиоприемниках с амплитудной модуляцией входной радиосигнал преобразуется в сигнал постоянной промежуточной частоты. После этого используется усилитель промежуточной частоты с фиксированной настройкой для увеличения уровня сигнала до необходимой величины. Усилитель промежуточной частоты — это одночастотный (узкополосный) усилитель. Обычно для усиления сигнала до необходимого уровня используются два или три каскада усиления промежуточной частоты. Чувствительность приемника определяется усилением усилителя промежуточной частоты. /2/

В данном курсовом проекте Усилитель радиочастоты собран внутри интегральной микросхемы К174ХА2.
2.2.3 Преобразователь частоты
Преобразователь частоты является основной частью супергетеродинного приемника.

Преобразователь частоты нужен, чтобы изменить частоту сигнала при сохранении спектра сигнала, то есть амплитудные и фазовые составляющие спектра не изменяются.

Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина.

Гетеродин – это маломощный автогенератор синусоидальных сигналов с постоянной амплитудой и стабильной частотой.

В смесителе выделяется промежуточная частота Fпч = fс-fг из сложных биений, образованных при совместном действии напряжения сигнала и напряжения гетеродина.

Схема супергетеродинного радиоприемника используется, чтобы преобразовывать вспомогательную частоту в НЧ-диапазон, при этом возникает много рядом расположенных несущих частот в 27-мегагерцевом диапазоне. Уровень высокой частоты при полосе частот постоянен. Сигнал приемника упрощает согласование входа для устройств частных и служебных диапазонов частот. Антенный провод длиной 6 футов (1,8 м) присоединяется со стороны эмиттера транзистора Q1 к катушке RFC и проводом длиной 9 футов (2,8 м) со стороны батареи как противовес. Со схемой, работающей в среднем диапазоне, она может закрепляться вертикально на дереве, если имеется возможность ее выключать или удалять батарею, если юна не используется. Схема потребляется примерно 0,5 мА от 9-вольтовой батареи питания. Схема супергетеродинного радоприемника показана на рисунке 7.


Рисунок №7-Схема супергетеродинного радоприемника.



В схеме приведенной на рисунке 8 показан преобразователь частоты на интегральной микросхеме К174ПС1 широко применяемый в УКВ – диапазоне.

Рисунок 8 - Схема преобразователя частоты на интегральной микросхеме К174ПС1
Преобразователь выполнен на двух спаренных дифференциальных каскадах VT1,VT3, VT4,VT6. Режим по постоянному току транзисторов задается стабилизатором напряжения R1, VD1-VD4. Смещение через резисторы R6, R7 подается на транзисторы дифференциальных пар, а через резисторы R8, R9 на транзисторы VT2, VT5. Подбором сопротивления резистора между выводами 2 и 3 интегральной микросхемы. Данный преобразователь имеет крутизну преобразования не менее 4,5 мА/В и коэффициент шума не более 8 дБ.

Регулировка приемника сводится к настройке контура гетеродина – установке границ диапазона. Частоту настройки гетеродина определяют

элементы С13 и L1. Настройка на станции осуществляется переменным
конденсатором С13./4/

В данном курсовом проекте преобразователь частоты входит в состав микросхемы , что позволяет уменьшить размеры приемника, улучшить его технические характеристики, что позволяет увеличить надежность приемника.
2.2.4 Коррелятор
Коррелятор — специализированное устройство для автоматического вычисления корреляционных функций и взаимных корреляционных функций стационарных случайных процессов

Коррелятор, определяющий некоторую совокупность значений корреляционной функции, соответствующую определенному интервалу изменения ее аргумента (временных задержек), и снабженный измерительным прибором для отсчетов этих значений, обычно называют коррелометром.Коррелятор, обеспечивающий автоматическую регистрацию графиков корреляционной функции (коррелограмм) на носителях информации, называется коррелографом.При аппаратном вычислении корреляционных функций стационарных случайных процессов предполагается, что процессы обладают свойством эргодичности. Это позволяет использовать в корреляторах усреднение по времени./5/
2.2.5 Усилитель промежуточной частоты
Усилители промежуточной частоты предназначены для усиления сигналов промежуточной частоты и обеспечения селективности по соседнему каналу. Усилители промежуточной частоты работают на фиксированной частоте и содержат несколько каскадов усиления. УПЧ усиливают принимаемый сигнал до величины, необходимой для нормальной работы детектора.

На рисунке 9 предст авлена схема усилителя промежуточной частоты на основе последовательно-балансной транзисторной структуры .

Рисунок 9 - Схема усилителя промежуточной частоты на основе последовательно-балансной транзисторной структуры
Коэффициент усиления устройства – около 60 дБ. Усилитель устойчив к сомовозбуждению и обладает хорошими динамическими характеристиками.

Малое число деталей и небольшой потребляемый ток позволяют использовать его в малогабаритных переносных радиостанциях.

Усилитель собран на транзисторах VT1-VT3. Ток покоя всех трех транзисторов устанавливается автоматически и зависит от сопротивления резистора R3. На входе усилителя включен параллельный колебательный контур L1C2, а в цепь эмиттера VT3 – последовательный контур L3C7. Нагрузкой служит кольцевой балансный смеситель на диодах VD1-VD4. Согласование входного сопротивления кольцевого балансного смесителя с входным сопротивлением усилителя осуществляется трансформатором Т1. Цепь R5С5 защищает устройство от помех по цепи питания.На рисунке 10 представлена схема УПЧ./1/


Рисунок №10-схема УПЧ


Входной сигнал, поступающий на первичную обмотку трансформатора, выделя­ется во йторичной обмотке, которая совместно с конденсато­ром C₁ образует резонансный контур L₂C₁ высокой добротности, настроенный на частоту сигнала. Для согласования выходного сопротивления контура с входным сопротивлением транзистора напряжение снимается с части вторичной обмотки трансформа­тора. Напряжение АРГ поступает к нижнему выводу контура через R₁C₂-цепь, которая отфильтровывает ВЧ-составляющие, содержащиеся в выходном напряжении детектора АРГ. Напря­жение АРГ создает необходимое прямое смещение базы (по­ложительное для транзистора n — р — n-типа).
Если внутренние емкости транзистора имеют малое реактив­ное сопротивление для усиливаемых сигналов, то в усилителе-может возникнуть
паразитная автогенерация. Для ее устране­ния в усилителях промежуточной и высокой частоты используют нейтрализующий конденсатор, через который поступает допол­нительный сигнал с величиной амплитуды, равной амплитуде сигнала, вызвавшего автогенерацию. При этом схема нейтрали­зации рассчитывается так, чтобы этот добавочный сигнал был сдвинут по фазе на 180° ро отношению к сигналу, явившемуся причиной автогенерации. В схеме, показанной на рис. ЗЛ, ,нейт-ралияующий конденсатор С₃ включен между нижним вывод-ом резонансного контура в цепи коллектора и базой транзистора. Емкость конденсатора С₃ выбирается такой величины, чтобы обеспечить необходимую для эффективной нейтрализации ам­плитуду сигнала. Заметим, что источник питания подключен к отводу от середины катушки индуктивности из колебательного контура.

В данном курсовом проекте усилитель промежуточной частоты входит в состав микросхемы. Это позволяет повысить чувствительность и избирательность, то есть получить резонансную кривую близкую к прямоугольной.

2.2.6 Детектор
Детектором называют устройство служащее для получения напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения частоты входного сигнала.

---

На рисунке 11 представлен ЧМ детектор на трех элементах 2И-НЕ

Рисунок 11 – Схема частотного детектора на трех элементах 2И-НЕ

Частотно-модулированный сигнал промежуточной частоты подается на формирователь импульсов (инвертор D1), а с него — на элемент совпадения D3 и на инвертор D2. Когда на выходе 01 низкий логический уровень, конденсатор С2 медленно заряжается через входное сопротивление элемента D3, а когда высокий — быстро разряжается через D2. Таким образом, фронт импульса с выхода D1 поступает на верхний по схеме вход элемента D3 с
некоторой задержкой по отношению к фронту импульса, пришедшего на второй вход D3.

При этом длительность импульсов на выходе детектора пропорциональна задержке фронта, а их постоянная составляющая - модулирующему сигналу.

Если средняя частота сигнала промежуточной частоты — 500 к Гц, конденсатор С2 должен иметь емкость 50..,150 пф. При меньшем значении ПЧ используют конденсатор с большей емкостью. В любом случае его необходимо подбирать, чтобы напряжение НЧ было максимальным.
В ЧМ детекторе можно использовать, например, микросхему К155ЛАЗ.

В данном курсовом проекте детектор находится внутри микросхемы, что позволяет улучшить его детекторную характеристику и поэтому практически отсутствуют искажения сигнала./4/

Принцип работы большинства ЧД основан на преобразовании частотно-модулированного напряжения в амплитудно-частотно-модулированное с последующим амплитудным детектированием. В качестве преобразователя частотно-модулированного напряжения в амплитудно-частотно-модулированное используется любая линейная система, коэффициент передачи которой зависит от частоты. Поскольку выходное напряжение таких детекторов зависит не только от частоты, но и от амплитуды входного напряжения, их иногда называют также частотно-амплитудными детекторами. Если требуется устранить влияние амплитуды входного напряжения, перед такими детекторами включается амплитудный ограничитель.

Основная идея схемы преобразовательной части детектора может быть пояснена с помощью АЧХ колебательного контура показана на рисунке 12. Рабочая точка ЧД может быть выбрана как на правом, так и на левом скате АЧХ контура.

---

Рисунок 12- частотно-фазовый детектор на микросхеме 174УР3.
2.2.7.Усилитель звуковой частоты

Первая схема - самая простая - двухкаскадный УЗЧ с однотактным выходным каскадом представлена на рисунке 13.


Рисунок 13- двухкаскадный УЗЧ с однотактным выходным каскадом.

Схема собрана на двух маломощных транзисторах. На транзисторе VT1 собран каскад предварительного усиления, на  транзисторе VT2 - оконечный каскад. Режимы транзисторов по постоянному току подбираются (во время налаживания) резисторами R1 и R3. Несколько слов о включении резистора R1. Резистор включен в цепь нагрузки для повышения температурной стабильности каскада. Такое включение уменьшает температурную зависимость коллекторного тока от температуры (у транзисторов есть одна неприятная особенность - при повышении температуры увеличивается коллекторный ток, что может привести к увеличению коллекторного тока до недопустимых величин и приводит к потере работоспособности каскада). Данный усилитель обладает невысокой выходной мощностью - порядка 20 - 30 милливатт и требует применения высокоомной нагрузки для выходного каскада. Для согласования низкого сопротивления динамической головки с относительно высоким выходным сопротивлением оконечного каскада применен согласующий выходной трансформатор. В данной схеме в качестве нагрузки выходного каскада можно применить абонентский громкоговоритель (например "ОБЬ"). Выходной каскад здесь собран по так называемой схеме "А". Эта схема обладает высокой линейностью, хорошим усилением, но невысокой экономичностью, так как ток покоя выходного каскада выбран довольно большой (можно посчитать мощность, потребляемую усилителем от источника питания P=I(потребления)*U(питания)=9(В)*10(МА)=90 милливатт, что, при выходной мощности 20 милливатт соответствует КПД всего около 20%).На рисунке 13 приведена схема УЗЧ на операционном усилителе.


Рисунок 13-УЗЧ на операционном усилителе.
В данной схеме усиление напряжения производится операционным усилителем А1, а транзисторы используются для согласования высокого выходного сопротивления микросхемы с низким сопротивлением звуковой катушки громкоговорителя. Настройка данной схемы сводится к подбору при помощи R4 нужного коэффициента усиления (чем меньше этот резистор - тем больше коэффициент усиления). Данная схема имеет коэффициент усиления около 130 при выходной мощности 200 милливатт. Величина сопротивления резисторов R1,R2 может быть от 100 до 200 килоом, но она должна быть одинаковой. В качестве транзисторов можно использовать практически любую комплементарную пару, но обязательно - либо оба кремниевые, либо оба  - германиевые./1/

---

В данном курсавом проекте УЗЧ входит к сосотав интегральной микросхемы К174ХА2.

2.2.7 Воспроизводящее устройство

Громкоговоритель или акустическая система - пассивный преоб разователь предназначенный для излучения звука в окружающее пространство.

Акустические системы делят в зависимости от используемого оформления на два основных вида - это открытые и закрытые.

Головка - самостоятельный узел громкоговорителя, предназначенный для преобразования электрического сигнала звуковой частоты в акустический, и содержащий все необходимые для того преобразования элементы .
Головки различны по способу преобразования энергии и их связи с окружающим пространством. В настоящее время наиболее распространено электродинамическое преобразование., по способу связи различают диффузорные и рупорные конструкции. Кроме того головки бывают широкополосными, низко, средне и высокочастотные.

Параметры громкоговорителей:

• 
  чувствительность (отдача);
  
• 
  диапазон воспроизводимых частот;
  
• 
  неравномерность АЧХ;
  
• 
  номинальная мощность;
  

- коэффициент нелинейных искажений;

- форма частотной характеристики.

Чувствительность - это звуковое давление развиваемое им в некоторой определенной точке при подведении к его зажимам напряжения 1В. Существует множество различных воспроизводящих устройств, например низкочастотный динамик 50ГД-2-25, динамик высокой частоты 10ГДВ-2-16.

В данном курсовом проекте в роли воспроизводящего устройства служит широкополосный динамик 0.25 ГД-19 8Ω./2/

2.3 Работа схемы электрической принципиальной




Сигнал с антенного контура поступает на УРЧ, построенный из двух частей: первая часть резисторный УРЧ на биполярном транзисторе; вторая часть УРЧ встроенный в микросхему. Затем сигнал с частотой ƒ_c поступает на смеситель, куда одновременно поступает сигнал с частотой гетеродина - ƒ_г. Контур гетеродина в данной схеме подключается как внешний элемент. На выходе смесителя

---

формируется разностный сигнал с частотой ƒ_пр. ПКФ отфильтровывает комбинационные составляющие частоты выходного тока преобразователя частоты. После ПКФ сигнал с ƒ_пр поступает на УПЧ, где сигнал получает основное усиление до детектора. В детекторе происходит преобразование ВЧ модулированного сигнала в НЧ. Преобразованный сигнал поступает на вход усилителя звуковой частоты, выполненный на ИМС К174УН3, который обеспечивает необходимый коэффициент усиления по напряжению, и усилителя. УЗЧ усиливает преобразованный сигнал до величины необходимой для нормальной работы динамика./5/
2.4 Характеристика элементной базы.

2.4.1.Микросхема К174ХА2
К174ХА2 представляет собой полупроводниковую интегральную микросхему 3-й степени интеграции. Она содержит 34 транзистора, 21 диод, и 57 резисторов.

Электрические параметры:

- общая ёмкость при обратном напряжении 25В, f=10 МГц, 4,3…..7 пФ;

- коэффициент перекрытия по ёмкости при обратном напряжении 1,5…25В, не менее ……………………………………………………...7,6;

- постоянный обратный ток при

обратном напряжении 25 В, не более ….………………………....0,5мкА;

-напряжение питания,в В………………………………………………13.2;

-максимальное напряжение синфазных сигналов, в В………………..5.5;

-максимальная амплитуда выходного напряжения, в В……………....1.5;

-амплитуда тока в нагрузке разового сигнала,в В…………………....1.45;

-максимальная длительность выходного импульса, в мС……………..30;

-активное сопротивление нагрузки, в Ом……………………………...3.2;

Предельные эксплуатационные данные:

- постоянное обратное напряжение ………………………………..…20В;

- температура окружающей среды…………………………..…-35…+100;

Микросхема представляет собой усилитель мощности низкой частоты с номинальной выходной мощностью 2Вт при нагрузке 4 Ом. Выбор принимаемой частоты осуществляется с схемой шумопонижения, которая исключает приём сигналов шума.

Внешний вид микросхемы К174ХА2 представлены на рисунке 14.



Рисунок №14-внешний вид микросхемы К174ХА2.

Структурная схема микросхемы К174ХА2 приведена на рисунке 15.

---

Смотрите также файлы

• Определение структуры и численного состава службы документационного обеспечения управления.pptx

• Создаем свой плакат и модульный шрифт для него.pdf

• И сведения о видах звезд, даны их характеристики, а также представлены теоретические сведения об истории наблюдения за звездами, предложен перечень самых интересных фактов из астрономии о звездах. В готовом ученическом проекте на тему "О чем говорят звезд.docx

• 1. Разработка декларации промышленной безопасности.docx

• Конкурса Большая перемена.docx