Содержание

	Введение	4
1	Анализ технического задания	5
2	Расчет структурной схемы радиоприемника.	6
2.1	Расчёт полосы пропускания.	6
2.2	Выбор промежуточной частоты.	6
2.3	Распределение избирательности и усиления по трактам	8
2.4	Определение числа поддиапазонов приемника.	10
3	Выбор и расчёт принципиальной схемы радиотракта.	11
3.1	Расчет схемы детектора.	11
3.2	Расчет схемы УПЧ.	12
3.3	Расчет схем смесителей.	16
3.3.1	Выбор смесителя первого преобразования	16
3.3.2	Выбор смесителя второго преобразования	17
3.4	Расчет входной цепи.	18
3.5	Выбор избирательных систем	19
4	Конструктивный расчет узла смесителя.	20
	Заключение.	21
	Список литературы.	22
	Приложение №1 “Структурная схема радиоприемника”	23
	Приложение №2 “Принципиальная схема приемного тракта”
	Приложение №3 “Печатная плата. Смеситель”	24

---

Введение

В данном курсовом проекте приводится расчет однополосного приемника ПВ/КВ диапазона. Проектирование и расчет данного приемника очень акту­ально для нашей специальности, т.к. в данном диапазоне частот работают про­фессиональные морские радиостанции. Однополосное излучение является наи­более эффективным использованием частот, т.к. использование в передаче ин­формации второй боковой и несущей не имеет никакого смысла. Конечно же применение несущей значительно упрощает прием, т.к. практически нет необ­ходимости проектировать дополнительные цепи стабилизации и высокоста­бильные термостатированные кварцевые гетеродины, т.к несущую необходимо восстанавливать с точностью до фазы. Поэтому несущую не содержащую пе­редаваемую информацию в классе J3E исключают, выигрывая по мощности примерно процентов 70 - 80. Вторая же боковая, несет информацию как и пер­вая, поэтому подавление одной из двух боковых полос в свою очередь дает возможность почти в двое сократить ширину спектра радиосигнала, но практи­чески не дает энергетического выигрыша. Отсюда следует, что увеличивается число принимаемых станций, при большой плотности канала, особенно в по­следние годы, т.к. с каждым годом увеличивается количество судов в море.

Таким образом, J3E является наиболее эффективным классом в морской ра­диосвязи в ПВ/КВ диапазоне.

1. Анализ технического задания

По заданию у меня ПВ/КВ приемник, диапазон соответственно большой, не­обходимо спроектировать входные цепи таким образом, чтобы они перестраи­вались во всем диапазоне, можно конечно спроектировать на блоках конденса­торов переменной емкости, но на данный момент так не делается, применяется варикапная настройка. Поэтому применим варикап во входной цепи. Также по в задании задана избирательность по соседнему и зеркальному каналу – 80Дб, такую избирательность, невозможно получить используя, приемник без преоб­разования (такие приемники, как прямого усиления и т.д. используют в деше­вой бытовой аппаратуре, и то не везде, их давно повытесняли супергетеродин­ные), а также в виду того, что заданы жесткие требования, как к более или ме­нее профессиональному приемнику с определенной элементной базой и с пере­спективой использования в морских условиях, я выбрал супергетеродинную схему приемника, так как она обеспечивает высокую частотную избиратель­ность и оптимальную фильтрацию сигнала от помех, а также устойчивый ко­эффициент усиления. Напряжение питание я выбираю равным 12 В, чтобы была возможность запитывать приемник от аккумуляторных батарей. В ПВ/КВ диапазоне такие приемники проектируют обычно не для одного класса, а для нескольких, поэтому и мой приемник будет обеспечивать прием нескольких классов помимо J3E, таких как H3E и F1B. Со­ответственно на структурной схеме можно будет увидеть работу с этими клас­сами, а вот расчет буду проводить для класса J3E, как для основного в прием­нике.

---

2. Расчет структурной схемы радиоприемника

1. Расчёт полосы пропускания.

Полосу пропускания высокочастотного тракта супергетеродинного приёмника определяется реальной шириной спектра принимаемого сигнала и запасом, зависящим от частотной неточности радиолинии и находится по формуле:

где F_c – реальная ширина спектра радиосигнала, который должен быть пропущен ко входу детектора; f_рл – расхождение между частотой принимаемой станции и частотой настройки приемника, т.е. частотная неточность радиолинии. Она равна ,

где f_пд - нестабильность передатчика.

f_пр - нестабильность приёмника.

При однополосной модуляции с подавленной несущей спектр сигнала определяется следующим соотношением: , в телефонии для морских служб установлен более жесткий спектр передаваемых частот: от 350….до 2700 Гц. Отсюда , теперь подставляя значения в формулу получим:

f_пр = f_пд = 10 Гц, f_рл  10 Гц и

2.2. Выбор промежуточной частоты.

Выбор числа преобразований частоты. Необходимость использования нескольких преобразований частоты определяется следующими принципами.

Двойное или тройное преобразование частоты применяется как способ разрешения противоречия между требованиями подавления помехи по зеркальному каналу и высокой избирательности по соседнему каналу. Первое условие предполагает выбор возможно более высокой первой промежуточной частоты, второе – возможно более низкой второй промежуточной частоты.

Первую промежуточную частоту можно посчитать по следующей формуле: ,

Где f_0макс – верхняя частота диапазона приемника;

а – параметр рассогласования антенно – фидерной системы и входа приемника (при работе с настроенной антенной при согласовании а = 1, при ненастроенной антенне и при рассогласовании а  0,5);

- реально допустимая результирующая добротность контуров в тракте сигнальной частоты;

S_1зтз – подавление зеркального канала;

n_сч – число контуров в тракте сигнальной частоты.

Выбранные параметры:

f_0макс = 30 МГц

а=0,5 - выбрано для ненастроенной антенны.

Qk = 110 - выбрана из таблицы ориентировочных параметров [6]

q=2,4 - выбрана из таблицы ориентировочных параметров [6]

S_1ЗТЗ=80 Дб

n_сч =3

подставляя все в формулу первой промежуточной частоты получаем:

Возьмём значение стандартной промежуточной частоты равной 42,8 МГц из следущих соображений:

• чтобы обеспечить хорошую фильтрацию, в этом случае частоту надо бы брать выше верхней границы диапазона раз в 5, но высококачественный фильтр с хорошей прямоугольностью на частотах порядка 120 – 150 МГц получить невозможно.

• А также, чтобы промежуточная частота не попадала в диапазон перестройки частоты приемника (f_г - f_с = 0).

Подавление соседних каналов приема осуществляется системами тракта основной (2-ой) промежуточной частоты.

Вторую промежуточную частоту можно определить по формуле:

---

• где при предварительных расчетах , добротность может быть найдена из табл.2 []. Функция зависит от типа схемы и числа каскадов в тракте основной пч, возьмем 0,7. Подставляя данные в расчетную формулу получим:

Возьмём значение 2-ой промежуточной частоты равной 180 кГц.

По результатам расчетов получается, что 2-ая промежуточная частота меньше первой, в этом случае одним преобразованием не обойтись, поэтому берем два преобразования.

2.3. Распределение избирательности и усиления по трактам.

1. Полоса пропускания тракта основной частоты берется близкой к рас­считанной полосе общего радиотракта:

3. Параметры избирательности тракта сигнальной частоты находятся ис­ходя из требований ослабления побочных компонентов первого преобра­зования частоты. Учитывая, что в профессиональных приемниках в этом тракте используются перестраиваемые резонансные контуры:

а) Зададимся реальной добротностью контуров в тракте, значения приве­дены в табл.1 [6].

б) Определим ориентировочное кол-во контуров необходимое для обеспече­ния заданных требований ослабления побочных каналов первого преобразова­ния:

,

- проверяем ослабление зеркального канала при заданном: .

- проверяем ослабление помехи по первой промежуточной частоте при заданном: .

Из двух значений n_сч выберем большее, т.к. кол-во контуров не может быть дробным то возьмем 3.

в) при выбранном числе контуров рассчитывают полосу пропускания тракта на нижней и верхней границах диапазона.

• на нижней:

• на верхней:

затем рассчитаем коэффициенты прямоугольности

• по зеркальному каналу:

по каналу первой промежуточной частоты:

4. Рассчитываем полосу пропускания тракта НЧ

Распределение усиления.

Распределение усиление в приемнике определяется двумя противоречивыми условиями:

• с одной стороны стремятся к увеличению усиления во входных це­пях и первых каскадах приемника, т.к. чем больше коэффициент усиле­ния по мощности первого и следующего за ним каскадов, тем меньше общий коэффициент шума приемника и лучше его чувствительность.

• с другой стороны, усиление во входных цепях каскада приемника с точки зрения многосигнальной избирательности должно быть неболь­шим, чтобы амплитуда сигнала (полезного и мешающего) не превышала диапазона линейности первого, второго и т.д.

1. Рассчитаем коэффициент усиления в тракте сигнальной частоты:

, где U_{вхпр(доп)} – допустимое напряжение поступающее на вход преобразователя, возьмем 2 мВ.

- значение чувствительности на входе приемника с уче­том динамического диапазона. Д=(4060)Дб

2. Рассчитаем коэффициент усиления в тракте первой промежуточной частоты:

, где U_{вхпр(доп)} – напряжение на входе второго преобразова­теля, возьмем равным 7 мВ.

3. Рассчитаем коэффициент усиления в радиотракте:

, где U_{м.вх.дет} – напряжение на входе детектора, по табл.3 [6] выбираем для балансного детектора 0,1 В.

---

4. Рассчитаем коэффициент усиления в тракте второй промежуточной частоты:

, К_з – запас усиления в тракте, возьмем 2

По результатам расчетов получается, что в преселекторе я возьму 1 уси­лительный каскад, в тракте первой промежуточной частоты вообще можно обойтись без усилителя, что часто и делают в профессиональной аппаратуре, просто взять вместо пассивного смесителя активный на полевом транзи­сторе, в тракте второй промежуточной частоты можно взять примерно 3-4 усилительных каскада.

2.4. Определение числа поддиапазонов приемника.

При проектировании радиоприемных устройств, предназначенного для работы в широком диапазоне частот, общий диапазон рабочих частот обычно разбивается на поддиапазоны с относительно малыми частотными интервалами в каждом поддиапазоне. От правильности разбивки общего диапазона на поддиапазоны в значительной мере зависят электрические, эксплуатационные, конструктивные и производственные данные приемника.

Применяют различные способы разбивки диапазона. Существуют три способа разбивки:

• с равными частотными интервалами

• с одинаковым коэффициентом перекрытия

• комбинированный способ

Основная разница заключается в количестве элементов участвующих в том или ином способе, способе перестройки.

Выберем способ с равными частотными интервалами, не потому что он самый лучший, просто из тех соображений, чтобы существовал одинаковый частотный интервал, который будем переключать катушкой индуктивности.

Диапазон разбивается на поддиапазоны в том случае, если , в моем случае 21,4. Следовательно разбиваем.

Условие разбивки этого способа: . Получается 12 равных поддиапазона. Выберем для переключения поддиапазонов катушки индуктивности, а по поддиапазону перестройку варикапом.

3. Выбор и расчёт принципиальной схемы радиотракта.

3.1. Расчет схемы детектора.

В схемах приемниках однополосных излучений используется схема син­хронного детектора, в качестве детектора применяют балансную схему.

Рис.1. Балансный детектор

Ввиду симметричности схемы диоды VD1 и VD2 , конденсаторы С1 и С2 должны быть одинаковыми.

В качестве диодов VD1 и VD2 выбираем диод Д10А связи с его распростра­нённостью и небольшой стоимостью.

Расчёт будим производить в следующей последовательности:

Найдем сопротивление нагрузки детектора. Оно выбирается из соотношения R_Н = (0.5-0.8)R₁₁ , где R₁₁ - сопротивление входа УНЧ

Возьмём R₁₁ равным 2 кОм. Тогда R_Н = 0.82 = 1.6 кОм.

Найдём сопротивление входа детектора. Для балансного детектора сопро­тивление входа рассчитывается по следующей формуле:

Определим С_Н равное С1 и С2 из следующего соотношения:

, где

к_д - коэффициент детектирования. Для диодного детектора примем 0.9 .

m - коэффициент модуляции. Возьмём максимально допустимый 0.8 .

F_в - верхняя частота спектра сигнала. Примем равной 3000 Гц

---

Смотрите также файлы

• схемотехника_пичуев-1.doc

• Антенны_СВЧ_расчет_граф_.doc

• Технич_электродин_расчет_граф_.doc

• Глава 2 Линии связи.doc

• Экология зачет.docx