Рефераты → Радиоэлектроника → Ра → Радиоприёмные устройства

Радиоприёмные устройства















Исходные данные :


1. Диапазон волн - СВ : 525 - 1607 кГц


2. Чувствительность - В


3. Селективность по соседнему каналу - дБ, что составляет 39,811 раза


4. Селективность по зеркальному каналу - дБ , что составляет 63,096 раза


5. Полоса пропускания приёмника - Гц


6. Неравномерность ослабления в полосе


пропускания приёмника - дБ, что составляет 1,884 раза


7. Коэффициенты действия АРУ - a = 900 раз


- b = 2 раза






В









раза









раза






Гц









раза









раз









раза









Гц - нижняя частота диапазона









Гц - верхняя частота диапазона









Гц - промежуточная частота






Структурная схема приёмника ( общий вид ) :













Оглавление.


1. Предварительный расчёт и составление структурной схемы


1.1.Определение необходимости использования УРЧ


1.2. Разработка избирательной структуры тракта усиления ПЧ


1.3.Предварительное распределение усиления по трактам ВЧ и ПЧ


2. Электрический расчёт каскадов приёмника


2.1. Входная цепь


2.2. Усилитель радио частоты (УРЧ)


2.3. Преобразователь частоты


2.4. Усилители ПЧ


2.5. Детектор сигнала


3. Литература


Задание:


I
часть :
Счётчик прямого счёта .


М = 13 ; триггеры типа JK.


Код двоичный, возрастающий;


Используются состояния : а0 , а1 … а12 .


II
часть :
Интерфейс ЗУ .


Lпзу = 11 KB ; Lозу = 4 KB .


III
часть :
Подпрограмма .


Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3 , представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .


Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .


Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.


Это – задача с двойным (вложенным) циклом.


Блок – схема алгоритма :







1. Предварительный расчёт и составление структурной схемы.


1.1. Определение необходимости использования УРЧ .


Так как у нас дБ , то примем = 3 дБ , что составляет 1,413 раза












раза, что составляет 36,766 дБ









раза









раза, что составляет 32.522 дБ






Так как у нас > , то нам не надо использовать УРЧ .


Тогда , примем :














раза, что составляет 32.522 дБ



Определим эквивалентные затухания контура :


















При расчётах надо помнить , что существует предельно допусимые добротности , так называемые - конструктивные , выше которых нельзя сделать .









- конструктивная добротность для диапазона СВ















- конструктивное затухание









следовательно необходимо использовать УРЧ






Тогда получим :












раза, что составляет 16.506 дБ






Примем = = 6.688 раза












раза, что составляет 16.506 дБ



Проверим , какая получилась неравномерность в полосе пропускания приёмника :









раза, что составляет приблизительно 0 дБ















1.2. Разработка избирательной структуры тракта усиления ПЧ .


Так как нам необходимо исп - ть УРЧ , то примем : = = 5.5 дБ , что сост. 1,884 раза











раза






Как правило в качестве фильтрующих элементов используются двухконтурные фильтры , настроенные на частоту 465 кГц , но с различным фактором связи - b .






Возьмём фактор связи b =






Тогда максимально допустимая добротность по полосе пропускания , допустимая для получения заданного , может быть расчитана по формуле :



где - число фильтров






Минимально допустимая добротность , необходимая для обеспечения заданной селективности по соседнему каналу , можно расчитать по формуле :






где = 10 кГц















Примем = 2 , тогда :






раза






раза



Т.е. получили > , тогда выберем как среднее ариф. между и












раза , что составляет 38.380 дБ






Таким образом , нам необходимо 2 фильтра для получения заданной селективности .









1.3. Предварительное распределение усиления по трактам .



Общий коэффициент усиления складывается из следующих величин :






где - коэффициент усиления входной цепи


- коэффициент усиления УРЧ


- коэффициент усиления преобразователя частоты


- коэффициент усиления УПЧ


Общий коэффициент усиления можно расчитать по формуле :






В - напряжение на детекторе сигнала









Предварительно примем :















Тогда :












Расчитаем число каскадов УПЧ :









где - коэффициент усиления одного каскада УПЧ






Примем






Если число контуров , то число фильтров с точки зрения усиления :









В итоге наших вычислений получили , что > . Примем = = 2 , но нам теперь необходимо добавить апериодический каскад , который только усиливает , с коэффициентом усиления = 5 .. 10 , и не влияет на селективность .






По полученым расчётным данным структурная схема приёмника выглядит следующим образом :



2. Электрический расчёт каскадов приёмника .


2.1 Входная цепь .

















Определим тип переменного конденсатора .


Найдём коэффициент перекрытия по частоте :















С другой стороны, коэффициент перекрытия по ёмкости :









где Ф , а Ф , т.е.









Тогда коэффициент перекрытия по частоте , который даёт данный конденсатор равен :


















Так как мы получили большую величину , чем нужно , то нам нужно укоротить :





















Откуда , выражая , получаем :






Ф









В диапазоне СВ ёмкость состоит из - подстроечный конденсатор и - паразитный конденсатор ( = + ) .



Тогда






где Ф - ёмкость монтажа


Ф - входная ёмкость


Ф - ёмкость катушек








Ф






Теперь мы можем найти подстроечную ёмкость :












Ф






Таким образом , получили = 20,73 пФ



Определим индуктивность контура :















Гн






Таким образом , получили = 175,3 мкГн






Теперь найдём индуктивность связи .


Для этого сначала необходимо определить - максимальную резонансную частоту антенны :











где = 50 пФ - минимальная паразитная ёмкость антенны


= 10 мкГн - минимальная паразитная индуктивность антенны


Так как выражена через , то вычислим коэффициент удлиннения :









или после преобразования получим :






где - неравномерность коэффициента передачи ВЦ


Тогда искомая величина равна :














Гн



То есть получили = 2,658 мГн









Гц



Таким образом мы выбрали все параметры входной цепи :






Гн






Ф






Гн



Первые два варианта схем по разному влияют на . При перестройке от к при автотрансформаторной связи увеличивается затухание ( т.е. уменьшается ) и уменьшается m при увеличении частоты , а при внутриёмкостной связи уменьшается затухание ( увеличивается ) , причём довольно резко ( в 27 раз ) . Необходимо скомпенсировать рост добротности с одновременным уменьшение m , для этого будем использовать комбинированную связь . Будем поддерживать ) .












Рассчитаем оптимальный вид связи между антенной и ВЦ ( комбинированная связь )
r />

Потребуем , чтобы коэффициент включения m
менялся так , чтобы=
.
Это возможно только при комбинированной связи .









Определим затухание в контуре , которое необходимо на верхней частоте диапазона :









Определим коэффициент включения на верхней и нижней частоте :









где = 1 кОм - входное сопротивление транзистора УРЧ .









Используя полученные значения и , вычислим :









Теперь найдём


1.)


2,)


3,)















Ф









Гн



( Так как )



Таким образом , все параметры комбинированной связи мы нашли ( см.схему выше ) :












Гн






Гн









Ф









Гн






Ф






Расчитаем коэффициент передачи входной цепи .



где


















Неравномерность коэффициента передачи ВЦ :









Проверим :









Неравномерность увеличилась , следовательно характеристика входной цепи ухудшилась .



2.2. Расчёт УРЧ












Элементы контура , , такие же как и во ВЦ . Здесь таже комбинированная связь , что и во ВЦ.



Найдём :









Гн



где = 13 пФ - суммарная паразитная ёмкость



Теперь расчитаем комбинированную связь контура с транзистором преобразователя :


По аналогии с расчётами выше имеет :































































Гн



Расчитаем трансформаторную связь контура УРЧ с коллектором транзистора :






Оптимальное рассогласование


где = 35 кОм















Определим коэффициент связи между контуром и коллекторной цепью :









Теперь рассчитаем коэффициент усиления УРЧ на верхней и нижней частотах :



























где r - характеристическое сопротивление контура


= 0,25 А/В - максимальная крутизна выходной ВАХ .


- входная проводимость


- выходная проводимость





















Для УРЧ существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости :









где - коэффициент устойчивости ,


= 1,8 пФ - паразитная ёмкость коллекторного перехода






следовательно нам необходимо уменьшать до тех пор , пока не будет равняться 0,6* , т.е. .






Таким образом примем , тогда :





















2.3. Преобразователь частоты



Амплитуда крутизна первой гармоники при угле отсечки 90 градусов можно вычислить по формуле :












где = 0,25 - максимальная крутизна преобразующего элемента


= 0,04 - минимальная крутизна преобразующего элемента


Крутизна преобразования равна :












Расчитаем элементы контура фильтра , настроенного на частоту 465 кГц :






Примем :






Ф - чтобы не влияли различные паразитные ёмкости



Тогда :









Гн






Определим коэффициенты включения , необходимые для того , чтобы с учётом и была обеспечена заданная величина = 0.012









- конструктивная добротность ФПЧ









- конструктивное затузание ФПЧ









- характеристическое сопротивление контура


















Определим коэффициент усиления преобразователя :






мА/В






МГц












пФ



Но существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости :









Получили , что > , следовательно нам необходимо в равной степени уменьшать коэффициенты включения и , так чтобы коэффициент усиления преобразователя стал меньше , чем 0,6* , т.е. чтобы выполнялось неравенство .



Уменьшим коэффициенты включения и в 1,5 раза :



Тогда















2.4. Усилители промежуточной частоты






Число фильтров УПЧ равно :






следовательно у нас будет один контур УПЧ , и он будет нерегулируемый . Значит его рабочую точку необходимо установить в положение









Расчитаем эго параметры :





















Где - входное сопротивление детектора сигнала , оно равно половине сопротивления нагрузки ( ) , а сопротивление нагрузки , в свою очередь равно 0,4 , а , следовательно получили , что






Ом



коэффициент усиления


каскада УПЧ









Но существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости :












Получили , что > , следовательно нам необходимо в равной степени уменьшать коэффициенты включения и , так чтобы коэффициент усиления преобразователя стал меньше , чем 0,6* , т.е. чтобы выполнялось неравенство .






Уменьшим коэффициенты включения и в 2 раза :















Расчёт УПЧ делается по тойже методике , что и выше . Контур тотже самый , следовательно элементы такие же .



2.5. Детектор сигнала .






Используем последовательный амплитудный детектор на полупроводниковом диоде :
























Обычно в качестве диода включают D9 , D18 , D20 . Выберем один из них , например D18 .


Его характеристики :


А/В - крутизна прямой ветви ВАХ


А/В - крутизна обратной ветви ВАХ


Ф - паразитная ёмкость















Входное сопротивление УНЧ выбирают в пределах 10 - 50 кОм ( обычно 20-30 кОм ) .






Примем :






Ом






Общую величину сопротивления нагрузки по постоянному току определяют из условия получения минимальных нелинейных искажений . Для этого сопротивление цепи по постоянному и переменному току должны быть примерно одинаковыми .


Допустим , что отклонение между ними составляет 20 % , т.е. .


Если считать , что =2,5 МОм >> , то


= { A } .


Для получения достаточного коэффициента передачи детектора обычно берут :


= 0,2 и = 0,8 { B } .




















Совместное решение { A } и { B } дают результат : = 7500 Ом


= 2000 Ом


= 10000 Ом



Общую ёмкость нагрузки определяют из условия получения минимальных искажений вследствии избыточной постоянной времени цепи нагрузки :












где - верхняя частота модуляции = 3.8 кГц



Ёмкость нагрузки для улучшения фильтрации колебаний ПЧ обычно поровну делят м/у и , т.е. = = 0,5






Примем :






Ф , тогда :






Ф






Ф






Коэффициент передачи диодного детектора при линейно ломанной апроксимации ВАХ определяется углом отсечки Q тока через диод ( ) :






радиан , что составляет


приблизительно 16 градусов









С учётов резистивного делителя в цепи нагрузки :









Для правильного подключения диода к последнему контуру УПЧ определим входное сопротивления диодного детектора . При последовательной схеме :









Ом
Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Радиоприёмные устройства

Слов:3380
Символов:40264
Размер:78.64 Кб.