Xreferat.com » Рефераты по коммуникации и связи » Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переносной

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

РЯЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ


Пояснительная записка

к курсовой работе

по теме:

"Приёмник радиовещательный переносной"


Выполнил: студент группы 615

Лоцманов А.А.

Проверил: Салтыков Е.Н.


Рязань 2000

Содержание


Введение

1. Структурная схема приёмника

2. Проектирование структурной схемы линейного тракта приёмника

2.1 Расчёт необходимой полосы пропускания

2.2 Распределение усиления по каскадам

2.3 Проверка возможности осуществления регулировок

2.4 Расчёт допустимого и реального коэффициента шума и чувствительности ПРМ

3. Расчёт входной цепи

4. Расчёт УРЧ

5. Расчёт преобразователя частоты

6. Микросхемная реализация ПРМ

Заключение

Список литературы


Введение


Бытовые радиовещательные приёмники (в дальнейшем ПРМ) предназначены для приёма программ звукового радиовещания в диапазонах длинных (148 … 285кГц), средних (525 … 1607кГц), коротких (3,95 … 12,1МГц) волн с амплитудной модуляцией (АМ) и в диапазоне ультракоротких волн (65,8 … 74; 100 … 108МГц) с частотной модуляцией (ЧМ), в том числе приёма стереофонических передач.

Технический (инженерный) расчёт ПРМ выполняется для того, чтобы на основе требуемых (заданных) характеристик на ПРМ получить:

обоснованный и наиболее оптимальный вариант структурной схемы с выбором электронных приборов, схем и основных характеристик каждого каскада;

характеристики и параметры всех элементов каждого каскада ПРМ, включая выбор оптимального режима работы электронного прибора;

принципиальную схему приёмника и спецификацию к ней.

Основными узлами и блоками ПРМ являются: приёмная антенна, ряд различных усилителей (УВЧ) и преобразователей высокой частоты, детектор, усилитель звуковой частоты (УЗЧ) и оконечное устройство, а так же используются системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) и усиления (АРУ).

Классификация ПРМ проводится по ряду признаков: тип структурной схемы, вид используемых активных элементов, тип конструкции и т.д.

Структурная схема ПРМ в значительной степени определяется его назначением и видом модуляции сигнала. По виду структурных схем все существующие ПРМ можно поделить на: детекторные ПРМ без УЗЧ и с УЗЧ, приёмники прямого усиления, регенеративные и сверхрегенеративные ПРМ, синхронные, ПРМ с прямым преобразованием частоты и супергетеродинные ПРМ с одним и более преобразованиями частоты.

приемник радиовещательный переносной усиление

Современные ПРМ в большинстве случаев строят по супергетеродинной схеме, т.к. данная схема обладает существенными преимуществами (высокая чувствительность и селективность) перед ПРМ других типов. Поэтому проектируемый ПРМ будет строиться именно по этой схеме.

1. Структурная схема приёмника


Как отмечалось ранее, структурная схема проектируемого ПРМ будет гетеродинной. В добавлении к этому следует учесть, что данный ПРМ принимает и обрабатывает сигналы с АМ, поэтому в его структуру следует включить систему АРУ. А так же для улучшения чувствительности, путём уменьшения полосы пропускания ПРМ, введём систему АПЧ.

Таким образом, структурная схема всего ПРМ будет иметь вид, приведённый на рис.1.


Приёмник радиовещательный переносной

Рис.1. Структурная схема супергетеродинного приёмника.


Условные обозначения:
ВЦ - входная цепь; Г - перестраиваемый гетеродин;
УРЧ, УПЧ, УЗЧ - усилители резонансной, промежуточной и звуковой частоты соответственно; ФАПЧ, ФАРУ - фильтры соответствующих систем автоматики;
ОУ - оконечное устройство (динамическая головка); УЭ - управляемый элемент (варикап);
АД, ЧД - амплитудный и частотный детекторы; СМ - преобразователь частоты (смеситель);
ДАРУ - амплитудный детектор системы АРУ; А - антенна.

2. Проектирование структурной схемы линейного тракта приёмника


Строгое выполнение блок-схемы ПРМ без детального расчёта отдельных каскадов затруднительно, особенно для высокочастотных диапазонов волн. Поэтому в некоторых случаях уже при расчёте структурной схемы может потребоваться конкретизация активных элементов ПРМ, схем их включения и др.


2.1 Расчёт необходимой полосы пропускания


Полоса пропускания линейного тракта ПРМ, форма основных характеристик (АЧХ, ФЧХ) в пределах полосы частот принимаемого сигнала должны удовлетворять требованиям допустимых искажений. Необходимая полоса пропускания (ПП) определяется реальной шириной спектра принимаемого сигнала Приёмник радиовещательный переносной; доплеровским смещением частоты сигнала, которое в данном случае можно положить равном нулю, т.к. имеем дело с малыми скоростями Приёмник радиовещательный переносной и запасом Приёмник радиовещательный переносной, зависящим от нестабильности частот принимаемого сигнала и гетеродинов приёмника, а так же погрешностей в настройки отдельных контуров и всего приёмника. Таким образом


Приёмник радиовещательный переносной (1)


Ширина спектра принимаемого сигнала при АМ определяется как удвоенная верхняя частота модуляции, т.е. Приёмник радиовещательный переносной (2)

Запас по полосе в данном случае можно определить по следующей формуле: Приёмник радиовещательный переносной


Приёмник радиовещательный переносной, (3)


где Приёмник радиовещательный переносной - относительная погрешность и нестабильность частоты настройки контуров тракта промежуточной частоты (Приёмник радиовещательный переносной Приёмник радиовещательный переноснойкГц), Приёмник радиовещательный переносной - температурная нестабильность высокой частоты, которая определяется как


Приёмник радиовещательный переносной, (4)


где ТКЧ - температурный коэффициент нестабильности частоты настройки контуров гетеродина (для кварцевого гетеродина ТКЧ=10-6 1/град), Приёмник радиовещательный переносной - статистический разброс температур окружающей среды между приёмником и передатчиком, Приёмник радиовещательный переносной - частота принимаемого сигнала.


Приёмник радиовещательный переносной, (5)


где Приёмник радиовещательный переносной - диапазон рабочих температур проектируемого приёмника.

Таким образом, получим Приёмник радиовещательный переноснойГц


Приёмник радиовещательный переносной Гц, Приёмник радиовещательный переносной кГц,

Приёмник радиовещательный переносной кГц.


Так как из-за увеличения полосы ухудшается избирательность по соседнему каналу и отношение сигнал/шум, то следует выбирать полосу фильтра не более рассчитанной, но и не на много уже. Исходя из этого, ограничимся полосой в 12,5 кГц, и выберем пьезокерамический фильтр УПЧ типа ПФ1П-2 465кГц Приёмник радиовещательный переносной 12,5кГц, который обеспечивает селекцию по соседнему каналу при расстройке ±9 кГц более 40дБ, что и требуется по техническому заданию.


2.2 Распределение усиления по каскадам


Необходимое усиление сигналов в линейном тракте следует обеспечить при достаточной устойчивости каскадов (возможно меньшее их число), используя экономичные приборы. С другой стороны, во избежание сильной перегрузки каскадов при большом динамическом диапазоне входных сигналов, их число должно быть таким, чтобы на каждый каскад приходилось АРУ не более 10…15дБ.

Коэффициент усиления линейного тракта определяется следующим образом: Приёмник радиовещательный переносной, (6)

где UА - заданная чувствительность ПРМ, UАД - минимальное (с точки зрения допустимых искажений) напряжение на входе АД (для диодного детектора Приёмник радиовещательный переноснойв. Таким образом, Приёмник радиовещательный переноснойраз.


Приёмник радиовещательный переносной

Рис.2. Проходная характеристика транзистора КП305Д.


Для линейной части ПРМ в качестве активного усилительного элемента выберем транзистор КП305Д:

Общие сведения: кремниевый планарный полевой с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа, предназначен для работы во входных каскадах высокочастотных усилителей с высоким входным сопротивлением.

Основные параметры:

Крутизна характеристики (мА/В): Приёмник радиовещательный переносной Приёмник радиовещательный переносной

Ёмкость входная (пФ): Приёмник радиовещательный переносной

Ёмкость проходная (пФ): Приёмник радиовещательный переносной

Коэффициент шума (дБ): Приёмник радиовещательный переносной

Для средней крутизны справедливо: Приёмник радиовещательный переносной (7)


Приёмник радиовещательный переносной

Рис.3. Зависимость крутизны от входного напряжения для транзистора КП305Д.


Данный транзистор имеет квадратичную характеристику при нулевом смещении и близкую к линейной при смещении в пределах Приёмник радиовещательный переноснойВ.

Определим устойчивые коэффициенты усиления для этого транзистора на частотах сигнала и промежуточной.


Имеем равенство: Приёмник радиовещательный переносной (8). Тогда на частоте Приёмник радиовещательный переноснойМГц: Приёмник радиовещательный переносной, а на промежуточной частоте: Приёмник радиовещательный переносной. Таким образом, положим Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной, тогда Приёмник радиовещательный переносной. Значит, будем использовать 3 каскада УПЧ с коэффициентами усиления Приёмник радиовещательный переносной.

Для обеспечения заданной АРУ необходимо иметь не менее трёх каскадов усиления (по 10дБ на каскад). Следовательно, будем охватывать АРУ каскад УРЧ и два первых каскада УПЧ.


Приёмник радиовещательный переносной

Рис.4. Структурная схема ПРМ по усилению


Таким образом, структурная схема ПРМ по усилению имеет вид, приведённый на рис.4.


2.3 Проверка возможности осуществления регулировок


АРУ обеспечивает требуемое относительное постоянство выходного напряжения ПРМ в условиях изменения мощности принимаемых сигналов. АРУ современных ПРМ осуществляются путём:

а) изменения крутизны характеристики электронных приборов;

б) регулировки междукаскадных связей (обычно в транзисторных ПРМ);

в) регулируемых обратных связей в каскадах или группе каскадов.

Существует большое разнообразие схем АРУ, применяемых в современных ПРМ. Подавляюще большинство из них относятся к классу инерционных систем АРУ с обратной связью.

Проверим возможность осуществления автоматических регулировок путём изменения крутизны характеристик транзисторов в усилителях. В этом случае изменение крутизны характеристик электронных приборов регулируемых каскадов должно удовлетворять неравенству: Приёмник радиовещательный переносной (9) где Si - значение крутизны в исходной рабочей точке i-ого регулируемого каскада, Si,min - значение крутизны при максимальном регулирующем напряжении для i-ого регулируемого каскада, Д и В - заданные исходные данные системы АРУ согласно формулам (9) и (10) (смотри ГОСТ).


Приёмник радиовещательный переносной (10) Приёмник радиовещательный переносной (11)

Таким образом, имеем: Приёмник радиовещательный переносной => Приёмник радиовещательный переносной.


Значит требуемая АРУ вполне обеспечивается.


2.4 Расчёт допустимого и реального коэффициента шума и чувствительности ПРМ


В диапазонах СВ, ДВ и КВ чувствительность приёмников ограничена внешними помехами (промышленными и атмосферными) и собственными шумами, причём обычно в этих диапазонах уровень внешних помех на входе ПРМ оказывается больше приведённого к входу уровня шумов ПРМ даже без УРЧ. Поскольку эти ПРМ относительно узкополосны, в первом приближении можно считать, что внешние помехи имеют такой же характер, на выходе селективной системы, как собственные шумы. В этом случае для получения требуемой чувствительности со входа внешней антенны коэффициент шума ПРМ не должен превышать значения, рассчитываемого по нижеследующей формуле: Приёмник радиовещательный переносной, (12), где ЕСА - заданная чувствительность, Приёмник радиовещательный переносной - заданное отношение сигнал/шум на входе ПРМ, Приёмник радиовещательный переноснойДж/К - постоянная Больцмана, Т0 - абсолютная температура, Приёмник радиовещательный переносной - шумовая полоса пропускания линейного тракта ПРМ, RА - эквивалентное сопротивление антенны. Таким образом, получим: Приёмник радиовещательный переносной. Теперь посчитаем реальный коэффициент шума проектируемого ПРМ по формуле: Приёмник радиовещательный переносной (13). Так как справедливы следующие равенства: Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной, то Приёмник радиовещательный переносной, что много меньше допустимого.

Таким образом, при данном коэффициенте шума будет обеспечиваться чувствительность, рассчитываемая по выражению (14).


Приёмник радиовещательный переносной (14)


В данном выражении tА - это относительная шумовая температура антенны, которая зависит от внешних помех (положим Приёмник радиовещательный переносной). Тогда,


Приёмник радиовещательный переносноймкВ


Таким образом, имеем большой запас по чувствительности.

3. Расчёт входной цепи


Входной цепью называют часть ПРМ, связывающую антенно-фидерную систему со входом первого каскада, которым в данном случае является УРЧ.

В зависимости от вида антенны ВЦ классифицируются как ВЦ при ненастроенной и настроенной антенне. Первые предназначены работать с различными антеннами, внутреннее сопротивление которых комплексно, а параметры заранее не известны (вещательные приёмники); вторые используются в случае работы от антенны с известным активным внутренним сопротивлением (профессиональная связь, СВЧ приёмники). По диапазонам различают ВЦ ДВ, СВ, КВ, метрового диапазона, в которых используются контуры с сосредоточенными параметрами, и ВЦ более коротковолновых диапазонов, в которых применяются коаксиальные, полосковые, микрополосковые и полые резонаторы. По числу селективных элементов ВЦ делятся на одноконтурные, двухконтурные, многоконтурные; по виду связи антенны (фидера) с ВЦ на ВЦ с непосредственной, трансформаторной (автотрансформаторной), емкостной и комбинированной связью.


Приёмник радиовещательный переносной

Рис.5. АЧХ избирательной системы ВЦ.


Основное требование к ВЦ - высокая селективность, чтобы обеспечить заданное ослабление по зеркальному каналу и промежуточной частоте.

Рассчитаем обобщённую расстройку по зеркальному каналу:


Приёмник радиовещательный переносной (15)

Приёмник радиовещательный переноснойМГц


ПоложимПриёмник радиовещательный переносной, тогда


Приёмник радиовещательный переносной


Приёмник радиовещательный переносной

Рис.6. Расчётная электрическая схема ВЦ.


При такой расстройке одноконтурная избирательная система обеспечивает ослабление сигнала на 20дБ. Так как это значительно больше заданного, то используем одиночный колебательный контур в ВЦ.

Выберем ВЦ с индуктивной связью с антенной, так как при этом коэффициент передачи по всему поддиапазону постоянен (при Приёмник радиовещательный переносной).

Параметры для расчёта: RА=50Ом RВХ=500кОм СL=4пФ СВХ=3,5пФ


САМАХ=50пФ САМИН=25пФ СМ=8пФ LАМИН=2мкГн


Индуктивность катушки связи: Приёмник радиовещательный переносной (16)

где Приёмник радиовещательный переносной, тогда


Приёмник радиовещательный переносноймкГн


2. Наибольшее значение коэффициента связи между катушками при допустимой расстройке входного контура:


Приёмник радиовещательный переносной (17)


коэффициент поддиапазона - Приёмник радиовещательный переносной (18)

эквивалентное затухание катушки связи - Приёмник радиовещательный переносной (19)

3. Наименьшее значение оптимального коэффициента связи между катушками: Приёмник радиовещательный переносной (20)

затухание антенной цепи -


Приёмник радиовещательный переносной (21)


4. Так как Приёмник радиовещательный переносной, то коэффициент связи выбираем


Приёмник радиовещательный переносной (22)


5. Коэффициент включения входа электронного прибора к контуру, гарантирующий заданное эквивалентное затухание: (23)


Приёмник радиовещательный переносной


активная входная проводимость электронного прибора на максимальной частоте поддиапазона - gвх мах=2,33мкСм (будет рассчитан далее).

Так как оказалось, что Приёмник радиовещательный переносной, то полагаем Приёмник радиовещательный переносной. В этом случае необходимо последовательно в контур включить добавочное сопротивление:


Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переноснойОм (24)


6. Проверим осуществимость минимальной эквивалентной ёмкости:


Приёмник радиовещательный переноснойпФ (25)


7. Индуктивность контурной катушки:


Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переносноймкГн (26)


8. Действительное значение эквивалентного затухания контура:


Приёмник радиовещательный переносной (27)

Приёмник радиовещательный переносной


Таким образом, действительное затухание контура соответствует выбранному ранее.

9. Полоса пропускания ВЦ: Приёмник радиовещательный переноснойкГц (28)

10. Коэффициент передачи ВЦ:


Приёмник радиовещательный переносной (29)


11. Ёмкость блокировочного конденсатора: Приёмник радиовещательный переноснойнФ (30)


Приёмник радиовещательный переноснойнФ (31)


Таким образом, Приёмник радиовещательный переносной нФ.

На этом расчёт ВЦ можно считать законченным.

4. Расчёт УРЧ


Так как избирательность по зеркальному каналу с большим запасом обеспечивает ВЦ, то УРЧ целесообразно проектировать как резистивный каскад. Таким образом, схема УРЧ имеет вид, приведённый на рис.7.

Исходные данные:


СВХ=3,5пФ С12И=СЗС0=0,3пФ ССИ0=2,6пФ IС=5мА

RСИ=500кОм UЗИ=1В UСИ=6В S=7,4мА/В RЗИ=10ГОм RИ=50Ом fТ=550МГц


Расчёт по постоянному току: пусть URИ=0,5В, тогда

1. Сопротивление в цепи истока: Приёмник радиовещательный переноснойОм (32)

2. Ток делителя: Приёмник радиовещательный переносноймкА (33)

3. Сопротивление резисторов делителя: Приёмник радиовещательный переноснойкОм (34)

Приёмник радиовещательный переноснойкОм (35)

Расчёт по переменному току:

1. Ёмкость цепи истока: Приёмник радиовещательный переноснойнФ (36)

2. Емкости фильтров цепей питания:

а) стока: Приёмник радиовещательный переноснойнФ (37)


Приёмник радиовещательный переносной

Рис.7. Принципиальная схема резистивного УРЧ.


где Приёмник радиовещательный переносной (38)

Приёмник радиовещательный переноснойкГц


б) затвора:


Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переносноймкФ (39)


где внутреннее сопротивление источника питания положим Приёмник радиовещательный переноснойОм.

Входная и выходная проводимости транзистора на ВЧ:


Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переноснойпФ (40)

Приёмник радиовещательный переносноймкСм (41)

Приёмник радиовещательный переноснойпФ (42)

Приёмник радиовещательный переносноймкСм (43)

Приёмник радиовещательный переносноймА/В (44)


3. Ёмкость схемы: Приёмник радиовещательный переноснойпФ (45)

4. Сопротивление нагрузки: Приёмник радиовещательный переноснойОм (46)

5. Индуктивности дросселей цепей питания:

а) затвора: Приёмник радиовещательный переносной мГн (47)

б) стока: Приёмник радиовещательный переносноймГн (48)

6. Ёмкость разделительного конденсатора:

Приёмник радиовещательный переноснойнФ (49)

На этом расчёт УРЧ можно считать законченным.

5. Расчёт преобразователя частоты


Исходные данные: IС=0,83мА UЗИ=0 UИ=0,5В UСИ=5В


Приёмник радиовещательный переносной

Рис.8. Принципиальная схема преобразователя частоты.


UФ=1В RЗ=100кОм UГЕТ=2В


Сопротивление резистора фильтра питания: Приёмник радиовещательный переноснойкОм (50)

Сопротивление истока: Приёмник радиовещательный переноснойОм (51)

Ёмкость конденсатора фильтра питания:


Приёмник радиовещательный переноснойнФ (52)


Крутизну преобразования определим по методу пяти ординат:


Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: