Проектирование радиоприемного устройства
Расчет необходимой полосы пропускания. Выбор средств обеспечения избирательности и усиления линейного тракта. Принципиальная схема одного двухконтурного каскада УПЧ. Амплитудный детектор и преобразователь частоты. Автоматическая регулировка усиления.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.07.2010 |
Размер файла | 237,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
УГТУ - УПИ им. С.М. Кирова
Кафедра РЭИС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
«Проектирование радиоприемного устройства»
Екатеринбург, 2001
ВВЕДЕНИЕ
Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, радиоприемника и оконечного устройства, предназначенного для воспроизведения сигналов.
Радиоприемники можно классифицировать по ряду признаков, из которых основными являются:
Тип схемы.
Вид принимаемых сигналов.
Назначение приемника.
Диапазон частот.
Вид активных элементов, используемых в приемнике.
Тип конструкции приемника.
По типу схем различают приемники детекторные, прямого усиления (без регенерации и с регенерацией), сверхрегенеративные и супергетеродинные приемники, обладающие существенными преимуществами перед приемниками других типов и широко применяемые на всех диапазонах частот.
Принимаемые сигналы служат для передачи сообщений или измерения положения и параметров относительного движения объектов. По виду модуляции приемники различают:
с амплитудной модуляцией,
с амплитудной манипуляцией,
с частотной модуляцией,
с фазовой модуляцией,
с фазовой манипуляцией,
с импульсной модуляцией и т.д.
Принимаемые сигналы могут передавать сообщения от одного источника или от нескольких.
По назначению различают приемники связные, радиовещательные, телевизионные, радиорелейных и телеметрических линий, радиолокационные, радионавигационные и др. Связные радиоприемники чаще всего служат для приема одноканальных непрерывных сигналов с АМ (с несущей и боковой полосами), ОБП (однополосной) и ЧМ или дискретных сигналов с АТ, ЧТ и ФРТ. Радиовещательные приемники (монофонические) принимают одноканальные непрерывные сигналы с АМ на длинных, средних и коротких волнах и с ЧМ на ультракоротких волнах. Приемники черно-белых телевизионных программ принимают непрерывные сигналы изображений с АМ и частичным подавлением одной боковой полосы частот и звуковые сигналы с ЧМ. Приемники цветных телевизионных программ принимают также сигналы, создающие цветное изображение. Приемники оконечных станций радиорелейных и телеметрических линий обычно предназначены для приема и разделения каналов многоканальных сигналов с частотным и временным уплотнением.
Приемники промежуточных станций радиорелейных линий (наземных и спутниковых) отличаются от приемников оконечных станций тем, что в них не происходит разделения многоканальных сигналов.
Рис. 1 - Принципиальная схема одного двухконтурного каскада УПЧ
Рис. 2 - Схема одноконтурного УРЧ
6. АМПЛИТУДНЫЙ ДЕТЕКТОР
В транзисторных приемниках для детектирования непрерывных АМ-сигналов применяются диодные и транзисторные детекторы. Используем диодный амплитудный детектор с последовательной схемой включения, на диоде Д9Б, максимальная рабочая частота которого 40МГц. Схема включения детектора приведена на рис. 3.
Электрические характеристики диода Д9Б
Табл. 6.1
Uпр, В |
Iпр, мА |
Ri, Ом |
Uобрmax, В |
Iобр, мкА |
Rобр,МОм |
Сд, пФ |
|
0.9 |
90 |
10 |
10 |
250 |
0.4 |
1…2 |
Рис. 3 - Схема включения АД
7. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Преобразователь частоты состоит из смесителя, к которому подводится принимаемый сигнал, и гетеродина, напряжение которого периодически изменяет параметры смесителя. На выходе смесителя выделяется сигнал преобразованной частоты. В ПЧ с внешним гетеродином функции последнего выполняет отдельный электронный прибор. В данном случае используем ПЧ с внешним гетеродином, т.к. он рекомендован [2].
В таком ПЧ сигнал Uс от входной цепи и последнего каскада УРЧ поступает к базе биполярного транзистора смесителя, включенного с ОЭ. Напряжение гетеродина Uг поступает в цепь эмиттера смесителя и по отношению к гетеродину смеситель оказывается включенным по схеме с ОБ.
В цепь коллектора смесителя включают фильтры (резонансный контур). С помощью резисторов R1 и R2 подается напряжение отрицательного смещения на базу транзистора. Цепь R4, С2 служит для стабилизации режима работы транзистора при изменении температуры. R3 используется для подачи напряжения гетеродина в цепь эмиттера. С3 не пропускает постоянную составляющую тока эмиттера в цепь гетеродина. Схема ПЧ с внешним гетеродином приведена на рис. 4.
Гетеродин приемника формирует вспомогательное гармоническое напряжение, необходимое для преобразования частоты.
Простейшие гетеродины представляют собой однокаскадные генераторы с самовозбуждением на транзисторах. Такие гетеродины находят применение в радио- и телевизионных приемниках, а также в некоторых профессиональных устройствах, в которых не требуется высокая точность настройки. К группе простейших гетеродинов могут быть отнесены клистронные гетеродины, а также гетеродины на туннельных диодах. Но главным недостатком таких гетеродинов является низкая стабильность частоты.
Рис. 4 - Схема ПЧ с внешним гетеродином
Практическое применение находят генераторы с трансформаторной, автотрансформаторной и емкостной и обратной связью. В данном приемнике применим автогенератор с трансформаторной связью, изображенный на рис. 5.
Рис. 5 - Гетеродин с трансформаторной связью
АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ
АРУ предназначена для поддержания уровня выходного сигнала РПрУ или усилителя вблизи некоторого номинального значения при изменении уровня входного сигнала.
Различают обратные и прямые АРУ. Обратные АРУ - системы с обратной связью. Они не могут обеспечить полного постоянства выходного напряжения, т.к. выходное напряжение является входным для АРУ и должно содержать информацию для соответствующего изменения регулируемого воздействия. Достоинством же обратной АРУ является обеспечение защиты от перегрузок, чего нельзя сказать о прямой АРУ. Также бывают комбинированные АРУ. Системы АРУ также подразделяются на задержанные и незадержанные. При использовании задержанной АРУ регулировка усиления начинается лишь после превышения сигналом некоторого минимального значения, соответствующего выбранному порогу срабатывания, называемому напряжением задержки АРУ. В незадержанной АРУ порог срабатывания не вводится, и регулирование осуществляется при наличии сигнала любой величины.
АРУ надо подавать на все транзисторы УРЧ и УПЧ. Используем обратную задержанную АРУ, содержащую RC-фильтр.
Находим величину регулируемого напряжения Up, которое должна дать АРУ для изменения усиления от Kmax до Kmin. Т.к. усиление каскада пропорционально крутизне S, то
где в произведения входят крутизны характеристик транзисторов каскадов.
Для определения Up выбираем начальные смещения на базе транзисторов, определяем для них соответствующие значения S1max и рассчитываем Smax=S1maxS2maxS3maxS4max=S1max4. Итак,
Ебо=0.051 В, S1max=(110-j110)мСм,
тогда
Тогда по графику находим Ебmax=0.062В
Up= Ебmax-Ебо=0.062-0.051=0.011В
Определим амплитуду переменного напряжения на входе АРУ при минимальном напряжении сигнала на входе приемника:
9. УСИЛИТЕЛЬ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ
В качестве усилителя низкой частоты можно использовать маломощную микросхему К548УН1А, типовая схема включения которой приведена на рис. 6.
Рис. 6 - Типовая схема включения К548УН1А
Назначение выводов микросхемы К549УН1А
1(14)-неинвертирующий вход, 3(12)- инвертирующий вход, 2(13)-эмиттер, 4-корпус, подложка (-Uп), 5(11), 6(10)-коррекция, 7(8)-выход, 9-питание (+Uп).
Электрические характеристики микросхемы К549УН1А
Табл. 9.1
Напряжение питания, В |
Ток потребления, мА, не более |
Коэффициент усиления по напряжению (при Rн=10кОм,Uвых=2В, f=100Гц) |
Напряжение шума на входе, мкВ, не более |
Номинальная выходная мощность, мВт, не более |
|
Uп |
Iпот |
Ку.u |
Uш.вх |
Pвых.ном |
|
9…30 |
12 |
50000…100000 |
0.7 |
250 |
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Проектирование радиоприемных устройств: Методические указания / В.И. Лузин, Н.П. Никитин.
Проектирование радиоприемных устройств. Под ред. А.П. Сиверса.
Радиоприемные устройства. Под ред. А.П. Жуковского.
Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков. Радиоприемные устройства.
Интегральные микросхемы: справочник/Булычев, Галкин.
Подобные документы
Расчет полосы пропускания. Выбор промежуточной частоты, активных элементов и расчет их параметров. Распределение избирательности и полосы пропускания между трактами приемника. Проектирование антенного переключателя. Автоматическая регулировка усиления.
курсовая работа [335,8 K], добавлен 14.01.2011Расчет супергетеродинного радиоприемного устройства (РПУ). Проектирование тракта промежуточной частоты. Выбор схем детектора, расчет его выходного напряжения. Расчет полосы пропускания линейного тракта РПУ. Выбор числа поддиапазонов и элементов настройки.
курсовая работа [198,9 K], добавлен 16.12.2012Рассмотрение схем простого супергетеродина, собранного на транзисторах и на микросхемах. Расчет полосы пропускания приемника, уровня шума и суммарного коэффициента усиления устройства. Выбор избирательных сетей. Конструирование амплитудного детектора.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.02.2012Выбор и обоснование структурной схемы радиолокационного приемника. Расчет полосы пропускания и коэффициента шума линейного тракта. Вычисление параметров электронных приборов, преобразователя частоты, детектора, системы автоматической регулировки усиления.
курсовая работа [115,2 K], добавлен 15.10.2012Предварительный расчет и составление структурной схемы приемника. Выбор и обоснование селективных систем и расчет требуемой добротности контуров радиочастотного тракта. Схема и расчет входной цепи. Выбор средств обеспечения усиления линейного тракта.
курсовая работа [867,4 K], добавлен 10.04.2011Особенности радиосигнала. Полоса пропускания радиотракта. Выбор средств обеспечения избирательности, способа настройки на частоту приема, демодулятора. Распределение усиления по каскадам. Проверка соотношения сигнал/шум. Расчет каскадов приемника.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 20.03.2014Расчет элементной базы радиоприёмного устройства. Выбор и обоснование промежуточной частоты и спектра полезного сигнала. Расчёт структурной схемы и полосы пропускания приёмника. Выбор селективной системы преселектора. Автоматическая регулировка усиления.
курсовая работа [127,4 K], добавлен 23.10.2015Проектирование радиоприемного устройства: расчёт сквозной полосы пропускания приёмника, структуры преселектора и числа преобразований частоты. Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты, динамического диапазона и расчет усилителя.
курсовая работа [547,9 K], добавлен 18.08.2012Составление и расчет структурной схемы линейного тракта приемника и выбор средств обеспечения его усиления. Допустимый коэффициент шума, расчет ширины спектра принимаемого сигнала и усилителя радиочастоты. Амплитудный ограничитель и частотный детектор.
курсовая работа [252,0 K], добавлен 10.02.2011Структурная схема приемника. Расчет полосы пропускания приемника. Выбор промежуточной частоты и транзистора для входного каскада УВЧ. Расчет реальной чувствительности, коэффициента усиления детекторного тракта, параметров высокочастотной части приемника.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.11.2013