Приемные устройства каналов связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Техническое задание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Общие сведения

2. Практическая часть

2.1 Расчет входной цепи приемного устройства

Заключение

Список использованной литературы

Задание на курсовую работу (проект)

1. Тема: «Приемные устройства каналов связи»

2. Срок предоставления работы (проекта) к защите 25.05.2012

3. Исходные данные для научного исследования (проектирования)

4. Содержание курсовой работы (проекта)

4.1 Введение

4.2 Общие сведения

4.3 Расчет входной цепи приемного устройства

Введение

Радиоприемные устройства входят в состав радиотехнических систем связи, т.е. систем передачи информации с помощью электромагнитных волн.

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 приемников.

Принимаемые сигналы служат для передачи сообщений или измерения положения и параметров относительного движения объектов. Сигналы могут передавать сообщения от одного источника или нескольких. Для передачи информации используется изменение одного из параметров сигнала по закону изменения информационного сигнала. Используются: непрерывные колебания с изменяемой (модулированной) амплитудой, частотой или фазой; колебания, скачкообразно изменяемые (манипулированные) по амплитуде, частоте, или разности фаз; колебания с изменяемой амплитудой, частотой или фазой, которые обусловлены видеоимпульсами с амплитудной, широтной, временной, или дельта-модуляцией, а также кодовыми группами видеоимпульсов.

По назначению различают приемники связные, радиовещательные, телевизионные, радиорелейных и телеметрических линий, радиолокационные, радионавигационные и другие. Связные радиоприемники чаще всего служат для приема одноканальных непрерывных сигналов с АМ (с несущей и боковыми полосами), ОБП (однополосной) и ЧМ или дискретных сигналов с амплитудной манипуляцией, частотной или фазовой. 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 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.

Импульсные радиолокационные приемо-передающие станции обычно излучают зондирующие радиоимпульсы с фиксированными периодами следования, длительностью импульсов, амплитудой и несущей частотой. Приемники таких станций служат для приема части энергии зондирующих сигналов, отраженной от целей. Отраженные сигналы могут быть импульсными или непрерывными, причем информация о целях может содержаться в изменении во времени амплитуды (или отношения амплитуд) и частоты (или спектре) сигналов.

Согласно рекомендации МККР (Международного консультативного комитета по радио) спектр радиосвязи делится на диапазоны. Наиболее широко распространенные приемники работают в диапазоне 30 кГц - 300 ГГц (на волнах 10 км - 1мм).

В качестве активных элементов каскадов приемников, работающих на частотах 30 кГц - 300 МГц, используются полупроводниковые приборы и электронные лампы. Предпочтение отдается полупроводниковым приборам благодаря их преимуществам (малые габаритные размеры и масса; низкие напряжения и токи питания; большой срок службы и механическая прочность).

Приемники конструктивно выполняются из отдельных (навесных) активных и пассивных элементов с печатным или объемным монтажом или из готовых интегральных микросхем, представляющих собой каскады, узлы приемников и даже целые приемники.

1. Теоретическая часть

1.1 Общие сведения о приемных устройствах

Радиоприемным называется устройство, предназначенное для приема сообщений, передаваемых с помощью электромагнитных волн (ЭМВ) в радиочастотном и оптическом диапазонах.

Радиоприемное устройство в любой системе передачи информации изображено на рисунке 1.

Рисунок 1. Система передачи информации

Радиопередающее устройство (РПдУ), вместе с передающей антенной А1, радиоприемное устройство (РПрУ) вместе с приемной антенной А2 и среда распространения ЭМВ образуют радиоканал. При прохождении по радиоканалу сигнал претерпевает нежелательные изменения - искажения, связанные с распространением радиоволн и неидеальностью характеристик РПдУ и РПрУ. Кроме того, в месте приема существуют электромагнитные поля, создаваемые посторонними источниками естественного и искусственного происхождения (внешние помехи), а в цепях самого РПрУ возникают различные побочные электрофизические явления, проявляющиеся в виде внутренних помех приему.

Основными функциями РПрУ являются:

1. Улавливание радиоволн и преобразование энергии электромагнитного поля в энергию электрических колебаний. Эту функцию выполняет антенна РПрУ.

2. Отделение полезного сигнала от мешающих воздействий других радиостанций и помех различной природы, что осуществляется с помощью фильтров.

3. Усиление и преобразование радиосигнала в напряжение (ток) с частотой модулирующего колебания.

4. Воспроизведение переданного сообщения в виде звука, изображения на экране, записи текста и т.п.

Укрупненная структурная схема РПрУ, определяемая его основными функциями показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Структурная схема радиоприемного устройства

Радиотракт предназначен для усиления сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы детектора (без искажений), и подавления мешающих сигналов. Следовательно, радиотракт включает усилительные каскады и частотноселективные цепи (фильтры). Детектор преобразует высокочастотное колебание, модулированное передаваемым сообщением, в низкочастотное, соответствующее модулирующему сигналу. В последетекторной части радиоприемника происходит усиление продетектированного сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы воспроизводящего устройства. Здесь же происходит дополнительное ослабление помех, например, за счет включения декодирующих устройств при приеме цифровой информации.

В многоканальных приемниках радиотракт рассчитывается на прием группового сигнала, который несет в себе ряд независимых сообщений. В этом случае последетекторный тракт включает в себя разделитель каналов, а на выходе каждого канала используется свое воспроизводящее устройство.

Классификация РПрУ.

В зависимости от признаков, положенных в основу классификации, существует множество различных приемников. По основному функциональному назначению РПрУ делят на профессиональные и вещательные (бытовые). К профессиональным РПрУ относят связные, телевизионные (в системах передачи информации), телеметрические, локационные, телеуправления и др. Вещательные приемники обеспечивают прием программ звукового и телевизионного вещания. Их массовое производство и необходимость относительной дешевизны обуславливают сравнительно простые технические решения. В зависимости от сложности и качества они делятся на классы.

Среди связных различают РПрУ космических, магистральных, внутризоновых, местных, технологических и других радиосистем.

В зависимости от места установки РПрУ могут быть стационарными, бортовыми, автомобильными, переносными и т.д.

По виду принимаемых сигналов выделяют приемники непрерывных и дискретных сигналов; по виду модуляции (или манипуляции для приемников дискретных сигналов): с амплитудной (АМ), однополосной (ОМ), частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) модуляцией, различными видами импульсной модуляции и т.п.

По диапазону частот принимаемых сигналов различают приемники НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ, УВЧ, СВЧ, а также приемники оптического диапазона. Радиовещательные приемники обычно классифицируют по диапазону длин волн: ДВ, СВ, КВ, УКВ. Приемники дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн используются в радиолокации и спутниковых системах связи.

Радиоприемники можно классифицировать также по способу питания (сетевые, от батареи), конструктивному выполнению и др.

2. Практическая часть

2.1 Расчет входной цепи приемника

Так как в техническом задании не заданы параметры антенны, то по методике испытаний приемников в КВ диапазоне для штыревой антенны принимаем:

длина антенны - 1[м];

сопротивление антенны ;

емкость антенны ; .

Так как коэффициент перекрытия диапазона , то можно применить внешнеемкостную связь с антенной и индуктивную связь с нагрузкой.

Рисунок 3. Схема приемного устройства

Произведем расчет этой схемы.

Определяем эквивалентную емкость схемы ПУ, при которой выбранный элемент настройки обеспечит перекрытие диапазона:

 ;

.

Определим минимальную емкость контура:

где C₀ паразитная емкость схемы.

Определяем индуктивность контура по формуле:

Определяем наибольшую емкость связи, при которой разброс емкости антенны вызывает допустимую расстройку входной цепи:

C1=2,7 [пФ].

Вычисляем коэффициент включения контура к входу УРЧ:

Определяем индуктивность связи контура и входа УРЧ:

.

где К_св - конструктивно выполнимый коэффициент связи для катушек с однослойной намоткой примерно 0,45.

[мкГ].

Коэффициент передачи ПУ:

Коэффициент шума ПУ:

Выбираем подстраиваемый конденсатор так, чтобы скомпенсировать погрешности емкости схемы, которые в КВ диапазоне составляют от 2[пФ] до 6[пФ]. Для этого возьмем конденсатор с средней емкостью 12 [пФ].

Задаемся емкостью монтажа С_м=7[пФ], емкостью катушки C_L=5[пФ] и определяем емкость схемы на максимальной частоте диапазона без учета емкости подстраиваемого конденсатора:

[пФ].

Определяем максимальную емкость контура ПУ:

[пФ].

радиоприемный устройство входная цепь

Составим систему уравнений:

Решаем ее относительно С'₁ и С₂. В преселекторе с резонансным УЧР для контуров ПУ и УРЧ выбираем С4= С'₁.

Выбираем: С4=4,7[пФ], С2=11[пФ].

Заключение

При разработке этого курсового проекта были изучены основные типы приемных устройств каналов связи и их характеристики. Также была рассчитана простейшая цепь приемного устройства. На базе полученных знаний были выявлены сходства и различия основных типов приемных устройств.

Список использованной литературы

1. Бобров Н.В., Максимов Г.В., Мичурин В.Н. Расчет радиоприемников. М: воениздат, 1971, 180с.

2. Горшков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств. Справочник. М: ”Радио и связь”, 1988 - 316 с.

3. Ж.А. Сухинец, А.И. Салихов, А.И. Гулин. Проектирование радиоприемного устройства: Методические указания /- Уфа: ЦОП УГАТУ, 2009г.:ил.

Размещено на Allbest.ru