Размещено на http://www.allbest.ru/

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "РАДИОТЕХНИКА"

Курсовая работа

по дисциплине "Каналообразующие устройства"

«Проектирование радиоприемного устройства»

Выполнил: Лысенко Д.М.

Проверил: Меремсон Ю.Я.

Шифр: 13-АТК-21

Санкт-Петербург

2013 г.

Оглавление

• 1. Исходные данные к проекту
• 2. Введение
• 3. Структурная схема приемника и ее описание
• 4. Выбор промежуточной частоты и типа фильтра
• 5. Избирательная система тракта
• 6. Определение усиления каскадов приемника
• 7. Используемая литература
• 8. Описание схемы
• 9. Приложение

1. Исходные данные к проекту

2. Введение

Радиоприемное устройство осуществляет преобразование модулированных радиочастотных колебаний в электрический сигнал, отображающий передаваемое сообщение. Основные функции радиоприемного устройства определяют его обобщенную структурную схему (рис.1).

Рис. 1 Обобщенная структурная схема радиоприемника

Радиоволны улавливаются антенным устройством и преобразуются в энергию электрических колебаний той же частоты. Так как уровень сигнала, принятого антенным устройством, мал, то в тракте радиочастоты происходит усиление колебаний до уровня, необходимого для работы демодулятора. При этом усиление должно быть без искажений. На антенну воздействует большое число радиоволн от радиопередающих устройств, излучающих сигналы с различными частотами. Устройство должно принять только то колебание, которое для него является полезным. Функцией тракта радиочастоты, кроме усиления сигнала, является выделение полезного колебания и подавление мешающих с помощью частотно-селективных цепей.

Усиление сигнала в супергетеродинном приемнике осуществляется в совокупности с преобразованием частоты. Сигналы с частотой преобразуются в преобразователе частоты, состоящем из смесителя и вспомогательного генератора - гетеродина, в колебания так называемой промежуточной частоты .

При перестройке приемника в некотором диапазоне частот одновременно с изменением частоты настройки резонансных цепей входного устройства и УРЧ изменяется и частота гетеродина. Поэтому при любой частоте промежуточная частота остается постоянной. При этом тракт промежуточной частоты, состоящий из усилителей (УПЧ) с резонансной нагрузкой, не перестраивается.

3. Структурная схема приемника и ее описание

Рис. 2. Структурная схема радиотракта.

На смеситель попадает сигнал частотой от УРЧ или входных цепей и от гетеродина с частотой . Смеситель содержит нелинейный элемент или элемент с переменными параметрами, поэтому в результате воздействия на него сигнала с частотой на выходе появляются комбинационные составляющие с частотами . На выходе смесителя включен фильтр, выделяющий только одну частоту, которая называется промежуточной. Наиболее часто используется частота .

Схема гетеродина в нашем случае представляет собой автогенератор с кварцевой стабилизацией частоты.

Схема при включении кварцевого резонатора между коллектором и базой имеет лучшую стабильность частоты по сравнению с другими трехточечными схемами.

4. Выбор промежуточной частоты и типа фильтра

Выбор промежуточной частоты является важным фактором в борьбе с побочными каналами. При этом руководствуются следующими соображениями.

1) Для промежуточной частоты выбирается стандартное значение, которое должно находиться вне диапазона принимаемых частот; на промежуточной частоте не должна работать ни одна радиостанция. В противном случае это будет помеха прямого прохождения в тракт приемника.

2) Для обеспечения лучшего подавления сигналов с частотой зеркального канала, должна выбираться по возможности выше, так как

.

3) Для улучшения избирательности по соседнему каналу, должна выбираться как можно ниже, т.к. увеличивается расстройка относительно частоты полезного сигнала . Снижение частоты ограничивается работой схемы детектора приемника: она должна быть выше звуковой максимальной частоты .

Выберем

обеспечит хорошую избирательность по соседнему каналу, а зеркальный канал будет отсеиваться входным контуром, настроенным на частоту .

Выберем фильтр на промежуточную частоту 465кГц:

5. Избирательная система тракта

Так как частота зеркального канала кГц, то ориентировочное значение добротности контура преселектора будет находиться в диапазоне КВ. Расчетным путем было установлено, что для ослабления помехи с частотой зеркального канала = 38дБ, будет достигнуто при добротности контура преселектора .

Определим значение добротности эквивалентного контура и его полосы пропускания с учетом потерь:

кГц

Для определения числа колебательных контуров преселектора, рассчитаем крутизну характеристики его избирательности:

дБ/декаду

Число колебательных контуров равно:

,

20 дБ/декаду - крутизна характеристики избирательности одного колебательного контура за пределами полосы пропускания.

Проверим выполнение требования по ослаблению помехи с частотой зеркального канала:

дБ

6. Определение усиления каскадов приемника

приемник радиочастотный колебание

Требуемый коэффициент усиления приемника определяется по напряжению на выходе приемника и чувствительности. Сначала нужно рассчитать данное напряжение. По заданию задана выходная мощность, равная 0,5 Вт, рассчитаем выходное напряжение с учетом сопротивления динамика RГР = 4 Ом.

Рассчитаем теперь коэффициент, с учетом чувствительности ЕА = 10-5 В :

, т.е. К0 = 103 дБ

Каскады тракта радиочастоты (В.У., УРЧ, ПЧ, ФСИ, УПЧ) должны обеспечить такое усиление, при котором на входе детектора обеспечивалось необходимое для его работы напряжение.

С учетом производственного разброса параметров и старения элементов необходимо обеспечить

Для детектирования ЧМ сигнала будем использовать микросхему К174УР3. Данная микросхема включает в себя УПЧ, ограничитель и детектор.

Примем UВХ ДЕТ = 0,84, получим :

Определим усиление звукового тракта (детектора и УЗЧ):

7. Используемая литература

1. Приемо-Передающие Устройства Железнодорожной радиосвязи (Ю.Я. Меремсон, А.Е. Красковский, Л.Я. Мельникова. 2010)

2. Я Строю Супергетеродин (А.Г. Соболевский. Москва, 1971)

3. КВ-журнал (1993, N4-5, с. 39-46).

8. Описание схемы

Сигнал с антенны подается на контур преселектора (L1C2), и далее на усилитель радиочастоты, выполненный на полевом транзисторе (VT1). Его стабильная работа обеспечивается малым числом витков катушки связи (L2), что благоприятно сказывается и на добротности контура смесителя (L3C6).

Гетеродин на транзисторе (VT2) работает на частоте третьей гармоники кварцевого резонатора (ZQ1 = 2595 кГц). Сигнал гетеродина поступает на смеситель благодаря индуктивной связи катушек гетеродина (L4) и усилителя радиочастоты (L3).

Смеситель приемника собран на полевом транзисторе (VT3). Основную селективность па соседнему каналу обеспечивает пьезокерамический фильтр (Z1). Контур (L5C12) повышает селективность на частотах, лежащих за пределами его полосы пропускания. Катушка связи (L6) согласует резонансное сопротивление контура (L5C12) с входным сопротивлением фильтра.

Усилитель ПЧ и частотный детектор приемника выполнены на специализированной микросхеме К174УРЗ. Фазосдвигающий контур (L7C19) настроен на середину полосы пропускания тракта ПЧ.

Сигнал 3Ч с выхода частотного детектора через ФНЧ (C31R11C22) и регулятор громкости - переменный резистор (R12) - подается на усилитель 3Ч, содержащий каскад усиления напряжения (VT4) и двухтактный выходной каскад на комплементарной паре транзисторов (VT5 и VT6).

Работу гетеродина контролируют высокочастотным осциллографом, подключенным к базе транзистора (VT2) или к контуру (L3C6), Колебания возникают при настройке контура (L4C9) на частоту третьей гармоники кварцевого резонатора (ZQ1). Затем подают на вход приемника от измерительного генератора (ГСС) ЧМ сигнал частотой 2595 кГц и настраивают все контуры по максимуму звукового сигнала на выходе (контур L1C2 - по максимальному подавлению сигнала зеркального канала).

9. Приложение

Рис. 3. Схема радиоприемного устройства

Размещено на Allbest.ru