Проектирование связного радиоприёмника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева

Кафедра радиотехники

Курсовая работа

Проектирование связного радиоприёмника



ЗАДАНИЕ № 50 НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

1. Содержание задания

1.1 Спроектировать связной радиоприемник.

1.2 Смоделировать один из узлов на ЭВМ.

1.3 Разработать конструкцию печатной платы.

1.4 Оформить пояснительную записку и графическую часть КП.

2. Исходные данные

2.1 Диапазон частот, МГц....................................................................10-15

2.2 Частотная точность..........................................................................

2.3 Чувствительность, мкВ........................................................................20

2.4 Избирательность по соседнему каналу, дБ................................…..75

2.5 Избирательность по дополнительным каналам, дБ........................48

2.6 Коэффициент перекрестной модуляции, %.......................................1,9

2.7 Диапазон помехи при расстройке, дБ/кГц...................................84/50

2.8 Неравномерность в полосе, дБ............................................................8,6

2.9 Вид модуляции...................................................................................А3Е

2.10 Частоты модуляции нижняя/верхняя, кГц................................0,1/3,5

2.11 Эффективность АРУ, дБ…………................................................50/10

2.12 Выходная мощность УНЧ, Вт...........................................................1,2

2.13 Допустимые нелинейные искажения, %.............................................6

2.14 Тип РПУ.................................................................................................C

2.15 Напряжение питания, В...................................................................220

3. Перечень и объем графических документов

3.1 Связной радиоприемник. Схема электрическая принципиальная...............................................................................................1л.А2

3.2 Связной радиоприемник. Схема электрическая принципиальная...............................................................................................1л.А3



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ задания. Выбор и разработка структурной схемы

1.1 Выбор типа структурной схемы

1.2 Определение полосы пропускания

1.3 Выбор промежуточной частоты и количества преобразований частоты

1.4 Распределение избирательности по трактам

1.5 Расчёт избирательности с учётом выбранного n_рч

1.6 Обеспечение требуемой чувствительности РПрУ

1.7 Требования многосигнальной избирательности

1.8 Предварительный расчёт УПЧ.

1.9 Распределение усиления по трактам

1.10 Выбор элементов настройки

1.11 Предварительный расчет АРУ

2. Электрический расчёт РПрУ

2.1 Расчёт элементов входной цепи

2.2 Расчёт предварительного УРЧ

2.3 Расчёт гетеродина

2.4 Расчёт амплитудного детектора

2.5 Схема автоматической регулировки усиления

2.6 Усилитель низкой частоты

Заключение

Список использованных источников

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Целью разработки данного курсового проекта является закрепление знаний, полученных в курсе ”Устройства приёма и обработки сигналов”, овладение методами синтеза и расчёта принципиальной схемы радиоприёмного устройства, усвоение принципа работы и зависимости основных характеристик прибора от параметров элементов схемы, ознакомление с особенностями конструкции связных радиоприёмных устройств.

Развитие микроэлектроники накладывает особенности на процесс проектирования. Разработанные на сегодняшний момент типовые модули на базе интегральных микросхем (ИМС) существенно упрощают расчёт и проработку отдельных каскадов радиоприёмного устройства, а также их согласование. Поэтому основная задача проектирования - разработать структурную схему, а затем, ознакомившись с элементной базой, выбрать ИМС, наиболее соответствующую требованиям, предъявляемым к разрабатываемому устройству.

радиоприемник избирательность детектор усилитель

1. АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

1.1 Выбор типа структурной схемы

Высокие качественные показатели современных связных РПрУ, входящих в системы радиосвязи и радионаблюдения обуславливают выбор супергетеродинной схемы построения приемника. На степень усложнения схемы супергетеродина влияют в первую очередь требования односигнальной избирательности по дополнительным каналам приёма, частотной точности (стабильности частоты настройки), в сочетании с высокой многосигнальной избирательностью и чувствительностью.

Рассмотрение требований по чувствительности и избирательности дает материал для решения вопроса о структуре тракта прохождения сигналов, способе разбивки на поддиапазоны, числе преобразований частоты, номиналах промежуточных частот и т.д.

Приёмник прямого усиления не может обеспечить высокой чувствительности и хорошей избирательности в диапазоне коротких волн, что требуется по заданию, т.к. по мере роста несущей частоты устойчивое усиление транзисторных каскадов уменьшается. Поэтому в данном случае более целесообразным будет применение супергетеродинной схемы, в которой могут быть устранены недостатки схемы приёмника прямого усиления. Сравнительно простыми техническими средствами промежуточную частоту приёмника можно сделать постоянной для принимаемых сигналов в достаточно широком диапазоне частот. Благодаря этому в каскадах УПЧ оказывается возможным применять сложные избирательные системы, обеспечивающие гораздо лучшую избирательность, чем одиночные контура. Кроме того, подбирая (снижая) промежуточную частоту, можно достаточно хорошо согласовать полосу пропускания УПЧ с шириной спектра принимаемого сигнала.

Данное РПрУ может быть реализовано на основе многофункциональной ИМС К174ХА2 /2/, предназначенной для работы в составе радиовещательных приёмников третьей и второй групп сложности. ИМС содержит апериодический усилитель радиочастоты А1 с системой АРУ А2, смеситель UZ1, усилитель промежуточной частоты А4 с системой АРУ А5, гетеродин G1 и стабилизатор А3.

1.2 Определение полосы пропускания

Полоса пропускания связного РПрУ должна обеспечивать малые искажения спектра принимаемого сигнала при заданном виде модуляции (А3Е). Она определяется формулой (1), где фигурируют реальная ширина спектра сигнала и запас, зависящий от частотной точности радиолинии.

, (1)

где - реальная ширина спектра модулированных радиосигналов, для АМ определяющаяся выражением (2):

, (2)

где - верхняя частота спектра модулирующего сигнала);

;

- расхождение между частотой принимаемой станции и частотой настройки приемника.

Для связных РПрУ II класса, к такому классу относится разрабатываемый приемник, допускается прием с ручным поиском, но без подстройки, тогда величина будет определяться по формуле (3).

, (3)

где - нестабильность передатчика;

- нестабильность приемника.

В предварительном расчете можно положить:

, (4)

где - частотная точность ();

- верхняя частота принимаемого сигнала ();

;

;

.

Таким образом, П= 7 кГц

1.3 Выбор промежуточной частоты и количества преобразований частоты

Выбор номинального значения промежуточной частоты связан с удовлетворением основных требований односигнальной избирательности: подавления дополнительных каналов приема и достижения высокой селективности по соседнему каналу при заданной полосе пропускания РПрУ. С увеличением номинала промежуточной частоты уменьшается количество избирательных систем в преселекторе при требуемой избирательности по зеркальному каналу. С другой стороны, высокое значение f_пр затрудняет получение узких полос пропускания УПЧ с хорошей прямоугольностью.

Для достижения заданной избирательности по зеркальному каналу _з при наиболее часто встречающемся преселекторе (одноконтурная ВЦ, резонансный одноконтурный УРЧ) и нижней настройке гетеродина величина f_пр должна удовлетворять условию:

(1.2)

где f_{с макс} - максимальная частота диапазона РПрУ;

Q_эрч - эквивалентная добротность тракта радиочастоты;

n_рч - число контуров в преселекторе.

Величина Q_эрч берется, исходя из опыта разработок РПрУ, по таблицам, приведенным в /3/.

Для диапазона рабочих частот f=6..30МГц согласно /3/ Q_эрч=120

Тогда в соответствии с (1.2) получим:

При n=1 при n=2 , (*)

Для обеспечения требуемой полосы пропускания УПЧ промежуточная частота должна удовлетворять условию

(1.3)

где Q_эпч - эквивалентная добротность LC избирательных систем тракта промежуточной частоты;

(n_пч) - функция, зависящая от типа УПЧ и n_пч - числа каскадов, настроенных на f_пр

Согласно /3/ выбираем Q_эпч=250, (n_пч)=1 тогда: , (**)

Таким образом, значение промежуточной частоты должно лежать в пределах интервала:

Необходимо учесть следующие факторы:

1. Величина f_пр должна быть вне диапазона рабочих частот РПрУ и отстоять от его границ как можно дальше. Это необходимо для достижения заданной избирательности по каналу прямого прохождения f_пр .

2. С уменьшением значения f_пр :

облегчается выбор транзисторов и ИС с высоким устойчивым усилением; меньше зависимость усиления и полосы пропускания от разброса и изменения параметров электронных приборов; меньше коэффициент шума УПЧ.

3. Для лучшей фильтрация в детекторе необходимо, чтобы f_пр ( 5…10) F_макс.

4. Номинальное значение f_пр следует выбирать в диапазоне, где не работают мощные радиовещательные станции. Исходя из этого, определены нормализованные значения f_пр : 110-115, 125-130, 210-215, 460-465, 490-510, 720-750, 910-930, 1500-1600, 2200, 3000 кГц /3/

Учитывая все вышеизложенное можно принять: .

1.4 Распределение избирательности по трактам

Диапазон рабочих частот устройства: - это средняя часть КВ диапазона. Здесь выполняется условие . Следовательно, основная неравномерность частотной характеристики приходится на тракты промежуточной и низкой частоты.

Полоса пропускания НЧ тракта определится как:

.

1.5 Расчёт избирательности с учётом выбранного n_рч

Для n_рч=2 , одноконтурной ВЦ и одноконтурного УРЧ необходимо выполнение неравенств:

_{з з.вцз.урч} , _{пч пч.вцпч.урч} , (1.4)

_з.вц = ; (1.5)

Q_э.вц = , (1.6)

где a - коэффициент рассогласования ВЦ: а = 0,5 для ненастроенной антенны.

Q_э.вц = 80.

_з = , (1.7)

где f₀ - наиболее опасная частота диапазона приемника ,

f_пр - промежуточная частота.

f₀ = 15 МГц, f_пр = 500кГц.

_з =

_з.вц =

Аналогично



_з.урч = , (1.8)

_з.урч =

_{з.вцз.урч} = 138,6дБ > _з = 48дБ

1.6 Обеспечение требуемой чувствительности РПрУ

Требования к чувствительности определены в задании как величина напряжения минимального сигнала в антенне. В самом общем случае эта величина должна удовлетворять уравнению:

, (1.9)

где _вх - соотношение сигнал/шум на входе РПрУ;

U_п - напряжение внешних помех;

U_ш - напряжение собственных шумов, приведенное ко входу РпрУ.

Соотношение сигнал/шум на входе приемника:

,

где К=3 для телефонных сигналов,

m_а = 0.3 - глубина амплитудной модуляции,

_вых = 10 - соотношение сигнал/шум на выходе приемника.

Исходя из заданной чувствительности можно по формуле (1.10) рассчитать допустимый коэффициент шума приемника, обеспечивающий требуемое соотношение С/Ш на выходе :



, (1.10)

где k = 1,3810-23 Дж/К - постоянная Больцмана;

Т₀ = 290 К - нормальная температура;

Ra = 10 Ом - активная составляющая сопротивления антенны.

Получим .

Для ориентировочного расчета при использовании преселектора без УРЧ N 4N_тр , где N_тр - коэффициент шума транзистора, выбранный равным 4. Т.о. реальный коэффициент шума:.

- следовательно необходимо применение УРЧ.

Для ориентировочного расчета при использовании преселектора с УРЧ N N_тр .

1.7 Требования многосигнальной избирательности

По техническому заданию уровень помехи составляет 84дБ при ее расстройке от частоты настройки радиоприемника на 50кГц. При этих условиях необходимо обеспечить уровень перекрестной модуляции не выше 1.9%. Эти параметры необходимо разделить на активные элементы, стоящие до основного фильтра (на УРЧ и на смеситель).

Коэффициент перекрестных искажений на УРЧ:

, (1.11)

Теперь можно определить допустимое напряжение помехи на входе УРЧ:

, (1.12)

где: - нелинейный параметр усилительного элемента - Для ИМС К174ХА2 отношение = 5,133.

Получим:

Фактическое напряжение помехи на входе активного элемента:

, (1.13)

где: - напряжение помехи в антенне,

- коэффициент передачи входной цепи (для одноконтурной ВЦ),

- ослабление помехи во входной цепи.

,

где для ненастроенной антенны.

,

где F - заданная расстройка помехи.

Подставив найденные значения в (1.13) получим: .

Условие не выполняется, т.е. необходимо использовать активный элемент с большим отношением .

Для обеспечения многосигнальной избирательности необходимо использовать на входе ИМС дополнительный усилительный каскад на полевом транзисторе. В качестве активного элемента данного каскада используется полевой транзистор КП303А для которого известно соотношение S/S'' = 300 /4/. Тогда получим: . Т.о. условие выполнено.

В пункте 1.6 было определено что требуемая чувствительность РПрУ обеспечивается при использовании в качестве первого активного элемента биполярного транзистора. Известно, что полевые транзисторы имеют меньший уровень собственных шумов. Т.е. требуемая чувствительность будет обеспечена при использовании в качестве первого активного элемента полевого транзистора КП303А.

1.8 Предварительный расчёт УПЧ

Предварительный расчет УПЧ сводится к проработке его структуры для выполнения основного требования - избирательности по соседнему каналу. В задании на проектирование избирательность РПрУ задана величиной ослабления соседнего канала: . Поэтому необходимо перейти к заданию избирательности по соседнему каналу с помощью коэффициента прямоугольности. Требуемый коэффициент прямоугольности:

.

Рассчитаем зависимость от числа избирательных каскадов при заданном значении избирательности по соседнему каналу :

.

При nпч = 1: Kп = 8,64; при nпч = 2: Kп = 3,66; при nпч = 3: Kп = 2,83.

Для числа каскадов nпч = 3 выполняется условие , т.е. допустимо применение схемы УПЧ с двухконтурными полосовыми фильтрами. Однако применение УПЧ с твердотельными ФСС более предпочтительно. Т.к. во-первых, они позволяют пренебречь нелинейностью каскадов УПЧ; во-вторых, их использование позволяет применить специализированные ИМС высокой степени интеграции; в-третьих, упрощает изготовление и настройку УПЧ, повышает эксплуатационные характеристики.

Наиболее подходящим для данного РПрУ является пьезоэлектрический кварцевый фильтр ФП2П-287.

УПЧ входит в состав микросхемы К157ХА2 . Входное сопротивление этой ИМС приблизительно равно 3 КОм, что позволяет подсоединять фильтр ФП1П-60 непосредственно к входу ИМС без согласующего трансформатора или контура.

1.9 Распределение усиления по трактам

Усиление сигнала в приемнике распределяется по трактам радио-, промежуточной и низкой частот. Общее усилие линейной части РПрУ определяется как

где U_вх.д - номинальное входное напряжение детектора, для диодного амплитудного детектора составляет 0.5…1В.

Коэффициент усиления до детекторной части разрабатываемого РпрУ распределяется следующим образом:

, (1.16)

где: - коэффициент передачи входной цепи,

- коэффициент передачи резонансного каскада УРЧ,

- коэффициент передачи интегральной микросхемы,

- коэффициент передачи фильтра сосредоточенной селекции.

Подставляя данные в (1.16) получим:

.

1.10 Выбор элементов настройки

Для третьего класса сложности, к которому относится разрабатываемое РПрУ применяется как дискретная, так и плавная настройка. В задании не определен способ настройки, поэтому, с целью удешевления и упрощения конструкции выберем плавную настройку.

Способы перестройки частоты колебательных систем можно разделить на механический и электрический. Для разрабатываемого РПрУ выберем электрический способ настройки. В качестве элемента перестройки выбирается варикап.

Для заданного коэффициента перекрытия по частоте: , требуется коэффициент перекрытия по емкости , что вполне реально для варикапов. Кроме того, эти элементы выгодно отличаются высокой добротностью, низким уровнем собственных шумов и малой зависимостью их параметров от частоты. Выбираем варикап КВ104Д.

1.11 Предварительный расчет АРУ

АРУ характеризуется динамическим диапазоном регулировки:

Dару = Dвх - Dвых = 50 - 10 = 40дБ,

где Dвх, Dвых - изменение амплитуды сигнала на входе и выходе РПрУ, выраженное в децибелах. ИМС К174ХА2 имеет встроенную систему АРУ /2/, позволяющую регулировать усиление путём подачи постоянного напряжения на входы 3 (охватывает каскады УРЧ) и 9 (охватывает каскады УПЧ), при этом глубина регулирования до 50 дБ по входу 3 и свыше 60 дБ по входу 9. Следовательно можно будет ограничится одной петлей АРУ УПЧ. Расчёт системы АРУ сводится к расчёту фильтра АРУ, который представлен далее.

1.12 Составление полной структурной схемы

В результате предварительного расчёта РПрУ была составлена его структурная схема, представленная на рисунке 1.

Рис. 1 Структурная схема РПрУ

ВЦ - входная цепь;

УРЧ1 - резонансный усилитель радиочастоты;

УРЧ2 - апериодический усилитель радиочастоты;

С - смеситель;

УПЧ - усилитель промежуточной частоты;

Г - перестраиваемый гетеродин;

АД - амплитудный детектор;

УНЧ - усилитель низкой частоты.

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РПРУ

2.1 Расчёт элементов входной цепи

В нашем РПрУ предлагается использовать телескопическую антенну, представляющую из себя вертикальный несимметричный вибратор. Для работы с ненастроенными несимметричными антеннами применяется входное устройство с емкостной связью. Оно отличается простотой исполнения и возможностью изменения коэффициента связи для использования антенн с большим разбросом параметров.

В диапазоне коротких волн эквивалент антенны представляет собой последовательную RC-цепь. В диапазоне 10…15 МГц данная антенна имеет следующие параметры:

Ra = 10 Ом , Са = 120 пФ .

Перестройка входной цепи осуществляется варикапами КВ104Д, включенными встречно-последовательно для ослабления зависимости емкости от входного сигнала. Суммарная емкость варикапов определяется:

, (2.1)

где: - емкости перехода варикапов VD1 и VD2 соответственно.

Параметры варикапа КВ104Д:

общая емкость пФ,

коэффициент перекрытия по емкости ,

постоянное обратное напряжение В.

Тогда:

пФ, пФ.

При требуемом коэффициенте перекрытия диапазона

,

для обеспечения перестройки частоты в таком диапазоне необходима постоянная емкость:

пФ.

Паразитная и вносимая емкости контура:

пФ.

где: - емкость антенной цепи,

- емкость монтажа,

- собственная емкость следующего каскада,

p1, p2 - коэффициенты трансформации со стороны предыдущего и последующего каскадов, причем коэффициент p1=0,005 выбран много меньше единицы для устранения влияния разброса параметров антенн, а p2=0,24 выбран меньше единицы для снижения усиления входной цепи с целью обеспечения малого коэффициента перекрестных искажений.



,

где С₂ и С₃ - емкости конденсаторов постоянной емкости;

С_4средн - средняя емкость подстроечного конденсатора.

При С2 = 47пФ емкость цепочки С3-С4 составит 6,8пФ.

Минимальная эквивалентная емкость контура:

Максимальная эквивалентная емкость контура:

Индуктивность контура рассчитывается по формуле:

Значение емкости связи, обуславливающее относительную расстройку входного контура не более чем на половину полосы пропускания:

(2.2)

где q_c = 1,2 - коэффициент разброса емкостей антенн;

Q_э = 80 - эквивалентная добротность контура, ввиду малости выбранных коэффициентов p₁ и p₂ практически совпадающая с собственной добротностью контура.

Емкость связи должна быть такой, чтобы расширение полосы пропускания ВЦ за счет сопротивлений, вносимых из антенны, не превышало 25%, а уменьшение коэффициента передачи напряжения по сравнению с максимальным - не более чем на 20%.

(2.3)

R_а = 10 Ом - активное сопротивление антенны;

q_R =1,2 - коэффициент разброса сопротивлений антенн.

Выберем минимальное из значений (2.2) и (2.3):

Коэффициент трансформации по входу p₁ равен

Для обеспечения выбранного коэффициента p₂ применен емкостной делитель С3-С4.

. (2.4)

Тогда средняя емкость подстроечного конденсатора С4 определится выражением:

(2.5)

Рассчитаем схему подачи смещения на варикапы. Величина сопротивления R1 = 1,5МОм обеспечивает малые перекрестные и комбинационные искажения. Исходя из этого значения R1, емкость фильтра:

(2.6)

Рассчитаем характеристики входного устройства. Резонансный коэффициент передачи напряжения

Избирательность ВЦ по зеркальному каналу:

, (2.7)

где , (2.8)

Полоса пропускания ВЦ:

, (2.9)

На нижней частоте диапазона К₀ = 2,24 ; D_з = 51,2 дБ ; П_вц = 99,45 кГц

На верхней частоте диапазона К₀ = 2,9 ; D_з = 54,5 дБ ; П_вц = 168,63 кГц

2.2 Расчёт предварительного УРЧ

В качестве активного элемента используется полевой транзистор КП303А.

Резистор Rз обычно выбирают таким, чтобы его сопротивление не шунтировало входной контур, включенный в цепь затвора /1/. Значение Rз выбирается из условия Rз (10…20)Rо , где Rо - резонансное сопротивление контура. Практически сопротивление Rо бывает в пределах 200…1000 кОм. Пусть Rз = 560 кОм.

Резистор стоит в цепи автоматического смещения транзистора. Сопротивление резистора находится из соотношения

Ом.

Емкость определяется по формуле

пФ.

Развязывающий фильтр в цепи питания стока рассчитывается по формуле:

.

Величину выбираем много больше возможных паразитных емкостей: мкФ. Тогда мкГн.

Найдем напряжение помехи на входе усилительного прибора первого каскада УРЧ для наихудшего случая:

, (2.10)

где: - напряжение помехи на входе приемника, ТЗ определенно:

В,

- ослабление помехи входным устройством при расстройке 50 кГ

где:

Тогда напряжение помехи:

Согласно пункту 1.7:

Следовательно, полученное значение меньше максимального допустимого, требования многосигнальной избирательности обеспечиваются.

Вычислим коэффициент шума ВУ и первого каскада для наихудшего случая, в предположении, что основным источником шума является транзистор. Для полевых транзисторов:

(2.11)

где: мкСм - резонансная проводимость контура, пересчитанная на вход транзистора,

мкСм - входная проводимость УРЧ,

мкСм

- проводимость источника, пересчитанная в контур и на вход УРЧ,

Ом

шумовое сопротивление транзистора.

Таким образом подставляя значения в (2.11) получим:

Проверим, удовлетворяет ли это значение заданной чувствительности. Для расчета чувствительности, ограниченной шумами, нам потребуются следующие величины:

полоса сигнала: кГц,

постоянная Больцмана: ,

коэффициент шума тракта РЧ: раза,

нормальная шумовая температура: К

Вычислим эффективную шумовую полосу:

кГц

Напряжение шумов, приведенных к выходу тракта:

мкВ , (2.13)

Тогда, в наихудшем случае, напряжение шумов, приведенное ко входу:



Заданием определена чувствительность 12 мкВ. Для обеспечения качественного приема отношение сигнал/шум должно составлять не менее . У нас же в наихудшем случае .Таким образом можно сделать вывод, что требуемая чувствительность обеспечивается.

2.3 Расчёт гетеродина

Гетеродин данного устройства выполнен на дифференциальном каскаде, согласно типовой схеме включения. Для расчета элементов воспользуемся номиналами, указанными на схеме.

Для этой схемы величина индуктивности катушки контура гетеродина: мкГн.

Частота гетеродина меняется в зависимости от частоты входного сигнала (10…15) 0,490 MГц. МГц

Волновое сопротивление:

кОм. (2.14)

Коэффициент включения контура гетеродина: . Емкость конденсатора гетеродина:

пФ. (2.15)

Для изменения частоты настройки изменим индуктивность и емкость в число раз, равное отношению максимальной проектируемой частоты гетеродина к частоте типовой схемы:

МГц.

Емкость такого контура:

пФ.

Индуктивность катушки контура гетеродина:

мкГн.

2.4 Расчёт амплитудного детектора

В качестве АД выбрана однополупериодная диодная схема. Применяется германиевый диод (ГД507), так как такие диоды обладают меньшим тепловым потенциалом.

Сопротивление регулятора громкости примем равным 10 кОм из соображений повышения устойчивости УНЧ.

Тогда, приняв максимальную частоту сигнала к частоте среза ФНЧ детектора, C30=Cд:

нФ. (2.13)



Возьмем ближайшее стандартное значение: нФ.

Требования к нелинейным искажениям в АД будут выполнятся, если . В данном случае кОм (входное сопротивление микросхемы УНЧ К174УН7), , следовательно это требование выполняется.

Сопротивление R17 рекомендуется брать из условия: . Уменьшение этого сопротивления ведет к уменьшению коэффициента передачи по мощности, а увеличение - к росту нелинейных искажений. Поэтому выбираем R15 ближе к середине указанного интервала, желательно стандартное значение, то есть R17=680 Ом.

2.5 Схема автоматической регулировки усиления

ИМС К174ХА2 позволяет регулировать усиление путём изменения постоянного напряжения на выводах 3 и 9. В качестве детектора АРУ используется амплитудный детектор, рассмотренный в пункте 2.4 данной работы. Частота среза ФНЧ АРУ должна быть меньше минимальной частоты модуляции: fару < 100 Гц

Для минимизации частотных искажений fару = 20 Гц

Примем Rару, равное 20кОм, и рассчитаем Сару :

Сару = 1/ fаруRару = 2,5мкФ.

Заданная эффективность АРУ = 50 дБ. Для ИМС глубина регулировки усиления УПЧ до 60 дБ , т.е. больше чем требуется по заданию. Поэтому нет необходимости охватывать цепью АРУ УРЧ.



2.6 Усилитель низкой частоты

В качестве усилителя низкой частоты предлагается использовать типовую схему включения ИМС К174УН7, позволяющую получить на нагрузке 4 Ом выходную мощность до 4,5Вт. При выходной мощности P_вых=0,8 Вт коэффициент гармоник микросхемы составляет менее 1%.

Выбором конденсаторов С17-С18 ограничим полосу усиления верхней частотой 3,5 кГц.

Оконечное устройство представляет собой динамическую головку прямого излучения 2ГД28 с параметрами:

номинальная мощность - 2 Вт,

рабочий диапазон частот - (100…10000) Гц

номинальное сопротивление - 4,5 Ом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте была разработана принципиальная схема связного приемника сигналов с амплитудной модуляцией в коротковолновом диапазоне (10…15) МГц. Устройство рассчитано на работу с ненастроенной антенной сопротивлением 10 Ом. Оконечное устройство представляет собой динамическую головку прямого излучения 2ГД28 с сопротивлением 4,5 Ом и номинальной мощностью 2 Вт.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Горшелев В.Д. Основы проектирования радиоприемников. Л., Энергия, 1977.

2. Бобров Н.В. Расчет радиоприемников. - М.: Радио и связь,1981.

3. Новаченко И. В. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник. М.: Радио и связь,1989. - 384с.

4.Нефедов А.В. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры: Справочник. М.: Энергоатомиздат,1989. - 288с.

5. Полупроводниковые диоды и транзисторы: Справочник. М.: Радио и связь,1989. - 584с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 2 График АЧХ ВЦ соответствующий настройки на нижнюю границу диапазона

Рис. 3 График АЧХ ВЦ соответствующий настройки на верхнюю границу диапазона.

Рис. 4 График АЧХ УРЧ при настройке на нижнюю частоту диапазона

Рис. 5 График АЧХ УРЧ при настройке на верхнюю частоту диапазона

Размещено на Allbest.ru