Разработка радиоприемного устройства
Расчет радиоприемного устройства с учетом особенностей построения приемников в заданном диапазоне частот. Выбор активных элементов. Число контуров преселектора. Электрический расчет принципиальной схемы приемника, его результирующие характеристики.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.01.2013 |
| Размер файла | 975,0 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство Российской Федерации транспорта и связи
Сибирский государственный
Университет телекоммуникаций и информатики
Кафедра: РПУ
КУРСОВАЯ РАБОТА
ТЕМА:
Разработка радиоприемного устройства
Выполнил: ст-т г. Р-32 Черемисин Д.Н.
Руководитель: Показаньева Т.Я.
Новосибирск 2006
Содержание
- Введение
- 1. Разработка структурной схемы
- 1.1 Предварительный расчет схемы
- 1.2 Определение полосы пропускания преселектора
- 1.3 Расчет числа контуров преселектора
- 1.4 Выбор типа и количества фильтров тракта промежуточной частоты
- 1.5 Выбор активных элементов
- 1.6 Расчет реальной чувствительности приемника
- 1.7 Составление структурной схемы приемника
- 2. Составление и электрический расчет принципиальной схемы приемника
- 2.1 Расчет контуров преселектора и гетеродина
- 2.2 Расчет реальной чувствительности приемника
- 2.3 Электрический расчет радиотракта
- 2.4 Расчет амплитудного детектора
- 2.5 Расчет цепей автоматической регулировки усиления (АРУ)
- 2.6 Расчет УНЧ
- 2.7 Расчет результирующих характеристик
- Заключение
- Литература
- Приложения
Введение
В настоящее время сфера применения радиоприемных устройств очень велика. Радиоприемник - является составляющей частью любой технической системы предназначенной в приеме и обработки радиосигналов. Различные виды и типы радиосигналов, диапазон их распространения, качественные показатели приемника и другие требования к радиоприемному устройству, приводит к проектированию различных приемников, как в принципиальном, так и в конструктивном исполнении.
Задачей данного курсового проекта провести расчет радиоприемного устройства с учетом особенностей построения приемников в заданном диапазоне частот. Произвести предварительный расчет, в котором определяется вся структура будущего приемника, а также его особенности принципиальном исполнении. Произвести принципиальный расчет узлов входящих в разработанную структурную схему с выбором соответствующей элементной базы. В результате выполнения курсового проекта произвести расчет результирующих характеристик полученного приемника.
1. Разработка структурной схемы
1.1 Предварительный расчет схемы
Расчет радиоприемного устройства начинают с предварительного расчета и составления структурной схемы радиоприемника. В процессе составления структурной схемы целесообразно провести ее обоснование. Для этого необходимо осуществить выбор усилительных элементов: Биполярных или полевых транзисторов или микросхем, определить количество каскадов радиоприемника, тип и число избирательных резонансных систем в нем, основываясь на заданных технических условиях чувствительности и избирательности.
Главной целью предварительного расчета тракта радиочастоты является расчет числа резонансных контуров и их эквивалентной добротности Qэ, исходя из заданной избирательности тюнера по зеркальному каналу Sез. к и требуемой полосы пропускания тракта радиочастоты Прч при допустимом уровне частотных искажений и неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).
В тракте радиочастоты, т.е. в преселекторе радиоприемника, осуществляется заданная избирательность по зеркальному каналу. Поэтому основным моментом здесь является определения количества контуров в преселекторе и их добротности, исходя из требований обеспечения заданной избирательности по зеркальному каналу.
Кроме того, тракт радиочастоты должен пропускать без значительных искажений весь спектр принимаемого сигнала. Для этого он должен иметь вполне определенную достаточно широкую полосу пропускания, которая не должна быть уже полосы пропускания тракта промежуточной частоты, приведенной в задании. Неравномерность АЧХ пре селектора в этой полосе пропускания должна быть небольшой, как правило, не более 3дБ.
Выходная мощность и динамический диапазон должен соответствовать заданным параметрам. А также должна предусматриваться возможность прослушивания выходного сигнала через отдельный усилитель на внутренний динамик или наушники.
1.2 Определение полосы пропускания преселектора
Структурная схема приемного устройства составляется на основе предварительного расчета, который включает в себя определения числа контуров преселектора и их добротности, выбор типа и числа фильтрующих систем тракта промежуточной частоты, определение числа каскадов и выбор типа активных элементов. При проектировании радиовещательных приемников под диапазоны рабочих частот обычно заданы ГОСТ и их расчет не нужен. В поддиапазонах коротких волн основную неравномерность усиления полосе пропускания приемника относят к тракту промежуточной частоты (3-6дБ), а меньшую долю к преселектору (1-2дБ). Неравномерность усиления преселектора берут равной нулю при выполнении условия:
где:
fmin - нижняя частота рассматриваемого диапазона,
Ппр-ка - полоса пропускания приемника.
Fmin = 4 МГц, Ппр-ка = 8,2 кГц
Следовательно, неравномерность усиления преселектора берут равной нулю. Промежуточная частота: fпр = 10,7 МГц.
Полоса пропускания преселектора определяется с учетом нестабильности частоты принимаемого сигнала, гетеродина и реальной неточности сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина. При бесподростоечной настройке ширина полосы пропускания преселектора равна:
Гц,
где:
Пс - ширина спектра принимаемого сигнала,
Дпрес - уход частоты настройки приемника.
При амплитудной модуляции:
Пс=2Fв Гц,
Где Fв - верхняя модулирующая частота.
Общий максимальный уход частоты настройки преселектора:
Гц,
где: ?с - относительная нестабильность частоты принимаемого сигнала (но ГОСТ на радиовещательные передатчики ?с 1,5*10-5), поэтому дс = 1,5*10-5,дт - относительная нестабильность частоты гетеродина, для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией дг =10-4,дк = 5*10-410-5 - относительная нестабильность частоты колебательных контуров преселектора и гетеродина,
Дс - неточность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина,
Гц,
где
Кпд - коэффициент перекрытия рассчитываемого поддиапазона,
fср - средняя геометрическая частота поддиапазона.
МГц
Гц
Гц
= 10500 Гц
В радиовещательных приемниках предполагается подстройка в процессе работы, поэтому берут:
, если Дпрес ? fв
, если Дпрес > fв
Гц,
Дпрес =1,5 кГц < fв =4,1 кГц, значит:
=2*4,1 = 8,2 кГц.
1.3 Расчет числа контуров преселектора
Расчет числа контуров ведется методом последовательных проб подбора количества контуров и эквивалентная добротность выбирается так, чтобы выполнялись неравенства:
, ,
Определяем относительную расстройку на нижнем конце полдиапазона
Определяем относительную расстройку зеркального канала
=3,4
Рассчитаем эквивалентная добротность контуров преселектора, исходя из допустимой неравномерности в полосе пропускания преселектора. Предполагая, что число контуров в преселекторе будет равным N=2 - число контуров преселектора.
Рассчитаем эквивалентная добротность контуров преселектора, исходя из избирательности по зеркальному каналу в полосе пропускания преселектора.
где Sэзк - заданная избирательность по зеркальному каналу в относительных единицах,
Sэзк = 37.8 дБ = 78 раза.
Выбираем Qэ=30
При этом избирательность по зеркальному каналу будет обеспечивать с запасом
раз (80дБ)
При такой добротности неравномерность в полосе пропускания преселектора будет равна
раз (22.4 дБ)
В тракте промежуточной частоты можно допустить неравномерность усиления
уПЧ= упр-ка - упрес-ра =7-22.4= - 15.4 дБ
После расчета эквивалентной добротности контуров преселектора необходимо задаться конструктивной добротностью контуров Qк из условия:
Qк> (2-3) Qэ, выбираем Qк = 70 дБ.
1.4 Выбор типа и количества фильтров тракта промежуточной частоты
Основная избирательность и усиление супергетеродинного приемника обеспечивается трактом промежуточной частоты. В настоящее время в качестве фильтров тракта ПС широко используют электрические LC-фильтры различной сложности, электромеханические, пьезоэлектрические и пьезомеханические фильтры. Такие фильтры включают на выходе смесителя, или в основном и определяется избирательность по соседнему каналу и формой частотной характеристики тракта. Для тракта УПЧ=АМ выбрали пьезокерамический фильтр, параметры которого удовлетворяют требованиям технического задания. Тип выбранного фильтра: ФП1П-023.
Основные параметры ФП1П-023: средняя частота полосы пропускания - 465кГц, полоса пропускания по уровню 6дБ-9,5-1,5+2кГц не более: 2дБ, избирательность при расстройке от средней частоты 9кГц не менее - 40дБ.
Выбор типа фильтра осуществляется по следующим показателям: избирательность по соседнему каналу Sсос (дБ), полоса пропускания тракта Ппч (кГц) и неравномерность на границе пропускания фильтра дфил (дБ).
Значение полосы пропускания тракта ПЧ определяется:
Ппч=2Fв+2Дпч,
где Дпч - максимальный уход частоты настройки тракта ПЧ.
?с - относительная нестабильность частоты принимаемого сигнала (но ГОСТ на радиовещательные передатчики ?с 1,5*10-5), поэтому дс = 1,5*10-5,дт - относительная нестабильность частоты гетеродина, для отдельного гетеродина с параметрической стабилизацией дг =10-4,дк = 5*10-410-5 - относительная нестабильность частоты колебательных контуров преселектора и гетеродина,
fГ1max, fC1max - значения частоты сигнала и гетеродина для самого высокочастотного диапазона приемника,
fC1max = 6 МГц.
=5668 Гц
Ппч = 2fв+22*4100 +2*5668= 19.54 кГц.
Это не больше чем ширина пропускания фильтра ПЧ, однако предполагается что в процессе работы будет производиться подстройка по наилучшему звучанию, поэтому допускается не учитывать расстройку при работе .
Ппч = 19.5 кГц.
1.5 Выбор активных элементов
При проектировании радиоприемников с использованием АИМС функциональные узлы структурной схемы радиоприемника определяются выбранным типовым набором ИМС. При этом, учитывается, что ИМС высокой степени интеграции могут реализовывать функции, выполняемые несколькими простыми ИМС, что упрощает конструкцию приемника, уменьшает надежность.
Для построения стационарных и переносных радиовещательных приемников АМ и ЧМ сигналов в настоящее время наиболее широко используются ИМС серии К172.
В трактах АМ - сигналов можно использовать ИМС К174ХА2 в состав, которой входит УРЧ, преобразователь частоты, УПЧ, цепь АРУ. ИМС К174ХА2 выполнена по планарно-эпитаксиальной технологии и оформлена в прямоугольнике керамического или пластмассового корпуса.
Параметры микросхемы:
Напряжение источников питания составляет 9В + (-) 10%
Ток потребления 16 мА,
Рабочая температура находится в интервале - 25о до 55оС
Диапазон рабочих частот по входу: 150кГц…30МГц
Структурная схема ИМС174ХА2 приведена на рисунке 1
Рисунок 1 - Структурная схема ИМС К174ХА2.
Усилитель звуковой частоты можно построить на той же серии ИМС, К174УН14 (усилитель мощности) с выходной мощностью до 4,5Вт, Епит=15В, как на выходной усилитель, так и на мониторный (для проверки выходного сигнала).
1.6 Расчет реальной чувствительности приемника
Реальная чувствительность приемника ограничена собственными шумами приемника. Исходным выражением для расчета чувствительности при АМ является следующее:
где:
г - отношение сигнала к шуму по напряжению на выходе приемника (по заданию г=10);
М - глубина модуляции (для расчета берется М=0,3)
rа - активное сопротивление антенны (rаср=35 Ом);
Ш - коэффициент шума приемника;
П - эффективная полоса пропускания приемника (по заданию П = 7,5 кГц).
Коэффициент шума первого усилительного каскада Шаэ находим из [2, таблица 1.2]
Для ИМС К174ХА2 Шаэ=6дБ=2раза
Ш = Швх * Шаэ, где Швх - коэффициент шума входной цепи, для двухконтурной входной цепи:
где:
- обобщенный коэффициент связи между контурами;
rк1 - собственное сопротивление потерь первого контура входной цепи;
rвн - активное, вносимое в первый контур из антенной цепи;
В предварительных расчетах можно полагать:
;
Ш = 11, 197*2 = 22,394
ЕА=1,25*10-10* (10/0,3) *=10.10*10-6 В ?10 мкВ < 37,3 мкВ
Полученная чувствительность приемника удовлетворяет требованиям задания, значит, нет необходимости вводить в схему приемника перед АИМС
1.7 Составление структурной схемы приемника
В результате предварительного расчета стало известно:
1. Число контуров преселектора N=2 - двухконтурная входная цепь.
2. Эквивалентная добротность контура преселектора Qэ=30.
3. Фильтр ПЧ - пьезокерамический фильтр ФП1П-023.
4. Тип активных элементов ИМС К174ХА2 и К174УН14.
Смеситель, гетеродин и УПЧ собраны на ИМС К174ХА2.
Усилитель звуковой частоты выполнен на К174УН14.
Структурная схема приемника представлена на рисунке 1.6.1.
Напряжение источника питания радиоприемного устройства выбирается таким чтобы обеспечить необходимую выходную мощность сигнала, однако т.к. конструкция приемника переносная поэтому выберем стандартное напряжение батарей 9 В.
В радиовещательных приемниках выходной каскад, как правило безтрансформаторный с разделительным конденсатором на выходе.
Все это необходимо учесть в структурной схеме приемника.
2. Составление и электрический расчет принципиальной схемы приемника
2.1 Расчет контуров преселектора и гетеродина
Имеем нерастянутый поддиапазон и не настроенную антенну, и малое входное сопротивление активного элемента (микросхема К174ХА2 - имеет входное сопротивление порядка 3 кОм)
Исходные данные для расчета:
fн 4 МГц; fв = 6 МГц;
Блок конденсаторов КПК-3А с параметрами: Скmin = 11 пФ; Сkmax = 480пФ;
Сп = 20 пФ; Cм = 2 пФ; Нс =15 CL=10пФ.
Где:
Скmin, Сkmax - минимальная и соответственно максимальная емкость переменного конденсатора;
Сп - средняя емкость построечного конденсатора:
См - емкость монтажа:
Нс - неравномерность закона изменения емкости Ск от угла поворота роторных пластин.
Принципиальная схема входной цепи приведена на рисунке 4.
Рисунок 2 Принципиальная схема входной цепи.
Определим коэффициент поддиапазона
Определим добавочную емкость, параллельную конденсатору настройки
пФ
Определим емкость подстроечного конденсатора
пФ
Индуктивность контурной катушки
221мкГ
Характеристическое (волновое) сопротивление контура:
Ом
Ом
Ом
Найдем резонансное сопротивление контура:
70*6800 = 476000 Ом
На нижнем конце диапазона определим допустимый коэффициент трансформации между антенной и контуром ВЦ. Коэффициент удлинения
Максимальная резонансная частота антенной цепи
Индуктивность катушки связи с антенной
mГн
, примем мкГн и включим его параллельно катушке связи конденсатор
пФ
Резонансные частоты
МГц
МГц
Активная проводимость антенной цепи на нижнем конце диапазона.
Коэффициент связи между антенной и контуром ВЦ
Коэффициент трансформации между входной цепью и антенной
Рассчитаем индуктивность катушки связи
мкГн
Определим допустимый коэффициент трансформации между антенной и контуром ВЦ
Рассчитаем емкость связи с антенной
пФ
Рассчитаем коэффициент передачи входной цепи на нижней и верхней частоте диапазона:
Величина сопротивления связи
Ом Ом
Эквивалентные добротности и затухания контура на нижней частоте диапазона
; QЭН1 = 1/ 0,0095 = 105,4
QЭН2 = 1/ 0,014 = 69,7
QЭВ1 = 1/ 0,0096 = 103,6
QЭВ2 = 1/ 0,015 = 65,8
Эквивалентные добротности на нижнем и верхнем конце диапазона
85,7 82,5
Рассчитаем параметр связи между контурами
Коэффициент передачи входной цепи
0,611, 0,669
2.2 Расчет реальной чувствительности приемника
Реальная чувствительность приемника ограничена собственными шумами приемника. Исходным выражением для расчета чувствительности при АМ является следующее:
где:
г - отношение сигнала к шуму по напряжению на выходе приемника (по заданию г=10);
М - глубина модуляции (для расчета берется М=0,3)
rа - активное сопротивление антенны (rаср=35 Ом);
Ш - коэффициент шума приемника;
П - эффективная полоса пропускания приемника (по заданию П = 7,5 кГц).
Коэффициент шума первого усилительного каскада Шаэ находим из [2, таблица 1.2] Для ИМС К174ХА2 Шаэ=6дБ=2раза
Ш = Швх * Шаэ,
где Швх - коэффициент шума входной цепи, для двухконтурной входной цепи:
где:
- обобщенный коэффициент связи между контурами; rк1 - собственное сопротивление потерь первого контура входной цепи; rвн - активное, вносимое в первый контур из антенной цепи;
В предварительных расчетах можно полагать:
;
Ш = 11, 197*2 = 22,394
ЕА=1,25*10-10* (10/0,3) *=10.10*10-6 В ?10 мкВ < 37,3 мкВ
Полученная чувствительность приемника удовлетворяет требованиям задания, значит нет необходимости вводить в схему приемника перед АИМС дополнительный усилитель радиочастоты (УРЧ).
2.3 Электрический расчет радиотракта
Расчет тракта ПЧ включает в себя определения элементов избирательных цепи, выбранной при составлении структурной схемы. Выбор и расчет связи ФСИ с преобразователем и усилителем промежуточной частоты, а также расчет основных характеристик цепи фильтра сосредоточенной селекции.
В предварительном расчете было предложено использовать в качестве ФСИ пьезокерамический фильтр типа ФП1П - 023.
Принципиальная схема ФСИ тракта ПЧ приведена на рисунке 5
Рисунок 5 - Принципиальная схема ФСИ тракта ПЧ приведена на рисунке 5
В данной схеме следует провести расчет широкополосного контура, который предназначен для согласования выходного сопротивления смесителя и входного сопротивления фильтра ПКФ, а также является нагрузочным контуром смесителя.
Расчет начинается с определения полосы пропускания широкополосного контура
Пшпк = (3 …4) Ппч = 3 8,0 = 24,0 кГц
Выбирается емкость конденсатора контура из рекомендуемых значений для КВ диапазона при fпр = 465 кГц С1 = 500…1500 пФ. Пусть С1 = 1000 пФ
Определим параметры контура. Величина емкости контура
Ск = С1+ (Сm+СL+C') = 1000 + (10 + 10 + 5) =1025 пФ ? 1100пФ,
где
Сm - емкость монтажа выбирается из пределов (10 пФ)
СL - собственная конструктивная емкость индуктивности (10 пФ)
С' - выходная емкость усилительного элемента (5 пФ)
Эквивалентная проводимость контура
Индуктивность контура
мкГн
номинал 253мГн
Собственная проводимость ШПК
где
Qк - конструктивная добротность контура
Определяем коэффициенты подключения ШПК к выходной цепи смесителя (m) и ко входу ПКФ (n) из условия согласования выходного сопротивления смесителя со входным сопротивлением ПКФ и обеспечения нужной ширины полосы пропускания широкополосного контура.
Gвх. ф - входное сопротивление ПКФ
Cm
G вых - выходная проводимость смесителя
Рассчитывается индуктивность связи
мкГн,
где Ксв - коэффициент связи для расположенных рядом многослойных катушек/ Определяется сопротивления резистора, включенного на выходе ПКФ
kОм ? 5,1 кОм
Gвых. ф - выходная проводимость фильтра
Gвх. сл - входная проводимость следующего каскада
Определяется коэффициент усиления ВЧ части микросхемы нагруженной на ПКФ
Кф - коэффициент передачи ПКФ
2.4 Расчет амплитудного детектора
Для выделения НЧ - составляющей из сигнала промежуточной частоты в диапазоне СВ. - волн используется АМ детектор. Микросхема К174ХА2 не включает амплитудный детектор, поэтому его следует выполнить на навесных элементах. Схема детектора с непосредственной связью приведена на рисунке 6.
радиоприемное устройство приемник преселектор
Рисунок 6 - Амплитудный детектор
Расчет начинается с определения полосы пропускания широкополосного контура
Пшпк = (3 …4) Ппч = 3 8.7 = 26.1кГц
Выбирается емкость конденсатора контура из рекомендуемых значений для КВ диапазона при fпр = 465 кГц С23 = 500…1500 пФ.
С23 = 1000 пФ
Определяются параметры контура
Величина емкости контура
Ск = С23+ (Сm+СL+C') = 1000 + (5 + 5 + 5) = 515 пФ ? 1015пФ
где Сm - емкость монтажа выбирается из пределов (5 пФ)
СL - собственная конструктивная емкость индуктивности (5 пФ)
С' - выходная емкость усилительного элемента (5 пФ)
Эквивалентная проводимость контура
Индуктивность контура
мкГн
номинал 227мкГн
Собственная проводимость ШПК
где
Qк - конструктивная добротность контура
Выбираем высокочастотный диод с малой междуэлектродной емкостью Сэ и большими значениями S и Rобр = 1/ Sобр. Выбираем диод КД901 с характеристиками
Uобр мах - 10 В
Iпр мах - 5 мА
Uпр (Iпр=1 мА) - 0,7 В
Сэ - 4 пФ
rобр - 10 Мом
rпр - 10 Ом
Определение сопротивления нагрузки из условия отсутствия нелинейных искажений вследствие различных сопротивлений нагрузки постоянному и переменному току.
При М = 0,8 и R2=0.8Rн, Rобр>>Rпр. Решая соответствующее выражение получим следующие соотношения величин при входном сопротивлении УНЧ на микросхеме К174УН4 Rунч=150 кОм.
Rн = R4 + R6,10 = 0.42 R унч = 0,42 15000 = 63 кОм
R4 = 0.064 Rунч = 0,064 150000 = 9,6 kОм, номинал МЛТ-0,25-10 кОм
R6,10 = 0.336 Rунч = 0,336 150000 = 50 кОм,
СП3-23А - 51 кОм
Рассчитаем Сн = С24 + С25 из условия отсутствия нелинейных искажений вследствие инерционности нагрузки.
нФ
откуда С1 = С2 = Сн/ 2 = 1/2 =0,5 нФ,
номинал КПМ-П120-510пФ
мкФ,
номинал кК70-7-0,01мкФ
Определяем входное сопротивления детектора
Rвх = Rн / 2 = 51/2 = 25,5 кОм
Коэффициент передачи детектора
, где
рад
Определяем напряжения на выходе детектора
Umвых = М Umo Кд = 0,3 0,6 0,465 = 0,084В
где
Umo - выходное напряжения ИМС К174ХА2.
2.5 Расчет цепей автоматической регулировки усиления (АРУ)
Цепи АРУ используются во всех вещательных радиоприемниках. Необходимость ее применения определяется тем, что усиления радиотракта применения определяется тем, что усиления радиотракта приемника рассчитано на прием слабых сигналов, а реальные радиосигналы могут их значительно превосходить по уровню. В этом случае могут возникать перегрузка отдельных каскадов УПЧ. При этом могут появляться заметные нелинейные искажения принимаемого сигнала, и даже выход из строя активных элементов. Кроме того условия распространения радиоволн так же приводят к изменению уровня принимаемого сигнала (замирания). Для устранения медленных изменений уровня сигнала и перегрузки отдельных каскадов приемника в его схему дополнительного включается цепь АРУ.
В теоретическом плане проектирование цепи АРУ является сложной инженерной задачей, поэтому предполагается только эскизное проектирование.
При использовании ИМС К174ХА2 включает в себя две цепи регулировки. Основная цепь АРУ, охватывает только тракт ПЧ, обеспечивая глубину регулировки усиления УПЧ до - 60 дБ. При превышении входным сигналов уровня в 5 мВ применяется двух петлевая цепь АРУ с глубиной регулировки - 40дБ. В этом случае используется два детектора АРУ, приведенной на рисунке 7.
Рисунок 7 - Схема АРУ Считаем что входной сигнал не будет превышать 5мВ поэтому применяем однопетлевую схему АРУ.
T=R*C
Значение элементов цепей АРУ используются из типовой схемы включения микросхемы, обеспечивающие заданные параметры глубины регулировки усиления.
2.6 Расчет УНЧ
Усилитель низких частот (УНЧ) служит для усиления выходного низкочастотного сигнала до требуемого уровня.
УНЧ работает на громкоговоритель через разделительный конденсатор
Сопротивление нагрузки 4-8 Ом.
Входящее напряжение 0,074 В.
Выходная мощность 0,78 Вт.
Схема имеет номиналы рекомендованные производителем микросхемы
Принципиальная схема имеет вид:
Рисунок 8 Принципиальная схема УНЧ
2.7 Расчет результирующих характеристик
Определим коэффициенты передачи тракта приемника до первой микросхемы на крайних частотах заданного поддиапазона: Кн = 0,611, Кв = 0,669. На тех же частотах определим чувствительность приемника:
,
Неравномерность усиления в поддиапазоне:
Рассчитаем АЧХ преселектора, тракта ПЧ на нижнем конце заданного диапазона по формулам
(дБ) = прес (дБ) + пч (дБ)
1) АЧХ преселектора
где , f = 0, 2, 3 ….15 кГц
Таблица 1 АЧХ преселектора
|
f, кГц |
0 |
2 |
3 |
5 |
7 |
9 |
10 |
12 |
13 |
15 |
|
|
прес (дБ) |
0 |
0,0028 |
0,0054 |
0,018 |
0,035 |
0,058 |
0,061 |
0,11 |
0,13 |
0,2 |
2) АЧХ тракта промежуточной частоты
пч (дБ) = фси (дБ) + шпк (дБ)
;
Частотная характеристика ШПК определяется как:
шпк мала, следовательно, ею можно пренебречь.
Частотную характеристику ФСИ, так как это ПКФ, можно использовать из справочной литературы, либо выполнить ее ориентировочный расчет.
Для выбранного фильтра известны значения у для двух расстроек: у1 = 6дБ для
?f1 = 0,5Ппкф = 4,75 кГц, у2 = 40 дБ для ?f2 = 9 кГц.
Расчет АЧХ ПКФ последующим формулам
=210+120lg ( (465+f) /465- (465/ (465+f))), где
, A = 2 - 20 N logy2=210
При условии для выбранного фильтра 1 (f1 = 0.5 ПКФ) = 6 дБ
2 (f2 = 9000 Гц) = 40 дБ
|
Опр. вел |
Значения определяемых величин на частотах, кГц |
||||||
|
2 |
4,75 |
6 |
9 |
12 |
14 |
||
|
Дпрес, дБ |
0,002778 |
0,015831 |
0,025445 |
0,058633 |
0,107611 |
0,15018 |
|
|
Дпч, дБ |
- |
6,54 |
24,28 |
40,54 |
- |
- |
Рисунок 9 - АЧХ преселектора, тракта ПЧ и результирующая всего тракта приемника
Избирательность по соседнему каналу определяется на максимальной частоте поддиапазона (fmax):
Seпч (дБ) =40,7
Избирательность по зеркальному каналу (в преселекторе) на максимальной частоте поддиапазона:
,
где:
На частоте поддиапазона, наиболее близкой к промежуточной частоте приемника определяется ослабление, которое дает преселектор по промежуточной частоте.
Перечень элементов
|
Позиционное Обозначение |
Наименование |
Кол-во |
Примечание |
|
|
Конденсаторы |
||||
|
С1, С6 |
К10-43-88 |
2 |
||
|
С2, С5 |
К10-43-159 |
2 |
||
|
С3, С4 |
К10-43-32 |
1 |
||
|
С13 |
КПЕ-3-10/350 |
1 |
||
|
С14 |
К10-43-62 |
1 |
||
|
С15 |
К10-43-30,7 |
1 |
||
|
С20 |
К53-30-22мкФ |
1 |
||
|
С21, С22 |
К10-43-1000 |
2 |
||
|
С23 |
К10-43-1000 |
1 |
||
|
С24, С25 |
К10-43-1000 |
3 |
||
|
С26 |
К53-30-6,8 мкФ |
2 |
||
|
С27 |
К53-30-0,1 мкФ |
1 |
||
|
С33, С35 |
К53-30-50 мкФ |
2 |
||
|
С34 |
К70-6-1000мкФ |
1 |
||
|
С36 |
К70-7-1мкФ |
1 |
||
|
С37 |
К50-6-200мк |
1 |
||
|
Микросхемы |
||||
|
DA1 |
К174ХА2 |
1 |
||
|
DA2 |
К174УН4 |
2 |
||
|
Резисторы |
||||
|
R1 |
МЛТ-0,25-8,2 кОм |
1 |
||
|
R2 |
МЛТ-0.25-5,1 кОм |
1 |
||
|
R3 |
МЛТ-0,25-300 |
1 |
||
|
R4 |
МЛТ-0,25-4,8 кОм |
1 |
||
|
R5 |
МЛТ-0,25-3,9 кОм |
1 |
||
|
R10 |
СП3-23А-150кОм |
1 |
||
|
R13 |
МЛТ-0,25-1,8 кОм |
1 |
||
|
R14 |
МЛТ-0,25-1 Ом |
1 |
||
|
Диоды полупроводниковые |
||||
|
VD1, МВ2 |
КД901 |
2 |
||
|
Фильтр |
||||
|
Z1 |
ФП1П-023 |
1 |
Заключение
После проделанной работы был разработан радио приёмник и его схема. Были поочерёдно рассчитаны все каскады и параметры, после чего составлена принципиальная схема. Данный приёмник стационарный, поэтому можно использовать большую мощность и дополнительное оборудование, к тому же использовать сеть, как источник питания.
Литература
1. Сединин В.И., Барсукова М.В. Расчет узлов радиоприемника на аналоговых интегральных микросхемах. - Новосибирск: СибГАТИ, 1997
2. Фалько А.И. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию "Разработка структурной схемы и расчет принципиальной схемы радиоприемного устройства”. - Новосибирск: НЭИС, 1992.
3. Фалько А.И. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию радиоприемных устройств "Расчет входных цепей”. Ч.2 Новосибирск: НЭИС, 1994.
4. Фалько А. И.А.И. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию радиоприемных устройств "Расчет диапазонных резонансных усилителей радиочастоты”. Новосибирск: НЭИС, 1996
5. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / Под ред. Б.Л. Перельмана. - М.: Радио и связь, 1981.
Приложения
Приложение А
Описание микросхемы К174ХА2
Принципиальная схема микросхемы К174ХА2.
Микросхема работает следующим образом:
Входной сигнал поступает на парафазный усилитель УРЧ, выполненный на транзисторах VT3, VT4.
Далее сигнал поступает на двойной балансный перемножитель выполненный на транзисторах VT7,VT8,VT9,VT10, куда поступает сигнал с гетеродина выполненного по схеме индуктивной трехточки на транзисторе VT13, транзистор VT14 служит для повышения входного сопротивления транзистора VT13. Транзисторы VT11 и VT12 служат для развязки между перемножителем и гетеродином, а также и усиления сигнала гетеродина.
Выходной сигнал с преобразователя через внешний фильтр ПЧ поступает на усилитель промежуточной частоты (УПЧ).
УПЧ выполнен по четырехкаскадной дифференциальной схеме:
Первый каскад на транзисторах VT17,VT18,VT19, VT20;
Второй каскад на транзисторах VT21,VT22,VT23, VT24;
Третий каскад на транзисторах VT25,VT26,VT27, VT28;
Четвертый каскад на транзисторах VT29,VT30;
Охваченный отрицательной обратной связью через резисторы R24, R34.
С выхода УРЧ сигнал поступает на внешний детектор, УНЧ, и приходит постоянная составляющая выходного сигнала низкой частоты для схемы автоматической регулировки усиления АРУ.
АРУ выполнена в виде усилителя постоянного тока (УПТ) с задержкой на транзисторах VT31,VT32,VT33, VT34. Транзисторы VT32,VT33 - общий УПТ. Задержка осуществляется диодами: VD15-VD20 в УРЧ и Транзистор VT31 буферный каскад УПТ для УРЧ. Транзистор VT34 - УПТ для УРЧ.
Транзисторы VT15,VT16 совместно с диодами VD9-VD14 образуют стабилизаторы напряжений для УРЧ, гетеродина, УПЧ и схемы АРУ.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Предварительный расчет структурной схемы проектируемого приемника, определение полосы пропускания и числа контуров преселектора. Расчет двухконтурной входной цепи с настроенной антенной, сопряжения контуров преселектора и гетеродина, радиотракта и АРУ.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 14.01.2015Синтез структурной схемы радиоприемного устройства. Решение задачи частотной селекции. Выбор количества преобразований, значений промежуточных частот, структуры и параметров селективных цепей преселектора. Расчет принципиальной электрической схемы РПУ.
курсовая работа [564,6 K], добавлен 22.12.2013Эскизный расчет структурной схемы радиоприемного устройства. Расчет входной цепи, преобразователя частоты, гетеродина и блока питания радиоприемного устройства. Описание конструкции печатного узла. Алгоритм поиска неисправности усилителя радиочастоты.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.10.2017Выбор и расчет блок-схемы приемника, полосы пропускания, промежуточной частоты. Выбор числа контуров преселектора. Определение необходимого числа каскадов усиления. Расчет детектора АМ диапазона, усилителя звуковой и промежуточной частоты, гетеродина.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.02.2012Проектирование приемника спутникового канала передачи данных. Обоснование и расчет структурной схемы установки. Расчет полосы пропускания и выбор промежуточной частоты преселектора. Принципиальная схема радиоприемного устройства и особенности его работы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.02.2011Расчет структурной схемы приёмника АМ-сигналов ультракоротковолнового диапазона. Определение числа поддиапазонов. Расчет чувствительности приемника и усилителя радиочастоты. Выбор промежуточной частоты и схемы детектора, анализ структуры преселектора.
курсовая работа [222,6 K], добавлен 12.12.2012Предварительный 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 10.04.2011Проектирование 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 18.08.2012Изучение структурной схемы радиоприемника. Расчет телескопической антенны, показателей радиоприемного тракта, одноконтурной входной цепи с трансформаторной связью. Определение входного сопротивления усилителя. Выбор промежуточной частоты и микросхем.
курсовая работа [101,0 K], добавлен 30.10.2013Разработка и расчет структурной схемы радиоприемного устройства. Расчет принципиальной схемы приемника, Y-параметров МС 174ПС1, входной цепи и колебательной системы. Метод обеспечения перестройки по частоте. Конструктивная разработка УРЧ и смесителя.
курсовая работа [508,4 K], добавлен 04.03.2011
