МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ОМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА «радіотехнічних пристроїв і СИСТЕМИ ДІАГНОСТИКИ»
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА До
КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛІНИ:
«Пристрої прийому і обробки сигналів»
НА ТЕМУ:
«Розрахунок радіоприймального пристрої»
Автор проекту Фогель Т. В., студент групи ЗРИ-515
Спеціальність 210302 «Радіотехніка »____________
Керівник проекту Аржанов Валерій Андреевіч________
Проект захищений оцінкою _______________________________________
Омськ 2009
Зміст
Введення
1. Види радіоприймальних пристроїв
2. Визначення числа піддіапазонів
3. Перевірочний розрахунок чутливості приймача
4. Вибір проміжної частоти і структурної схеми приймача
4.1. Вибір проміжної частоти приймача
4.2. Вибір структурної схеми приймача
5. Розрахунок загального коефіцієнта посилення лінійного тракту і розбиття його по каскадам
6. Розрахунок підсилювача високої частоти
7. Вибір та обгрунтування перетворювача частоти
8. Вибір та обгрунтування детектора
Висновок
Список літератури
Технічне завдання
Зробити розрахунок радіоприймальних пристроїв із заданими характеристиками:
- Діапазон частот, що приймаються ... ... ... ... .. ... ... .. ... 7,6 ... 11,1 МГц
- Чутливість ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ..... 9 мкВ
- Вибірковість по побічному каналу ... ... ... .... ... .... ... ... .70 ДБ
- Вибірковість по сусідньому каналу ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50 дБ
- Смуга пропускання ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .. 8,0 кГц
- Тип радіоприймального устрою ... ... ... ... .. .... радіомовний
Введення
Радіоприймальних пристроєм (РПУ) називають таке радіотехнічне пристрій, що призначений для прийому радіосигналів і перетворення їх до виду, що дозволяє використовувати передане повідомлення.
Для передачі будь-якого повідомлення (мовного, текстового, зображення, цифрових даних і т.д.) за допомогою радіохвиль служить радіоканал, який з'єднує джерело і споживач повідомлення. Він містить радіопередавальний пристрій, середовище, в якому поширюються радіохвилі, і радіоприймальний пристрій.
У радіопередавальному пристрої повідомлення перетворюється на відповідний йому сигнал, що модулює. Цей сигнал модулює високочастотне коливання. За допомогою передавальної антени відбувається перетворення енергії радіосигналу, тобто модульованого високочастотного електричного коливання, в енергію електромагнітного поля. У вигляді радіохвиль поле поширюється в навколишньому антену просторі. При цьому радіохвиля може розсіюватися, поглинатися, відображатися від неоднорідностей середовища, переломлюватися і т.д. У результаті енергія радіохвилі в місці прийому виявляється значно менше, ніж поблизу передавальної антени. За допомогою приймальні антени відбувається зворотне перетворення енергії електромагнітного поля високої частоти в енергію електричного коливання. У результаті ланцюга прийомної антени створюється ЕРС радіосигналу, що є джерелом вхідного впливу для РПУ.
Радіопріем супроводжується дією на радіоканал різних перешкод, а також спотворенням сигналу. Радіоперешкоди і спотворення сигналу можуть призвести до неприпустимих перекручувань у переданому повідомленні.
Під перешкодами розуміються всі діючі на РПУ коливання, які заважають прийому корисного повідомлення і призводять до його спотворення. Радіоперешкоди можуть виникати поза РПУ, тобто в середовищі поширення радіохвиль (зовнішні перешкоди) і всередині нього (внутрішні перешкоди). Сукупність усіх перешкод визначає електромагнітну обстановку (ЕМО) в місці прийому.
Спотворення поза РПУ пов'язані з фізичними процесами, які супроводжують поширення радіохвиль: многолучевостью, дисперсією і ін Спотворення всередині РПУ обумовлені не ідеальністю його характеристик, тобто відзнакою характеристик РПУ від тих, які не призводять до перекручувань переданого повідомлення.
Виділяють три складові частини РПУ: 1) приймальня антена, 2) власне РПУ, або радіоприймач, в якому здійснюється необхідні перетворення сигналу, що використовується для передачі відповідного повідомлення; 3) вихідну (крайовий) пристрій (ЗУ), в якому відбувається перетворення сигналу в повідомлення або обробка сигналу з метою його подальшого використання. Це пристрій може входити до складу РПУ або бути автономним.
Радіосигнал, що несе корисну інформацію, як правило, на виході РПУ не є єдиним і домінуючим за рівнем потужності. Цей сигнал звичайно малий і міститься в суміші з перешкодами, створюваними іншими, одночасно працюючими радіопередавачами, а також джерелами різних випромінювань. Передане повідомлення відповідає модулює коливанню і в явному вигляді у вхідному радіосигнали не міститься. Тому в РПУ необхідно здійснити: 1) виділення корисного сигналу з суміші його з перешкодами; 2) виділення модулирующей функції; 3) різні перетворення корисного сигналу з метою досягнення можливості та зручності його використання. Таким чином, РПУ виконує ряд функції.
Функція вибірковості (селективності) - це функція виділення корисного сигналу з суміші «сигнал плюс перешкода», у відповідності з деяким розходженням їх фізичних властивостей і характеристик. А саме: 1) частотним; 2) просторовим; 3) поляризаційним; 4) тимчасовим; 5) амплітудним та іншими.
Функція демодуляції (детектування) - ця функція РПУ, зворотній модуляції в радіопередавачі. Вона спрямована на виділення модулюючого коливання з коливань радіосигналу високої частоти, що використовується в радіосистеми для передачі корисної інформації.
Функція посилення корисного сигналу обумовлена тим, що його рівень на вході РПУ, як правило, недостатній для нормальної роботи ОУ. Тому сигнали доводитися посилювати.
Функція частотного перетворення радіосигналу передбачає перетворення області частот сигналів, що приймаються в деяку іншу, заздалегідь обрану частотну область, де забезпечуються найкращі умови їх обробки. Ця функція здійснюється в частотно-перетворювальних пристроях.
Функція адаптації (пристосування) до мінливих ЕМО передбачає зміну параметрів РПУ з метою забезпечення заданого або максимально можливого в даних умовах прийому якості роботи РПУ. Необхідність в адаптації пов'язана зі зміною характеристик, як корисного сигналу, так і перешкод.
1. Види радіоприймальних пристроїв
Радіоприймальні пристрої розрізняються за такими принципами класифікації:
1) області застосування: для звукового радіомовлення, телебачення, радіозв'язку, радіолокації, радіонавігації, радіовимірювань, радіоастрономії і т.д. Кожній галузі застосування радіотехніки відповідає своя радіосистема і що входить до її складу РПУ.
2) діапазону частот: НЧ, СЧ, ВЧ, ДВЧ, УВЧ і НВЧ. Радіомовні приймачі в залежності від діапазону довжин хвиль бувають ДВ, СВ, КВ і УКХ. Характерно, що РПУ різних діапазонів мають структурні, схемні та конструктивні відмінності, будуються на різній компонентної бази, і тому зазвичай виконуються, як самостійні пристрої. Однак іноді можливе об'єднання (часткове або повне) РПУ різних діапазонів.
3) увазі прийнятих сигналів: безперервних і дискретних.
4) увазі прийнятої інформації: радіотелефонні, кодованих повідомлень, телевізійні (прийом рухомих зображень), фототелеграфні (прийом нерухомих зображень) та ін Іноді в одному РПУ передбачено прийняття інформації різних видів (умовно «універсальні» РПУ, широко застосовуються у радіозв'язку).
5) увазі модуляції прийнятого радіосигналу: з АМ; ЧС; і ФМ, які узагальнено називають кутовими видами модуляції (УМ); АІМ; ШІМ, дельта-модуляції і т.д. Іноді в одному РПУ можливий прийом сигналів з різними видами модуляції, проте в цьому випадку потрібна повна або часткова зміна приймального тракту і його вузлів.
6) умовної «дальності дії» РПУ, що входить в певну радіотехнічну систему.
7) місця установки РПУ: стаціонарні, переносні (що носяться), мобільні (на рухомих сухопутних об'єктах), бортові (для роботи на суднах, літаках, супутники космічного зв'язку, керованих ракетах і снарядах і т.д.).
8) способом живлення: від мережі змінного струму, гальванічних батарей і акумуляторів, сонячних батарей, з «універсальним» харчуванням, тобто від декількох джерел.
9) способу управління: з ручним, частково або повністю автоматичним, дистанційним, комбінованим керуванням.
10) масогабаритні характеристики і ін
2. Визначення числа піддіапазонів
Для того щоб приймач міг приймати сигнали від різних станцій, що мають різні частоти, він повинен мати розбудовуємо резонансну систему для налаштування на ці частоти. Перебудовуються резонансні системи знаходяться у вхідному ланцюзі, гетеродині і в підсилювачах високої частоти (ВЧ), якщо вони резонансні.
Конструктивно налаштування цих каскадів - це зміна реактивних елементів резонансної системи: індуктивності або ємності. Найчастіше реактивний елемент - ємність.
Конструктивно неможливо перебудовувати ємність так, щоб резонансна частота змінювалася від
ДВ-діапазону до 
УКХ-діапазону. Тому діапазон частот, який повинен приймати приймач, розбивають на піддіапазони.
Перехід з піддіапазону на поддіаназон здійснюється за допомогою перемикаються індуктивностей.
Критерієм, для того щоб дізнатися, чи необхідно розбивати діапазон приймача на піддіапазони, служить коефіцієнт діапазону
, Що розраховується за формулою:
Поділ загального діапазону частот РПУ на піддіапазони необхідно в тому випадку, коли коефіцієнт діапазону
, Перевищує значення коефіцієнта перекриття, відповідного класу проектованого радіоприймальних пристроїв.
Розбиваючи весь діапазон на піддіапазони необхідно передбачити взаємне перекриття по частоті в межах
від інтервалу частот у піддіапазоні. У радіомовних РПУ розбивка діапазону здійснюється так, щоб були однакові коефіцієнти перекриття, за формулою:
Коефіцієнт перекриття піддіапазону РПУ II класу на діапазоні частот РПУ 100-1500 кГц дорівнює 2,5-3,0.
,
Так як в даному випадку
, То розбивка на піддіапазони не потрібна, тобто можна перекрити діапазон одним змінним елементом. Отже, радіомовний приймач буде однодіапозонним.
3. Перевірочний розрахунок чутливості приймача
Чутливість радіоприймальних пристроїв у діапазоні КХ зазвичай виражається в одиницях напруги (мкВ, мВ):
,
де
- Чутливість приймача по потужності, мВт, мкВт; 
- Чутливість по напрузі, мВ, мкВ; 
- Коефіцієнт шуму приймача; 
- Постійна Больцмана; 
- Абсолютна температура; 
- Потрібне перевищення потужності сигналу над потужністю шумів на виході РПУ; 
- Активний опір антени, кОм; 
- Смуга пропускання РПУ, кГц.
При попередньому розрахунку опір антени вибирається в межах
, А потрібне перевищення сигналу над завадою залежить від призначення РПУ. Для радіомовного приймача (АМ-сигнали) необхідну перевищення потужності сигналу над потужністю шумів на виході РПУ одно 
.
На етапі попереднього розрахунку коефіцієнт шуму приймача можна вибрати з рекомендацій. При робочій частоті
, Коефіцієнт шуму приймача дорівнює 
.
4. Вибір проміжної частоти і структурної схеми приймача
4.1 Вибір проміжної частоти приймача
Попередній вибір проміжної частоти
необхідний для того, щоб виконати вимоги до придушення дзеркальної перешкоди, що в свою чергу пов'язано з визначенням кількості контурів вхідного ланцюга і УРЧ.
Для більшості простих радіомовних приймачів преселектора складається з одноконтурною вхідного ланцюга. Професійні і радіомовні приймачі високого класу мають у складі преселектора найчастіше два контури, що входять до складу вхідного ланцюга або одноконтурною ланцюга і вхідний навантаження УРЧ (рис. 6.1). Де К - коливальний контур, Е - підсилювальний елемент.
Збільшення кількості контурів преселектора призводить до посилення придушення дзеркальної перешкоди, проте такий шлях істотно ускладнює апаратну реалізацію. Заданий придушення дзеркальної перешкоди
досягається за рахунок застосування подвійного перетворення частоти при числі контурів преселектора не більше двох.
.
де
- Число контурів у преселектора, а 
- Еквівалентна добротність навантажених контурів у преселектора.
При заданому
можна знайти нижню межу значення першої проміжної частоти.
, Де 
.
Підставивши значення, обчислюємо:
Обрана проміжна частота повинна мати таке значення, при якому найбільш ефективно можна буде забезпечити хорошу вибірковість, як по сусідньому, так і по дзеркальному каналу.
Для забезпечення більш високої вибірковості по дзеркальному каналу
, Проміжна частота повинна бути по можливості вище (дзеркальний канал відстає від корисного на 
), А для забезпечення вибірковості по сусідньому каналу 
- Як можна нижче (сусідній канал відстає від корисного на величину 10кГц). Проте зі збільшенням 
погіршується добротність виборчої системи фільтра зосередженої вибірковості (ФСІ), а, отже, не відбудеться забезпечення високої вибірковості по сусідньому каналу, внаслідок чого на навантаженні радіоприймальних пристроїв буде виділятися сигнал з частотою 
. Тому, щоб цього не трапилося необхідно, щоб ФСІ мав досить високою вибірковістю, а це можливо тільки при достатньо низькій , Тому що при зменшенні збільшується добротність.
При великій добротність ФСІ менше, його АЧХ має більш пологі схили і більш широку смугу пропускання, в яку входить сигнал з сусіднього каналу. У разі якщо менше - добротність ФСІ більше, смуга пропускання менше і сигнал з сусіднього каналу в цю смугу не входить.
Виникло протиріччя: з одного боку потрібно збільшити для забезпечення високої , З іншого боку потрібно зменшити для забезпечення високої . Тому щоб задовольнити ці дві умови потрібно вибрати необхідну .
Проміжна частота повинна мати стандартне значення, встановлене ГОСТом, оскільки на таких частотах потужні радіостанції не працюють.
Керуючись уніфікацією радіоелектронної апаратури, виберемо проміжну частоту з прийнятого стандартного ряду номінальних значень проміжних частот: 80, 100, 115, 215, 465, 500, 750, 900 кГц, 4, 5, 30, 60 і 10,7 МГц. Також врахуємо, що не повинна перебувати в діапазоні частот, що приймаються.
ОМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА «радіотехнічних пристроїв і СИСТЕМИ ДІАГНОСТИКИ»
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА До
КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛІНИ:
«Пристрої прийому і обробки сигналів»
НА ТЕМУ:
«Розрахунок радіоприймального пристрої»
Автор проекту Фогель Т. В., студент групи ЗРИ-515
Спеціальність 210302 «Радіотехніка »____________
Керівник проекту Аржанов Валерій Андреевіч________
Проект захищений оцінкою _______________________________________
Омськ 2009
Зміст
Введення
1. Види радіоприймальних пристроїв
2. Визначення числа піддіапазонів
3. Перевірочний розрахунок чутливості приймача
4. Вибір проміжної частоти і структурної схеми приймача
4.1. Вибір проміжної частоти приймача
4.2. Вибір структурної схеми приймача
5. Розрахунок загального коефіцієнта посилення лінійного тракту і розбиття його по каскадам
6. Розрахунок підсилювача високої частоти
7. Вибір та обгрунтування перетворювача частоти
8. Вибір та обгрунтування детектора
Висновок
Список літератури
Технічне завдання
Зробити розрахунок радіоприймальних пристроїв із заданими характеристиками:
- Діапазон частот, що приймаються ... ... ... ... .. ... ... .. ... 7,6 ... 11,1 МГц
- Чутливість ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ..... 9 мкВ
- Вибірковість по побічному каналу ... ... ... .... ... .... ... ... .70 ДБ
- Вибірковість по сусідньому каналу ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50 дБ
- Смуга пропускання ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .. 8,0 кГц
- Тип радіоприймального устрою ... ... ... ... .. .... радіомовний
Введення
Радіоприймальних пристроєм (РПУ) називають таке радіотехнічне пристрій, що призначений для прийому радіосигналів і перетворення їх до виду, що дозволяє використовувати передане повідомлення.
Для передачі будь-якого повідомлення (мовного, текстового, зображення, цифрових даних і т.д.) за допомогою радіохвиль служить радіоканал, який з'єднує джерело і споживач повідомлення. Він містить радіопередавальний пристрій, середовище, в якому поширюються радіохвилі, і радіоприймальний пристрій.
У радіопередавальному пристрої повідомлення перетворюється на відповідний йому сигнал, що модулює. Цей сигнал модулює високочастотне коливання. За допомогою передавальної антени відбувається перетворення енергії радіосигналу, тобто модульованого високочастотного електричного коливання, в енергію електромагнітного поля. У вигляді радіохвиль поле поширюється в навколишньому антену просторі. При цьому радіохвиля може розсіюватися, поглинатися, відображатися від неоднорідностей середовища, переломлюватися і т.д. У результаті енергія радіохвилі в місці прийому виявляється значно менше, ніж поблизу передавальної антени. За допомогою приймальні антени відбувається зворотне перетворення енергії електромагнітного поля високої частоти в енергію електричного коливання. У результаті ланцюга прийомної антени створюється ЕРС радіосигналу, що є джерелом вхідного впливу для РПУ.
Радіопріем супроводжується дією на радіоканал різних перешкод, а також спотворенням сигналу. Радіоперешкоди і спотворення сигналу можуть призвести до неприпустимих перекручувань у переданому повідомленні.
Під перешкодами розуміються всі діючі на РПУ коливання, які заважають прийому корисного повідомлення і призводять до його спотворення. Радіоперешкоди можуть виникати поза РПУ, тобто в середовищі поширення радіохвиль (зовнішні перешкоди) і всередині нього (внутрішні перешкоди). Сукупність усіх перешкод визначає електромагнітну обстановку (ЕМО) в місці прийому.
Спотворення поза РПУ пов'язані з фізичними процесами, які супроводжують поширення радіохвиль: многолучевостью, дисперсією і ін Спотворення всередині РПУ обумовлені не ідеальністю його характеристик, тобто відзнакою характеристик РПУ від тих, які не призводять до перекручувань переданого повідомлення.
Виділяють три складові частини РПУ: 1) приймальня антена, 2) власне РПУ, або радіоприймач, в якому здійснюється необхідні перетворення сигналу, що використовується для передачі відповідного повідомлення; 3) вихідну (крайовий) пристрій (ЗУ), в якому відбувається перетворення сигналу в повідомлення або обробка сигналу з метою його подальшого використання. Це пристрій може входити до складу РПУ або бути автономним.
Радіосигнал, що несе корисну інформацію, як правило, на виході РПУ не є єдиним і домінуючим за рівнем потужності. Цей сигнал звичайно малий і міститься в суміші з перешкодами, створюваними іншими, одночасно працюючими радіопередавачами, а також джерелами різних випромінювань. Передане повідомлення відповідає модулює коливанню і в явному вигляді у вхідному радіосигнали не міститься. Тому в РПУ необхідно здійснити: 1) виділення корисного сигналу з суміші його з перешкодами; 2) виділення модулирующей функції; 3) різні перетворення корисного сигналу з метою досягнення можливості та зручності його використання. Таким чином, РПУ виконує ряд функції.
Функція вибірковості (селективності) - це функція виділення корисного сигналу з суміші «сигнал плюс перешкода», у відповідності з деяким розходженням їх фізичних властивостей і характеристик. А саме: 1) частотним; 2) просторовим; 3) поляризаційним; 4) тимчасовим; 5) амплітудним та іншими.
Функція демодуляції (детектування) - ця функція РПУ, зворотній модуляції в радіопередавачі. Вона спрямована на виділення модулюючого коливання з коливань радіосигналу високої частоти, що використовується в радіосистеми для передачі корисної інформації.
Функція посилення корисного сигналу обумовлена тим, що його рівень на вході РПУ, як правило, недостатній для нормальної роботи ОУ. Тому сигнали доводитися посилювати.
Функція частотного перетворення радіосигналу передбачає перетворення області частот сигналів, що приймаються в деяку іншу, заздалегідь обрану частотну область, де забезпечуються найкращі умови їх обробки. Ця функція здійснюється в частотно-перетворювальних пристроях.
Функція адаптації (пристосування) до мінливих ЕМО передбачає зміну параметрів РПУ з метою забезпечення заданого або максимально можливого в даних умовах прийому якості роботи РПУ. Необхідність в адаптації пов'язана зі зміною характеристик, як корисного сигналу, так і перешкод.
1. Види радіоприймальних пристроїв
Радіоприймальні пристрої розрізняються за такими принципами класифікації:
1) області застосування: для звукового радіомовлення, телебачення, радіозв'язку, радіолокації, радіонавігації, радіовимірювань, радіоастрономії і т.д. Кожній галузі застосування радіотехніки відповідає своя радіосистема і що входить до її складу РПУ.
2) діапазону частот: НЧ, СЧ, ВЧ, ДВЧ, УВЧ і НВЧ. Радіомовні приймачі в залежності від діапазону довжин хвиль бувають ДВ, СВ, КВ і УКХ. Характерно, що РПУ різних діапазонів мають структурні, схемні та конструктивні відмінності, будуються на різній компонентної бази, і тому зазвичай виконуються, як самостійні пристрої. Однак іноді можливе об'єднання (часткове або повне) РПУ різних діапазонів.
3) увазі прийнятих сигналів: безперервних і дискретних.
4) увазі прийнятої інформації: радіотелефонні, кодованих повідомлень, телевізійні (прийом рухомих зображень), фототелеграфні (прийом нерухомих зображень) та ін Іноді в одному РПУ передбачено прийняття інформації різних видів (умовно «універсальні» РПУ, широко застосовуються у радіозв'язку).
5) увазі модуляції прийнятого радіосигналу: з АМ; ЧС; і ФМ, які узагальнено називають кутовими видами модуляції (УМ); АІМ; ШІМ, дельта-модуляції і т.д. Іноді в одному РПУ можливий прийом сигналів з різними видами модуляції, проте в цьому випадку потрібна повна або часткова зміна приймального тракту і його вузлів.
6) умовної «дальності дії» РПУ, що входить в певну радіотехнічну систему.
7) місця установки РПУ: стаціонарні, переносні (що носяться), мобільні (на рухомих сухопутних об'єктах), бортові (для роботи на суднах, літаках, супутники космічного зв'язку, керованих ракетах і снарядах і т.д.).
8) способом живлення: від мережі змінного струму, гальванічних батарей і акумуляторів, сонячних батарей, з «універсальним» харчуванням, тобто від декількох джерел.
9) способу управління: з ручним, частково або повністю автоматичним, дистанційним, комбінованим керуванням.
10) масогабаритні характеристики і ін
2. Визначення числа піддіапазонів
Для того щоб приймач міг приймати сигнали від різних станцій, що мають різні частоти, він повинен мати розбудовуємо резонансну систему для налаштування на ці частоти. Перебудовуються резонансні системи знаходяться у вхідному ланцюзі, гетеродині і в підсилювачах високої частоти (ВЧ), якщо вони резонансні.
Конструктивно налаштування цих каскадів - це зміна реактивних елементів резонансної системи: індуктивності або ємності. Найчастіше реактивний елемент - ємність.
Конструктивно неможливо перебудовувати ємність так, щоб резонансна частота змінювалася від
Перехід з піддіапазону на поддіаназон здійснюється за допомогою перемикаються індуктивностей.
Критерієм, для того щоб дізнатися, чи необхідно розбивати діапазон приймача на піддіапазони, служить коефіцієнт діапазону
Поділ загального діапазону частот РПУ на піддіапазони необхідно в тому випадку, коли коефіцієнт діапазону
Розбиваючи весь діапазон на піддіапазони необхідно передбачити взаємне перекриття по частоті в межах
Коефіцієнт перекриття піддіапазону РПУ II класу на діапазоні частот РПУ 100-1500 кГц дорівнює 2,5-3,0.
Так як в даному випадку
3. Перевірочний розрахунок чутливості приймача
Чутливість радіоприймальних пристроїв у діапазоні КХ зазвичай виражається в одиницях напруги (мкВ, мВ):
де
При попередньому розрахунку опір антени вибирається в межах
На етапі попереднього розрахунку коефіцієнт шуму приймача можна вибрати з рекомендацій. При робочій частоті
4. Вибір проміжної частоти і структурної схеми приймача
4.1 Вибір проміжної частоти приймача
Попередній вибір проміжної частоти
Для більшості простих радіомовних приймачів преселектора складається з одноконтурною вхідного ланцюга. Професійні і радіомовні приймачі високого класу мають у складі преселектора найчастіше два контури, що входять до складу вхідного ланцюга або одноконтурною ланцюга і вхідний навантаження УРЧ (рис. 6.1). Де К - коливальний контур, Е - підсилювальний елемент.
Малюнок 6.1. Преселектора РПУ. |
До |
Е |
Е |
До |
|
| ||||||
| |||||||
Збільшення кількості контурів преселектора призводить до посилення придушення дзеркальної перешкоди, проте такий шлях істотно ускладнює апаратну реалізацію. Заданий придушення дзеркальної перешкоди
де
При заданому
Підставивши значення, обчислюємо:
Обрана проміжна частота повинна мати таке значення, при якому найбільш ефективно можна буде забезпечити хорошу вибірковість, як по сусідньому, так і по дзеркальному каналу.
Для забезпечення більш високої вибірковості по дзеркальному каналу
При великій
Виникло протиріччя: з одного боку потрібно збільшити
Проміжна частота повинна мати стандартне значення, встановлене ГОСТом, оскільки на таких частотах потужні радіостанції не працюють.
Керуючись уніфікацією радіоелектронної апаратури, виберемо проміжну частоту з прийнятого стандартного ряду номінальних значень проміжних частот: 80, 100, 115, 215, 465, 500, 750, 900 кГц, 4, 5, 30, 60 і 10,7 МГц. Також врахуємо, що
Дотримуючись ГОСТу видно, що проміжна частота для КВ діапазонів дорівнює 30 МГц.
Виходячи з вище написаного, зробимо висновок, що для даного приймача проміжна частота дорівнює 30 кГц, так як даний приймач довгохвильовий.
Перевіримо обрану проміжну частоту на забезпечення вибірковості по сусідньому каналу . Для мовних каналів 
,
тому що не виконується умова по вибірковості по сусідньому каналу, то доведеться використовувати дві проміжні частоти
.
4.2 Вибір структурної схеми приймача
Сучасні радіоприймальні пристрої будуються, як правило, по супергетеродина схемою з одним або двома перетворювачами частоти. Подвійне перетворення частоти, характерно для професійних радіопередавальних пристроїв, дозволяє за рахунок високої першої проміжної частоти суттєво збільшити придушення дзеркальної перешкоди, а за рахунок низької другої проміжної частоти отримати хорошу вибірковість по сусідньому каналу.
Структурна схема одержуваного радіоприймальних пристроїв зображена на рис. 6.2.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
де ОЦ - вхідні ланцюг, УРЧ - підсилювач радіочастоти, СМ - змішувач, Г - гетеродин, УПЧ - підсилювач проміжної частоти, Д - детектор, ОУ - крайовий пристрій.
5. Розрахунок загального коефіцієнта посилення лінійного тракту і розбиття його по каскадам
У сучасних транзисторних приймачах АМ-сигналів, як правило, використовується діодний детектор. Для якісного детектування на вході детектора повинно бути напруга
розраховується за формулою:
,
де
- Діюча висота прийомної антени.
Для феритової антени діапазону ДВ, СВ або КВ зазвичай
.
.
Розподілимо загальний коефіцієнт
по каскадам РПУ наступним чином: вхідні ланцюг 
, Резонансний УВЧ (СВ-ДВ) 
, Перетворювача частоти 
, Одноконтурний УПЧ 
.
.
6. Розрахунок підсилювача високої частоти
У сучасних радіоприймачах з високою реальною чутливістю, як правило, використовується один каскад підсилювача радіочастоти (УРЧ). Для забезпечення високої шумовий чутливості досить мати коефіцієнт посилення каскаду
.
Транзистори в УРЧ застосовуються як біполярні, так і польові і вибираються за частотними властивостями. Важливо, щоб гранична частота (
) Транзистора була набагато вище робочої частоти ( 
). Зокрема, при 
параметри транзистора практично не залежать від частоти. На малюнку 8.1. показана схема УРЧ на біполярному транзисторі з загальним еммітером, яка забезпечує найбільше посилення корисного сигналу.
Малюнок 8.1. Підсилювач радіочастоти.
Виберемо транзистор КТ301Ж (кремінний планарний
-Транзистор, призначений для посилення і генерування коливань на частотах до 60МГц). Розрахунок підсилювача зводиться до визначення коефіцієнтів включення, елементів зв'язку транзистора з контуром і резонансного коефіцієнта підсилення.
Мінімальна
ємність контуру, індуктивність контуру дорівнює 
1. Розрахуємо коефіцієнти включення в контур транзистора УРЧ
і наступного транзистора 
:
;
2. Визначаються елементи зв'язку контуру з транзисторами. При автотрансформаторной зв'язку, коефіцієнти включення рівні відношенню числа витків від з'єднується з корпусом кінця котушки індуктивності до відповідного відводу до загального числа витків:
, 
;
3. Резонансний коефіцієнт посилення УРЧ:
, 
де
- Крутість транзистора; 
- Резонансне еквівалентний опір контуру.
4. Стійкий резонансний коефіцієнт підсилення:
де
- Коефіцієнт включення транзистора УРЧ у вхідний контур; 
- Коефіцієнт включення транзистора наступного каскаду в контур УРЧ; 
7. Вибір та обгрунтування перетворювача частоти
У транзисторних приймачах КВ діапазону перетворювач частоти виконується, як правило, за схемою з загальним гетеродином (рисунок 8.2.), Що дозволяє отримати більш високі якісні показники приймача і створити оптимальні умови роботи для транзисторів гетеродина і змішувача. У навантаженні перетворювача частоти включається резонансна система, налаштована на проміжну частоту.
Малюнок 8.2. Перетворювач частоти
8. Вибір та обгрунтування детектора
В даному радіоприймачі необхідно використовувати амплітудний детектор, тому що сигнал, який він демодулирует є амплітудно модульованим.
У сучасних радіоприймальних пристроях найбільше розповсюдження отримали амплітудні детектори на напівпровідникових діодах. На малюнку 8.3. зображена схема послідовного діодного детектора з роздільним навантаженням.
Малюнок 8.3. Амплітудний детектор
Діодні детектори мають малі габарити і мають найменшими нелінійними спотвореннями сигналу через досить протяжного лінійного ділянки детекторної характеристики.
Висновок
У даному курсовому проекті був розрахований лінійний тракт радіомовного приймача супергетеродинного типу. Даний радіоприймач однодіапозонний, з подвійним перетворенням частоти. Параметри розрахованої частини РПУ задовольняє вимогам, викладеним в технічному завданні.
Список літератури:
1. Аржанов В.А. Пристрої прийому і обробки сигналів: Навчальний метод. посібник. Омськ: Изд-во ОмГТУ, 2000. - 68 с.
2. Аржанов В.А. Проектування радіоприймальних пристроїв: навч. посібник / В.А. Аржанов, А.П. Науменко. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 2008. - 312 с.
3. Аржанов В.А. Нелінійні ефекти в лінійному тракті радіоприймальних пристроїв: Учеб. посібник. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 1998. - 104 с.
4. Аржанов В.А. Резонансні підсилювачі: Учеб. посібник. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 2004. - 128 с.
5. Аржанов В.А., Науменко А.П. Проектування пристроїв прийому радіосигналів: Учеб. посібник. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 1994. - 136 с.
6. Курсове та дипломне проектування. Метод. вказівки / Укл.: В.А. Аржанов, Ю.М. Вещкурцев, І.В. Ніконов, М.Г. Семенов. Омськ: - Вид-во ОмГТУ, 1997. - 44 с.
7. Горшелев В.Д. та ін Основи проектування радіоприймачів. Л., «Енергія», 1977. - 384 с. з іл.
8. Богданович Б.М., Окуліч Н.І., Радіоприймальні пристрої: Учеб. посібник для вузів. Під заг. ред. Б.М. Богдановича. - Мн. Обчислюємо. шк., 1991. - 418 с.: Іл.
Виходячи з вище написаного, зробимо висновок, що для даного приймача проміжна частота дорівнює 30 кГц, так як даний приймач довгохвильовий.
Перевіримо обрану проміжну частоту
тому що не виконується умова по вибірковості по сусідньому каналу, то доведеться використовувати дві проміжні частоти
4.2 Вибір структурної схеми приймача
Сучасні радіоприймальні пристрої будуються, як правило, по супергетеродина схемою з одним або двома перетворювачами частоти. Подвійне перетворення частоти, характерно для професійних радіопередавальних пристроїв, дозволяє за рахунок високої першої проміжної частоти суттєво збільшити придушення дзеркальної перешкоди, а за рахунок низької другої проміжної частоти отримати хорошу вибірковість по сусідньому каналу.
Структурна схема одержуваного радіоприймальних пристроїв зображена на рис. 6.2.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
СМ2 |
СМ1 |
ВЦ |
УРЧ |
Г1 |
УПЧ1 |
Г2 |
УПЧ2 |
Д |
ОУ |
Малюнок 6.2. Структурна схема радіоприймальних пристроїв |
де ОЦ - вхідні ланцюг, УРЧ - підсилювач радіочастоти, СМ - змішувач, Г - гетеродин, УПЧ - підсилювач проміжної частоти, Д - детектор, ОУ - крайовий пристрій.
5. Розрахунок загального коефіцієнта посилення лінійного тракту і розбиття його по каскадам
У сучасних транзисторних приймачах АМ-сигналів, як правило, використовується діодний детектор. Для якісного детектування на вході детектора повинно бути напруга
де
Для феритової антени діапазону ДВ, СВ або КВ зазвичай
Розподілимо загальний коефіцієнт
6. Розрахунок підсилювача високої частоти
У сучасних радіоприймачах з високою реальною чутливістю, як правило, використовується один каскад підсилювача радіочастоти (УРЧ). Для забезпечення високої шумовий чутливості досить мати коефіцієнт посилення каскаду
Транзистори в УРЧ застосовуються як біполярні, так і польові і вибираються за частотними властивостями. Важливо, щоб гранична частота (
Малюнок 8.1. Підсилювач радіочастоти.
Виберемо транзистор КТ301Ж (кремінний планарний
Мінімальна
1. Розрахуємо коефіцієнти включення в контур транзистора УРЧ
2. Визначаються елементи зв'язку контуру з транзисторами. При автотрансформаторной зв'язку, коефіцієнти включення рівні відношенню числа витків від з'єднується з корпусом кінця котушки індуктивності до відповідного відводу до загального числа витків:
3. Резонансний коефіцієнт посилення УРЧ:
де
4. Стійкий резонансний коефіцієнт підсилення:
де
7. Вибір та обгрунтування перетворювача частоти
У транзисторних приймачах КВ діапазону перетворювач частоти виконується, як правило, за схемою з загальним гетеродином (рисунок 8.2.), Що дозволяє отримати більш високі якісні показники приймача і створити оптимальні умови роботи для транзисторів гетеродина і змішувача. У навантаженні перетворювача частоти включається резонансна система, налаштована на проміжну частоту.
Малюнок 8.2. Перетворювач частоти
8. Вибір та обгрунтування детектора
В даному радіоприймачі необхідно використовувати амплітудний детектор, тому що сигнал, який він демодулирует є амплітудно модульованим.
У сучасних радіоприймальних пристроях найбільше розповсюдження отримали амплітудні детектори на напівпровідникових діодах. На малюнку 8.3. зображена схема послідовного діодного детектора з роздільним навантаженням.
Малюнок 8.3. Амплітудний детектор
Діодні детектори мають малі габарити і мають найменшими нелінійними спотвореннями сигналу через досить протяжного лінійного ділянки детекторної характеристики.
Висновок
У даному курсовому проекті був розрахований лінійний тракт радіомовного приймача супергетеродинного типу. Даний радіоприймач однодіапозонний, з подвійним перетворенням частоти. Параметри розрахованої частини РПУ задовольняє вимогам, викладеним в технічному завданні.
Список літератури:
1. Аржанов В.А. Пристрої прийому і обробки сигналів: Навчальний метод. посібник. Омськ: Изд-во ОмГТУ, 2000. - 68 с.
2. Аржанов В.А. Проектування радіоприймальних пристроїв: навч. посібник / В.А. Аржанов, А.П. Науменко. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 2008. - 312 с.
3. Аржанов В.А. Нелінійні ефекти в лінійному тракті радіоприймальних пристроїв: Учеб. посібник. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 1998. - 104 с.
4. Аржанов В.А. Резонансні підсилювачі: Учеб. посібник. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 2004. - 128 с.
5. Аржанов В.А., Науменко А.П. Проектування пристроїв прийому радіосигналів: Учеб. посібник. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 1994. - 136 с.
6. Курсове та дипломне проектування. Метод. вказівки / Укл.: В.А. Аржанов, Ю.М. Вещкурцев, І.В. Ніконов, М.Г. Семенов. Омськ: - Вид-во ОмГТУ, 1997. - 44 с.
7. Горшелев В.Д. та ін Основи проектування радіоприймачів. Л., «Енергія», 1977. - 384 с. з іл.
8. Богданович Б.М., Окуліч Н.І., Радіоприймальні пристрої: Учеб. посібник для вузів. Під заг. ред. Б.М. Богдановича. - Мн. Обчислюємо. шк., 1991. - 418 с.: Іл.