Работа курс. Пояснительная записка Шифр работы кр 02068999 32 01 пз специальность 210300. 62 Радиотехника

• Название: Пояснительная записка Шифр работы кр 02068999 32 01 пз специальность 210300. 62 Радиотехника
• Анкор: Работа курс
• Дата: 03.06.2020
• Размер: 380.28 Kb.
• Имя файла: 274429.docx
• Тип: Пояснительная записка; #127604
• страница: 2 из 3

1.3. Выбор промежуточной частоты приёмника

Предварительный выбор промежуточной частоты необходим для того, чтобы выполнить требования к подавлению зеркальной помехи, что в свою очередь связано с определением количества контуров входной цепи и УРЧ.

Для большинства простых радиовещательных приёмников преселектор состоит из одноконтурной входной цепи. Профессиональные и радиовещательные приёмники высокого класса имеют в составе преселектора чаще всего два контура, входящих в состав входной цепи либо одноконтурной цепи и входной нагрузки УРЧ.

Увеличение количества контуров преселектора приводит к усилению подавления зеркальной помехи, однако такой путь существенно усложняет аппаратную реализацию. Заданное подавление зеркальной помехи достигается за счёт применения двойного преобразования частоты при числе контуров преселектора не более двух.
, (4)

где n=2 - число контуров в преселекторе, а Qэ=50 60 - эквивалентная добротность нагруженных контуров в преселекторе.

При заданном можно найти нижнюю границу значения первой промежуточной частоты.
, (5)

где . (6)
Выбранная промежуточная частота должна иметь такое значение, при котором наиболее эффективно можно будет обеспечить хорошую избирательность, как по соседнему, так и по зеркальному каналу.

Для обеспечения более высокой избирательности по зеркальному каналу , промежуточная частота должна быть по возможности выше (зеркальный канал отстает от полезного на ), а для обеспечения избирательности по соседнему каналу - как можно ниже (соседний канал отстает от полезного на величину 10кГц). Однако с увеличением ухудшается добротность избирательной системы фильтра сосредоточенной избирательности (ФСИ), а, следовательно, не произойдет обеспечение высокой избирательности по соседнему каналу, вследствие чего на нагрузке радиоприемного устройства будет выделяться сигнал с частотой . Поэтому, чтобы этого не случилось необходимо, чтобы ФСИ обладал достаточно высокой избирательностью, а это возможно только при достаточно низкой , так как при уменьшении увеличивается добротность.

При большой добротность ФСИ меньше, его АЧХ имеет более пологие скаты и более широкую полосу пропускания, в которую входит сигнал с соседнего канала. В случае если меньше – добротность ФСИ больше, полоса пропускания меньше и сигнал с соседнего канала в эту полосу не входит.

Возникло противоречие: с одной стороны нужно увеличить для обеспечения высокой , с другой стороны нужно уменьшить для обеспечения высокой . Поэтому чтобы удовлетворить эти два условия нужно выбрать необходимую .

Промежуточная частота должна иметь стандартное значение, установленное ГОСТом, поскольку на таких частотах мощные радиостанции не работают.

Руководствуясь унификацией радиоэлектронной аппаратуры, выберем промежуточную частоту из принятого стандартного ряда номинальных значений промежуточных частот: 80, 100, 115, 215, 465, 500, 750, 900 кГц, 4, 5, 30, 60 и 10,7 МГц. Также учтём, что не должна находиться в диапазоне принимаемых частот.

Следуя ГОСТу видно, что промежуточная частота для КВ диапазонов равна 465 кГц.

Исходя из выше написанного, сделаем вывод, что для данного приемника промежуточная частота равна 465 кГц, так как данный приемник длинноволновый.

Fp = 465 10³ – промежуточная частота.

Qэ = 50 – эквивалентная добротность нагруженных узлов преселектора.

,

(n=2) = 33200 или (n=2) = 20lg33200 = 90,42дБ.

Так как полученная избирательность выше заданной, то в схеме преселектора будет два контура (рис.1).



Рис.1. Структурная схема преселектора с двумя контурами


1.4. Выбор структурной схемы приёмника

Современные радиоприёмные устройства строятся, как правило, по супергетеродинной схеме с одним или двумя преобразователями частоты. Двойное преобразование частоты, характерно для профессиональных радиопередающих устройств, позволяет за счет высокой первой промежуточной частоты существенно увеличить подавление зеркальной помехи, а за счёт низкой второй промежуточной частоты получить хорошую избирательность по соседнему каналу.

- Требуемый коэффициент усиления.
Исходя из полученных данных можно распределить коэффициенты усиления по контурам и сформировать структурную схему (рис.2).


Рис. 2. Структурная схема РПУ

ВЦ – входная цепь; УРЧ – усилитель радиочастоты; СМ – смеситель; Г – гетеродин; УПЧ – усилитель промежуточной частоты; Д – детектор; ОУ– оконечное устройство.

ВЦ – Ку = 2; УРЧ – Ку =15; СМ – Ку = 10; Ф – Ку = 10; УПЧ – Ку = 120;

fпр = 465 кГц .
2. Расчет входной цепи.

Входная цепь (рис. 3) служит для связи приемника с антен­ной. Настроенные контуры входной цепи повышают избирательность приемника и ослабляют специфические для супергетеродина помехи по зеркальному каналу, т. е. помехи от станций, отличающихся по частоте от принимаемой на величину, равную удвоенной промежуточной частоте. В целях лучшего ослабления этих помех качество входных контуров (их добротность) должно быть как можно выше.

Поскольку приемник рассчитывается на прием широкого диапазона радиочастот, к его входной части предъявляют два основных требования:

1. 
   возможно большая равномерность усиления по диапазону для обеспечения равно­мерной чувствительности приемника;
   
2. 
   возможно большая независимость параметров приемника от дан­ных антенны, подключение которой во всех случаях не должно нарушать настройки и градуировки приемника.
   

Рис. 3. Схема входной цепи

Подбираем конденсаторы C1,C2,C3 для нашего диапазона частот

7МГц – 14 МГц.

Смах = 200пФ, Сmin = 50пФ.

Находим минимальную частоту:

, (7)

где

Аналогично получаем значение f_max:

, (8)

где

Выберем емкости из полученного диапазона:
С1 = 10 -100пФ, С2 = 8 - 68пФ, С3 = 32пФ

Находим значение собственной проводимости:

, (9)

где Q_k=200 – конструктивная добротность.

Определяем коэффициенты включения m2 и m1 исходя из заданной эквивалентной добротности, где Ra–сопротивление антенны:

m2=0.36, Ra=75Ом, R11=10 10³Ом.

, (10)

, (11)

= 0,013, = 1×10^-4..


, (12)

= 0,065.

, (13)

= 77,239

Рассчитаем резонансный коэффициент усиления:


, (14)
= 2,754.

3. Выбор и расчёт усилителя радиочастоты.

Усилители радиочастоты (УРЧ) следуют непосредственно за вход­ной цепью приемника и выполняют многочисленные функции, основ­ными из которых являются следующие: усиление принимаемых сиг­налов на несущей частоте, необходимое для улучшения реальной чувствительности радиоприемного устройства за счет увеличения отношения мощности полезного сигнала к мощности шумов; обеспече­ние избирательности радиоприемника к сильным помехам, вызываю­щим нелинейные эффекты, избирательность по побочным кана­лам приема, таким, как зеркальный канал и канал на промежуточной частоте (избирательность УРЧ по соседнему каналу, как правило, не­велика); ослабление паразитного излучения гетеродина через входную цепь и антенну.

В современных радиоприёмниках с высокой реальной чувствительностью, как правило, используется один каскад усилителя радиочастоты (УРЧ). Для обеспечения высокой шумовой чувствительности достаточно иметь коэффициент усиления каскада К₀ 5.

Транзисторы в УРЧ применяются как биполярные, так и полевые и выбираются по частотным свойствам. Важно, чтобы граничная частота (f_S) транзистора была гораздо выше рабочей частоты (f₀). В частности, при f₀<0,3f_S параметры транзистора практически не зависят от частоты. На рис.4 показана схема УРЧ на биполярном транзисторе с общим эммитером, которая обеспечивает наибольшее усиление полезного сигнала.


Рис. 4. Усилитель радиочастоты
Выберем транзистор КТ301Ж (кремневый планарный n-p-n-транзистор, предназначенный для усиления и генерирования колебаний на частотах до 60МГц). Расчет усилителя сводится к определению коэффициентов включения, элементов связи транзистора с контуром и резонансного коэффициента усиления.

Минимальная C_kmin=12-25пФ, максимальная С_kmax=250-500пФ емкость контура, индуктивность контура равна L_k=5000мкГн.

1. Рассчитаем коэффициенты включения в контур транзистора УРЧ и следующего транзистора :
, (15)

;
, (16)

;
2. Определяются элементы связи контура с транзисторами. При автотрансформаторной связи, коэффициенты включения равны отношению числа витков от соединяемого с корпусом конца катушки индуктивности до соответствующего отвода к общему числу витков:

, ; (17)

3. Резонансный коэффициент усиления УРЧ:

, (18)



где - крутизна транзистора; - резонансное эквивалентное сопротивление контура.

4. Устойчивый резонансный коэффициент усиления:

, (19)

;

где n₁ - коэффициент включения транзистора УРЧ во входной контур; n₂ - коэффициент включения транзистора следующего каскада в контур УРЧ; K_y=0.8 0.9- коэффициент запаса устойчивости; A= - мера активности транзистора. Так как полученные значения К₀ и К_0У не удовлетворяют условию К₀≤ К_0У, подберем значения коэффициентов включения таким образом, чтобы это условие выполнялось.




4. Выбор и обоснование смесителя

Смесители являются ключевым элементом преобразователей частоты в современных радиоприёмных устройствах. Смесители подразделяются на два основных типа:

1. 
   Аддитивные, у которых суммируется напряжения сигнала и гетеродина и затем детектируется каким-либо нелинейным элементом.
   
2. 
   Мультипликативные, в которых напряжения гетеродина и сигнала перемножаются.
   

В обоих случаях смесители могут быть активными, то есть представлять собой каскад усиления, работающий в нелинейном режиме и обеспечивающий помимо преобразования частоты ещё и усиление сигнала, и пассивными. В пассивных смесителях могут использоваться диоды или полевые транзисторы, работающие в режиме управляемых резисторов. Пассивные смесители обладают большим динамическим диапазоном, так как менее подвержены перегрузкам сильными сигналами.

Выберем смеситель на полевом транзисторе в режиме управляемого сопротивления (рис.5). Сигнал с входного контура подаётся на исток транзистора, а сигнал несущей частоты снимается с истока. Источника питания не требуется. Напряжение гетеродина подается на затвор транзистора и управляет сопротивлением канала.


Рис. 5. Смеситель

Известно, что при небольших напряжениях промежуток исток-сток полевого транзистора ведет себя как линейный резистор, независимо от полярности приложенного напряжения. В то же время сопротивление канала может изменяться от десятков Ом до многих мегаОм в зависимости от напряжения затвор-исток. Это позволяет использовать полевой транзистор в смесителях как управляемый линейный элемент.

К основным достоинствам такого смесителя относится высокая чувствительность, поскольку по каналу транзистора не проходит ни ток питания, ни ток гетеродина, а только слабый ток сигнала, при этом транзистор шумит не многим сильнее обычного резистора с тем же сопротивлением. Характерна и высокая линейность, так как проводимость канала не зависит от небольшого входного напряжения.

Кроме того, смеситель отличается малым проникновением сигнала гетеродина во входную цепь и исключительно малой мощностью, требуемой от гетеродина, поскольку входное сопротивление по цепи затвора велико.