Устройства приёма-обработки сигналов УПОС

Техническое задание.

Назначение радиовещательный

Диапазон принимаемых частот, МГц 3,95 – 15,8

Чувствительность, мкВ 200

Ослабление зеркального/соседнего канала 12/34

Ослабление помехи на промежуточной частоте 30

Выходная мощность, Вт 0,5

Полоса пропускания, кГц 9,5

Эффективность АРУ, дБ (Uвх/Uвых) 26/12

Программа работы.

1. Введение ……………………………………………………………………… .3

2. Анализ технического задания…… .…………………………………………3

3. Разработка структурной схемы приемника…………………………………4

4. Разработка и расчет принципиальной схемы приемника……………….6

5. Выбор промежуточной частоты (обоснование)……………………………9

6. Расчёт входных параметров микросхемы………………………………….9

7. Сопряжение настроек Входных и Гетеродинных контуров .………… 15

8. Выбор керамического фильтра……………………………… ………… .18

9. Параметры Микросхемы К174ХА2………………………………………….19

10. Расчётная схема включения Микросхемы К174ХА2…………………….23

11. Выводы. ………………………………………….…………………………… 24

1. Введение.

Задачей курсовой работы является разработка радиовещательного приёмника коротковолнового диапазона радиоволн, (диапазон: 3,95 – 15,8 МГц; длины волн: 76 – 19 метров) удовлетворяющего требованиям технического задания и проектируемого с использованием современной элементной базы.

В процессе разработки структуры приёмника составляется структурная схема приёмника, определяются методы обработки сигналов в приёмном тракте, анализируются требования к избирательным свойствам, рассчитываются требования к отдельным элементам структурной схемы, определяются общие качественные показатели приёмного устройства и разрабатывается принципиальная схема радиоприёмника.

Программа работы построена следующим образом: первые три раздела рассматривают заданные характеристики радиоприёмника, структуру приёмного тракта, обеспечивающего заданные параметры. Далее на их основе выводятся основные требования к построению приёмного тракта.

2. Анализ технического задания.

Рассмотрим основные характеристики радиоприёмников коротковолнового диапазона, описанные в техническом задании.

Чувствительность:

Возможность приёмника улавливать слабые электромагнитные сигналы характеризуется таким параметром как чувствительность. Существует реальная и максимальная чувствительность: реальная определяет минимальный уровень входного сигнала, при котором обеспечивается стандартная мощность при заданном отношении сигнал/шум на выходе радиоприёмника. Заданное отношение сигнал/шум для радиоприёмников АМ сигналов коротковолнового диапазона составляет величину не менее 6 dB. Чувствительность приёмника (по напряжению) при наружной антенне измеряется в микровольтах. Её величина как бы обратна напряжению: чем ниже напряжение, тем выше чувствительность.

Максимальная чувствительность радиоприёмника также определяется минимальным уровнем входного сигнала, но с условием: при максимальном усилении отношение сигнал/шум на выходе линейной части приёмника должно быть равно 0 dB.

В соответствии с техническим заданием чувствительность разрабатываемого радиоприёмника составляет 200 мкВ.

Избирательность:

Избирательность – способность приёмника выделять полезный сигнал из всего эфира. Выделение полезного сигнала осуществляется благодаря различию направлений прихода и поляризации в антенне, а также различию частот полезного сигнала и помехи. Частотная полоса пропускания приёмника определяется по уровню 0,707.

Избирательность показывает во сколько раз резонансный коэффициент усиления на частоте настройки приёмника больше коэффициента усиления на других частотах. Для радиоприёмников коротковолнового диапазона избирательность нормируется по зеркальному, соседнему и сквозному каналам.

Для зеркального канала расстройка между частотами полезного сигнала и помехи равна удвоенной промежуточной частоте.

Частота сквозного канала соответствует промежуточной частоте, на которой осуществляется основное усиление принимаемого сигнала.

В соответствии с техническим заданием избирательность по зеркальному каналу – 12 dB, соседнему каналу – 34 dB.

Автоматическая регулировка усиления (АРУ):

АРУ оценивается соотношением изменения напряжения на входе и выходе радиоприёмника. Этот «механизм» используется для защиты от перегрузок усилительного тракта при перестройке (движении) приёмника от источника слабого сигнала к источнику сильного. Под воздействием АРУ усиление тракта на приёме мощных сигналов по достижении некоторого уровня автоматически уменьшается в такой пропорции, чтобы сигнал на выходе оставался относительно постоянным (по уровню напряжения). Блок АРУ используется во всех радиовещательных приёмниках.

В соответствии с техническим заданием эффективность АРУ 26/12 dB.

Максимальная неискаженная выходная мощность:

Максимальная неискаженная мощность на выходе – это мощность, которая может быть получена на выходе приёмника при заданной величине искажений. Величина её зависит от вида усилительных элементов и правильности построения оконечных каскадов радиоприёмника. В соответствии с техническим заданием выходная мощность должна быть равна 0,5 Вт.

3. Разработка структурной схемы приемника

Сигнал от приемной антенны поступает на вход приемника и, в первую очередь подается на блок преселектора. В преселекторе осуществляется выделение спектра полезного высокочастотного сигнала от определенного источника, выбор которого производится с помощью элементов перестройки контуров преселектора. В преселекторе осуществляется также предварительное усиление сигнала Необходимо отметить, что от построения блока преселектора зависят такие качественные показатели приемника как избирательность по зеркальному и сквозному каналам приема и чувствительность. Избирательность обеспечивается за счет амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) входной цепи (ВЦ) и резонансных контуров усилителя высокой частоты (УВЧ). Чувствительность приемника обеспечивается применением в УВЧ активных малошумящих элементов в сочетании с максимально возможным коэффициентом передачи входной цепи в полосе пропускания. Структура приемника приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема радиоприемника.

С выхода преселектора сигнал поступает на блок преобразования частоты (ПЧ), в состав которого входят смеситель (СМ) и гетеродин. Здесь производится перенос спектра сигнала на промежуточную частоту (465 кГц). Основное требование к этому блоку - низкий коэффициент шума, малый коэффициент нелинейных искажений в полосе перестройки приемника, постоянство промежуточной частоты. Далее сигнал поступает

на усилитель промежуточной частоты (УПЧ). В УПЧ осуществляется основное усиление сигнала в заданной полосе частот, которая для коротковолновых приемников примерно равна удвоенной полосе пропускания усилителя низкой частоты, т.е. - 2 кГц. Существует два вида схем обеспечения требуемой полосы усиливаемых частот. УПЧ с распределенной избирательностью и УПЧ с сосредоточенной избирательностью. В настоящее время наибольшее распространение получили схемы УПЧ с сосредоточенной избирательностью, благодаря широкому применению интегральных микросхем, реализующих блок УПЧ и фильтров сосредоточенной селекции (ФСС) на поверхностно-акустических волнах (ПАВ) с пьезокерамическими преобразователями, образующими частотно избирательные микроблоки (ЧИМ), которые позволяют получить очень высокую добротность и высокий коэффициент передачи в полосе пропускания. УПЧ. УПЧ характеризуется такими качественными характеристиками как номинальное значение промежуточной частоты, полосой пропускания, коэффициентом усиления, устойчивостью работы, коэффициентом шума и линейностью фазочастотной характеристики (ФЧХ).

1	2	3	4	5	6