Реферат: Радиоприёмные устройства

Исходные данные :

1. Диапазон волн — СВ: 525 — 1607 кГц

2. Чувствительность — В

3. Селективность по соседнему каналу — дБ, что составляет 39,811 раза

4. Селективность по зеркальному каналу — дБ, что составляет 63,096 раза

5. Полоса пропускания приёмника — Гц

6. Неравномерность ослабления в полосе

пропускания приёмника — дБ, что составляет 1,884 раза

7. Коэффициенты действия АРУ — a = 900 раз

— b = 2 раза

В
раза
раза
Гц
раза
раз
раза
Гц — нижняя частота диапазона
Гц — верхняя частота диапазона
Гц — промежуточная частота
Структурная схема приёмника ( общий вид ) :

Оглавление.

1. Предварительный расчёт и составление структурной схемы

1.1.Определение необходимости использования УРЧ

1.2. Разработка избирательной структуры тракта усиления ПЧ

1.3.Предварительное распределение усиления по трактам ВЧ и ПЧ

2. Электрический расчёт каскадов приёмника

2.1. Входная цепь

2.2. Усилитель радио частоты (УРЧ)

2.3. Преобразователь частоты

2.4. Усилители ПЧ

2.5. Детектор сигнала

3. Литература

Задание:

I часть : Счётчик прямого счёта .

М = 13; триггеры типа JK.

Код двоичный, возрастающий;

Используются состояния: а0, а1 … а12 .

II часть : Интерфейс ЗУ .

Lпзу = 11 KB; Lозу = 4 KB.

III часть : Подпрограмма .

Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3, представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .

Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .

Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.

Это – задача с двойным (вложенным) циклом.

Блок – схема алгоритма:



1. Предварительный расчёт и составление структурной схемы.

1.1. Определение необходимости использования УРЧ .

Так как у нас дБ, то примем = 3 дБ, что составляет 1,413 раза

раза, что составляет 36,766 дБ
раза
раза, что составляет 32.522 дБ

Так как у нас > , то нам не надо использовать УРЧ .

Тогда, примем:

раза, что составляет 32.522 дБ
Определим эквивалентные затухания контура :
При расчётах надо помнить, что существует предельно допусимые добротности, так называемые — конструктивные, выше которых нельзя сделать .
— конструктивная добротность для диапазона СВ

— конструктивное затухание
следовательно необходимо использовать УРЧ
Тогда получим :
раза, что составляет 16.506 дБ
Примем = = 6.688 раза
раза, что составляет 16.506 дБ
Проверим, какая получилась неравномерность в полосе пропускания приёмника :
раза, что составляет приблизительно 0 дБ

1.2. Разработка избирательной структуры тракта усиления ПЧ .

Так как нам необходимо исп — ть УРЧ, то примем: = = 5.5 дБ, что сост. 1,884 раза

раза
Как правило в качестве фильтрующих элементов используются двухконтурные фильтры, настроенные на частоту 465 кГц, но с различным фактором связи — b .
Возьмём фактор связи b =
Тогда максимально допустимая добротность по полосе пропускания, допустимая для получения заданного , может быть расчитана по формуле :
где — число фильтров
Минимально допустимая добротность, необходимая для обеспечения заданной селективности по соседнему каналу, можно расчитать по формуле :
где = 10 кГц
Примем = 2, тогда:
раза
раза
Т.е. получили > , тогда выберем как среднее ариф. между и

раза, что составляет 38.380 дБ
Таким образом, нам необходимо 2 фильтра для получения заданной селективности .
1.3. Предварительное распределение усиления по трактам .
Общий коэффициент усиления складывается из следующих величин :

где — коэффициент усиления входной цепи

— коэффициент усиления УРЧ

— коэффициент усиления преобразователя частоты

— коэффициент усиления УПЧ

Общий коэффициент усиления можно расчитать по формуле :

В — напряжение на детекторе сигнала
Предварительно примем :
Тогда :

Расчитаем число каскадов УПЧ :
где — коэффициент усиления одного каскада УПЧ
Примем
Если число контуров , то число фильтров с точки зрения усиления :
В итоге наших вычислений получили, что > . Примем = = 2, но нам теперь необходимо добавить апериодический каскад, который только усиливает, с коэффициентом усиления = 5… 10, и не влияет на селективность.
По полученым расчётным данным структурная схема приёмника выглядит следующим образом :

2. Электрический расчёт каскадов приёмника .

2.1 Входная цепь .

Определим тип переменного конденсатора .

Найдём коэффициент перекрытия по частоте :

С другой стороны, коэффициент перекрытия по ёмкости :
где Ф, а Ф, т.е.

Тогда коэффициент перекрытия по частоте, который даёт данный конденсатор равен :
Так как мы получили большую величину, чем нужно, то нам нужно укоротить :
Откуда, выражая , получаем:
Ф
В диапазоне СВ ёмкость состоит из — подстроечный конденсатор и — паразитный конденсатор ( = + ) .
Тогда

где Ф — ёмкость монтажа

Ф — входная ёмкость

Ф — ёмкость катушек

Ф
Теперь мы можем найти подстроечную ёмкость :
Ф
Таким образом, получили = 20,73 пФ
Определим индуктивность контура :
Гн
Таким образом, получили = 175,3 мкГн

Теперь найдём индуктивность связи .

Для этого сначала необходимо определить — максимальную резонансную частоту антенны:


где = 50 пФ — минимальная паразитная ёмкость антенны

= 10 мкГн — минимальная паразитная индуктивность антенны

Так как выражена через , то вычислим коэффициент удлиннения :

или после преобразования получим :

где — неравномерность коэффициента передачи ВЦ

Тогда искомая величина равна:

Гн
То есть получили = 2,658 мГн
Гц
Таким образом мы выбрали все параметры входной цепи :
Гн
Ф
Гн

Первые два варианта схем по разному влияют на . При перестройке от к при автотрансформаторной связи увеличивается затухание ( т.е. уменьшается ) и уменьшается m при увеличении частоты, а при внутриёмкостной связи уменьшается затухание ( увеличивается ), причём довольно резко ( в 27 раз ). Необходимо скомпенсировать рост добротности с одновременным уменьшение m, для этого будем использовать комбинированную связь. Будем поддерживать ) .
Рассчитаем оптимальный вид связи между антенной и ВЦ ( комбинированная связь )
Потребуем, чтобы коэффициент включения m менялся так, чтобы= . Это возможно только при комбинированной связи .
Определим затухание в контуре, которое необходимо на верхней частоте диапазона :

Определим коэффициент включения на верхней и нижней частоте :
где = 1 кОм — входное сопротивление транзистора УРЧ.
Используя полученные значения и , вычислим:

Теперь найдём

1.)

2,)

3,)

Ф
Гн
( Так как )
Таким образом, все параметры комбинированной связи мы нашли ( см.схему выше ) :
Гн
Гн
Ф
Гн
Ф
Расчитаем коэффициент передачи входной цепи .
где

Неравномерность коэффициента передачи ВЦ :
Проверим :
Неравномерность увеличилась, следовательно характеристика входной цепи ухудшилась .

2.2. Расчёт УРЧ
Элементы контура , , такие же как и во ВЦ. Здесь таже комбинированная связь, что и во ВЦ.
Найдём :
Гн
где = 13 пФ — суммарная паразитная ёмкость

Теперь расчитаем комбинированную связь контура с транзистором преобразователя :

По аналогии с расчётами выше имеет :


Гн
Расчитаем трансформаторную связь контура УРЧ с коллектором транзистора :

Оптимальное рассогласование

где = 35 кОм

Определим коэффициент связи между контуром и коллекторной цепью :
Теперь рассчитаем коэффициент усиления УРЧ на верхней и нижней частотах :

где r — характеристическое сопротивление контура

= 0,25 А/В — максимальная крутизна выходной ВАХ .

— входная проводимость

— выходная проводимость


Для УРЧ существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости :

где — коэффициент устойчивости ,

= 1,8 пФ — паразитная ёмкость коллекторного перехода

следовательно нам необходимо уменьшать до тех пор, пока не будет равняться 0,6*, т.е. .
Таким образом примем , тогда:

2.3. Преобразователь частоты

Амплитуда крутизна первой гармоники при угле отсечки 90 градусов можно вычислить по формуле :

где = 0,25 — максимальная крутизна преобразующего элемента

= 0,04 — минимальная крутизна преобразующего элемента

Крутизна преобразования равна :

Расчитаем элементы контура фильтра, настроенного на частоту 465 кГц :
Примем :
Ф — чтобы не влияли различные паразитные ёмкости
Тогда :
Гн
Определим коэффициенты включения, необходимые для того, чтобы с учётом и была обеспечена заданная величина = 0.012
— конструктивная добротность ФПЧ
— конструктивное затузание ФПЧ
— характеристическое сопротивление контура

Определим коэффициент усиления преобразователя :
мА/В
МГц
пФ
Но существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости :
Получили, что > , следовательно нам необходимо в равной степени уменьшать коэффициенты включения и , так чтобы коэффициент усиления преобразователя стал меньше, чем 0,6*, т.е. чтобы выполнялось неравенство .
Уменьшим коэффициенты включения и в 1,5 раза :
Тогда
2.4. Усилители промежуточной частоты
Число фильтров УПЧ равно :
следовательно у нас будет один контур УПЧ, и он будет нерегулируемый. Значит его рабочую точку необходимо установить в положение
Расчитаем эго параметры :

Где — входное сопротивление детектора сигнала, оно равно половине сопротивления нагрузки ( ), а сопротивление нагрузки, в свою очередь равно 0,4 , а , следовательно получили, что
Ом

коэффициент усиления

каскада УПЧ

Но существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости :
Получили, что > , следовательно нам необходимо в равной степени уменьшать коэффициенты включения и , так чтобы коэффициент усиления преобразователя стал меньше, чем 0,6*, т.е. чтобы выполнялось неравенство .
Уменьшим коэффициенты включения и в 2 раза :
Расчёт УПЧ делается по тойже методике, что и выше. Контур тотже самый, следовательно элементы такие же .
2.5. Детектор сигнала .
Используем последовательный амплитудный детектор на полупроводниковом диоде :

Обычно в качестве диода включают D9, D18, D20. Выберем один из них, например D18 .

Его характеристики :

А/В — крутизна прямой ветви ВАХ

А/В — крутизна обратной ветви ВАХ

Ф — паразитная ёмкость

Входное сопротивление УНЧ выбирают в пределах 10 — 50 кОм ( обычно 20-30 кОм ) .
Примем :
Ом

Общую величину сопротивления нагрузки по постоянному току определяют из условия получения минимальных нелинейных искажений. Для этого сопротивление цепи по постоянному и переменному току должны быть примерно одинаковыми .

Допустим, что отклонение между ними составляет 20 %, т.е. .

Если считать, что =2,5 МОм >> , то

= { A } .

Для получения достаточного коэффициента передачи детектора обычно берут:

= 0,2и = 0,8{ B }.

Совместное решение { A } и { B } дают результат: = 7500 Ом

= 2000 Ом

= 10000 Ом

Общую ёмкость нагрузки определяют из условия получения минимальных искажений вследствии избыточной постоянной времени цепи нагрузки:

где — верхняя частота модуляции = 3.8 кГц
Ёмкость нагрузки для улучшения фильтрации колебаний ПЧ обычно поровну делят м/у и , т.е. = = 0,5
Примем :
Ф, тогда :
Ф
Ф
Коэффициент передачи диодного детектора при линейно ломанной апроксимации ВАХ определяется углом отсечки Q тока через диод ( ) :

радиан, что составляет

приблизительно 16 градусов

С учётов резистивного делителя в цепи нагрузки :
Для правильного подключения диода к последнему контуру УПЧ определим входное сопротивления диодного детектора. При последовательной схеме :
Ом
еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике