Другие предметы \ Устройства приема и обработки сигналов

Проектирование радиоприемного устройства частотно-модулируемых сигналов, страница 11

В разрабатываемом радио приемном устройстве используется цифровая шкала индикации частоты, структурная схема которой представлена на рис.23.

Основу цифровой шкалы составляют пять быстродействующих универсальных счетчиков 1531ИЕ10 с возможностью предустановки.

На делитель частоты и далее на формирователь управляющих сигналов (ФУС), от опорного генератора подается последовательность прямоугольных импульсов с частотой 1МГц. С выхода делителя сигнал с частотой 500 Гц подается на один из двух входов схемы логического элемента & (рис.23,б). В течение половины периода этого сигнала схема & открыта, и входная импульсная последовательность, поступающая на второй вход схемы &, подается на счетные входы всех счетчиков. Счетчики работают в режиме сложения. Таким образом, в момент окончания интервала счета в счетчиках, будет содержатся количество поступивших за интервал входных импульсов, если в момент начала интервала все они находились в нулевом состоянии, то есть значение измеренной частоты в килогерцах. В течение другой половины периода сигнала на первый вход схемы & закрыт и содержимое счетчиков не изменяется.

На выходе ФУС действуют импульсы предустановки (точка Б), подготавливающие счетчики к определенным циклам счета, а также сигнал фиксации, полученный в результате счета данных в буферных регистрах (БР) (точка В), который подается на их входы стробирования.

Зафиксированные данные с выходов БР подаются на дешифраторы (ДШ), преобразующие двоично-десятичный код измеренного значения частоты (с учетом значения промежуточной частоты) в управляющие сигналы индикаторов, на которых постоянно отображается текущее значение частоты настройки приемника в килогерцах.

а)

б)

Рис.23 – Структурная схема цифровой индикации частоты.

3.8. Окончательный выбор элементной базы и описание схемы электрической функциональной.

Исходя из результатов, проделанных ранее расчетов, проводится следующий вывод: выбранная элементная база приемника обеспечивает на выбранной промежуточной частоте расчетные коэффициенты усиления. На основе выбранной элементной базы и средств обеспечения частотной избирательности составляется функциональная схема РПрУ, изображенная на рис. 24.

В состав РПрУ входят: преселектор, состоящий из входной цепи (ВЦ), построенной по схеме с внешне емкостной связью с антенной и индуктивной связью с последующим транзистором; построенный на транзисторе КТ368А усилитель радиочастоты; преобразователь частоты (смеситель), выполненный на микросхеме К174ПС1 с внешним синтезатором частот; подавляющий соседние каналы приема фильтр сосредоточенной селекции (ФСС); усилитель промежуточной частоты, построенный на транзисторе КТ368А; частотный детектор, выполненный на многофункциональной микросхеме К174ХА6, которая обеспечивает усиление, ограничение входного сигнала, а также ЧМ – сигнала; усилитель низкой частоты, обеспечивающий необходимый уровень сигнала для работы оконечного устройства.

В синтезаторе частот формируется сетка гетеродинных частот, а также управляющее напряжение, которым перестраивается ВЦ и УРЧ, при помощи варикапов. В качестве всех варикапов используется КВ117А.

На рис.24 показаны также: блок управления и блок индикации. В качестве опорного кварцевого генератора может быть использована ИМС К219ГС1 с умножением частоты, представленного блоком ОГК.

4. Разработка схемы электрической принципиальной радиоприемного устройства.

4.1. Расчет входной цепи.

В качестве входной цепи выбирается одноконтурная ВЦ с комбинированной связью с антенной, представленная на рис. 25. В схеме используется электронная подстройка частоты с помощью встречно-последовательного включения варикапов. Такой метод включения приводит к уменьшению нелинейных эффектов, которые не желательны.

Достоинство данной схемы ВЦ (рис. 25) состоят в следующем– высокая степень постоянства резонансного коэффициента передачи по частоте что позволяет применять ВЦ с комбинированной связью с антенной в высококачественных приемниках.

Недостатком данной схемы является пониженная избирательность для частот, близких к резонансной частоте антенны.

Для расчета ВЦ используется методика [3]. Исходными данными для расчета являются:

1) диапазон принимаемых частот f_min…f_max, МГц 165…200;

2) параметры первого активного элемента приемника:

а) входное сопротивление R_вх, Ом 200;

б) входная емкость С_вх, пФ 10;

3) эквивалентное затухание контура ВЦ d_эр, 0,03;

4) собственное затухание контура d 0,01;

5) параметры антенны:

а) емкость антенны на максимальной частоте С_А_min, пФ 20,6;

б) емкость антенны на минимальной частоте С_А_max, пФ 25;

в) эквивалентное активное сопротивление антенны R_A, Ом 80;

Емкость связи с антенной С_свА выбирается равной нескольким процентам от емкости С_Аср и составляет 1пФ [3].

Далее выбирается блок конденсаторов с минимальной емкостью С_к_min равной 15 пФ и максимальной емкостью С_к_max – 470 пФ.

Рис.25 – Одноконтурная входная цепь с комбинированной

связью с антенной.

Максимально допустимая емкость ВЦ:

(52)

(пФ)

Индуктивность контура:

(53)

(мкГн)

Индуктивность связи с антенной:

(54)

(мкГн)

где k_уд=1,2 – коэффициент удлинения антенны, при котором коэффициент передачи ВЦ увеличивается (составляет обычно 1,2…2).

Согласно [3, стр.164] индуктивности контура и связи с антенной имеют размерности мкГн.

Далее определяется коэффициент связи с антенной и коэффициент включения ВЦ ко входу УРЧ, обеспечивающие требуемую селективность по зеркальному каналу, а также равенство коэффициентов передачи на частотах f_min и f_max_.

Коэффициент связи с антенной:

(55)