Расчёт двухканального приемника с диапазоном частот 175-225 МГц

Задание на курсовую работу

1 Синтез структурной схемы РПУ

1.1 Решение задачи частотной селекции. Выбор количества преобразований, значений промежуточных частот, структуры и параметров частотно-селективных цепей преселектора и УПЧ.

1.2 Решение задачи усиления сигнала. Распределение усиления между отдельными каскадами.

2 Расчет принципиальной электрической схемы РПУ

2.1 Цепи частотной селекции и межкаскадного согласования.

2.2 Селективные усилители.

2.3 Смесители.

2.4 Детекторы.

2.5 Система автоматической регулировки усиления.

Введение.

Важнейшим функциональным элементом радиотехнических систем является радиоприемное устройство, способное воспринимать слабые радиосигналы и преобразовывать их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. В состав радиоприемного устройства входят собственно радиоприемник, антенна и оконечное устройство.

Появившиеся в последнее время интегральные микросхемы и фильтры, по сути, представляют собой элементную базу функциональной электроники. Разработка радиоприемных устройств, выполненных на их основе, отличается от традиционного проектирования смещением акцентов в сторону системных вопросов. При этом радиоприемное устройство рассматривают как совокупность узлов, решающих задачи: частотной селекции, усиления и демодуляции полезного сигнала, а также подавления помех.

Целью данного курсового проекта является :

-  развитие навыков самостоятельного решения комплексных инженерных задач;

-  углубленное изучение ряда специальных вопросов;

Задача курсового проекта – расчёт  двух канального приемника. Для обоснования задачи и планирования дальнейшего хода расчёта приёмника, рассмотрим принцип работы двух канального приемника.

Рис. 1. Упрощённая блок- схема приёмника.

Принцип действия основан на сравнение амплитуд сигналов, принимаемых с помощью двух взаимно перпендикулярных антенн. Антенны представляют собой два противофазно включённых вибратора, разнесённых в горизонтальной плоскости на расстояние   d < 0.5    . Каждая из антенн имеет ДНА  типа восьмёрки. Обе антенны излучают сигналы одной несущей частоты, отличающиеся частотами модуляции. Содержащиеся в продетектированном сигнале составляющие с частотами f1    и f2  выделяются фильтрами Ф1  и Ф2. Переменные напряжения с фильтров выпрямляются. Разность выпрямленных напряжений, полученная в вычитающем устройстве, подаётся на измерительный прибор с нулём в центре шкалы.

Двух канальный приемник выполним по супергетеродинной схеме. В настоящее время супергетеродинный приёмник имеет наиболее высокие параметры по сравнению с другими РПУ. Высокую селективность, постоянство промежуточной частоты позволяет применить многоконтурную селективную систему, обладающую высокой прямоугольностью частотной характеристики, а следовательно, и большим подавлением помех, на высоких частотах.

1 Выбор и обоснование структурной схемы  

1.1  Разделение частоты по диапазонам.

Диапазон рабочих частот 175-225 МГц . Перестройка преселектора и гетеродина по диапазону осуществляется блоком управления. Может производиться как плавная так и дискретная (по фиксированным частотам ) перестройка, подавая аналоговый, либо квантовый сигнал соответственно на блоки преселектора и гетеродина.

1.2       Нахождение спектра полезного сигнала.

На вход РПУ поступает АМ сигнал вида :

,где - несущая частота.

Полезная составляющая, которую нужно выделить:

Частоты присутствующие в сигнале, являющиеся полезными:

 Гц;   Гц.

Ширина принимаемого сигнала:

;

 Гц;

 Гц.

1.3       Определение необходимой полосы пропускания приёмника.

Полоса пропускания приёмника находится по известным соотношениям:

,где  (Гц) – Доплеровское смещение частоты;  – максимальная скорость движения автомобиля (250 км/ч);

- скорость света; - максимальное значение несущей частоты.

 (Гц)- максимальное отклонение частоты гетеродина в результате его нестабильности.

Частота сигнала и частота настройки приемника должны совпадать, поэтому

 (Гц)- максимальное отклонение частоты сигнала в результате его нестабильности.

=1,098 (кГц)

1.4  Расчет допустимого коэффициента шума.

Коэффициент шума, согласно [3] определяется по формуле:

, где ;

- абсолютная комнатная температура;

- отношение сигнал/шум;

 - внутреннее сопротивление антенны (приняли 50 Ом, для хорошего согласования возьмем настроенную антенну);

 - постоянная Больцмана.

  В заданном диапазоне частот получим согласованную антенну, взяв несогласованную антенну и используя цепь согласования антенны и входной цепи, причем она должна обеспечивать широкополосное согласование во всем рабочем диапазоне частот.

Найдем отношение сигнал/шум в безразмерных единицах:

.

Тогда коэффициент шума равен:

            При особых мер по снижению коэффициента шума принимать не нужно.

1.5.  Выбор и обоснование количества преобразований частоты и номиналов промежуточных частот.

Определим промежуточную частоту (ПЧ), исходя из требуемых селективных свойств которые должны быть обеспечены до преобразователя ( зеркальному каналу, каналу прямого прохождения и т.п. ). Затем, если на выбранной ПЧ сложно, или нельзя, удовлетворить требование