Приемник радиостанции. Обзор методов построения устройства. Разработка принципиальной схемы устройства и оптимизация ее параметров

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

«Устройства приема и обработки сигналов»

Приемник радиостанции

Выполнил ст. гр. 514

Проверил доцент каф. РТУ

Рязань 2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Введение………………………………………………………………...4

2.  Составление технических условий и их обоснование…………….…5

3.  Теоретическая часть

3.1.  Обзор методов построения устройства…………………..6

3.2.  Разработка принципиальной схемы устройства и                          оптимизация ее параметров………………………………………..8

3.3.  Расчёт полосы пропускания линейного тракта приемника……..11

3.4.  Определение максимально допустимого коэффициента шума   приёмника при заданной чувствительности……………………..12

3.5.  Расчет общего коэффициента усиления радиотракта…………...13

4.  Расчет узлов принципиальной электрической схемы устройства

4.1.  Расчёт входной цепи……………………………………………....14

4.2.  Расчет усилителя радиочастоты (УРЧ)…………………………..18

4.3.  Выбор смесителя…………………………………………………..25

4.4.  Выбор усилителя промежуточной частоты (УПЧ1)…………….27

4.5.  Выбор фильтров промежуточной частоты (ФПЧ)………………27

4.6.  Выбор детектора…………………………………………………..28

4.7.  Выбор усилителя низкой частоты………………………………..28

5. Расчет реализованной чувствительности приемника………………..31

6. Расчет общего коэффициента усиления тракта ПЧ………………….31

7.  Экспериментальная часть……………………………………………...33

7.1.    Расчет катушки индуктивности входной цепи……………………33

7.2.  Разработка печатной платы………………………………………..34

8. Заключение……………………………………………………………...36

9. Библиографический список……………………………………………37

1.  ВВЕДЕНИЕ

В данной работе разработано устройство приема сигнала диапазона метровых волн. Особое внимание уделено общим принципам построения радиоприемных устройств и отдельных узлов, входящих и их состав. Важным в данной работе было применение цифровых технологий, дополняющих аналоговую часть обработки принимаемого сигнала. А также возможность замены узлов приемника готовыми блоками, которые упростили конструкцию, позволили улучшить его параметры и уменьшили габариты.

2. Составление технических условий и их обоснование

В данном курсовом проекте необходимо спроектировать малошумящий антенный модуль радиотелескопа.

Разрабатываемое устройство должно обеспечивать следующие характеристики:

- диапазон рабочих частот – 435…440 МГц;

-число каналов  – 12

- разнос по частоте соседних каналов – 50 кГц;

-чувствительность 0,7 мкВ;

-отношение сигнал-шум на выходе приемника 12дБ;

- максимальные нелинейные искажения выходного сигнала К_нч =3%;

- избирательность по соседнему каналу при расстройке 25 кГц – 70 дБ; по зеркальному каналу – 70 дБ;

-динамический диапазон входных сигналов – 70 дБ;

- максимальная девиация частоты   ∆f = 4 кГц

- работа при приёме на антенно-фидерное устройство, имеющее волновое сопротивление 50 Ом;

- источник питания, по ВЧ кабелю сигнала промежуточной частоты – аккумуляторная батарея с напряжением 12В;

Приёмное устройство радиостанции должно отвечать следующим эксплуатационным и конструктивным требованиям.

1) Эксплуатационные требования.

Устройство должно удовлетворять техническим требованиям в следующих климатических условиях:

- температура окружающей среды от -30⁰С до +30⁰С;

2) Конструктивные требования.

Радиоэлементы, используемые при разработке устройства, должны быть малогабаритными и малошумящими. При конструировании узлов должны быть выбраны оптимальные схемы. Монтаж устройства выполняется на печатной плате поверхностным монтажом. Для обеспечения ремонтопригодности устройство должно состоять из современной и недорогой элементной базы.

Вышеперечисленные конструктивные требования позволят создать компактное, относительно недорогое и надёжное радиоприёмное устройство.

3.  Теоретическая часть

3.1. Обзор методов построения устройства

Радиоприёмное устройство является неотъемлемой частью практически любой радиотехнической системы. В настоящее время существует большое разнообразие радиоприемных устройств, определяемое различием радиотехнических систем, в состав которых они входят. Несмотря на такое многообразие, все радиоприемные устройства связывает общность построения структурной схемы и ряд функций характерных для любого приемника. Функции приемника вытекают из условий приема сигналов:

- наличие помех;

- малая мощность сигнала;

Соответственно в приемнике должно происходить:

- выделение нужного сигнала из спектра колебаний, создаваемых внешними полями в антенне;

- усиление сигнала;

- преобразование радиосигнала в ток, изменяющийся по закону модуляции несущих колебаний, позволяющий воспроизвести сообщение, которым модулирован передатчик корреспондента (детектирование).

Поскольку при детектировании меняется частотный спектр подводимого сигнала, очевидно, что этот процесс требует применения нелинейной или параметрической цепи. Кроме того, уже продетектированный сигнал требует дополнительного усиления.

Первые приемники - приемники прямого усиления. Приемники прямого усиления работают на относительно низких частотах