Проектирование радиоприемного устройства сигналов с однополосной модуляцией, страница 6

где dэр  0.02…0.01 – эквивалентное затухание контуров преселектора с учетом потерь, вносимых источником сигналов и нагрузкой.

Далее будет показано, что величину dэр целесообразно взять не более 0,01

.

Выбрав структурную схему преселектора (рис 3.3.1) и воспользовавшись графиком и таблицей [5, стр.21], определим ослабление зеркального канала SеЗК=45дБ  [1].

Обобщенная расстройка прямого канала

 ,                                   (3.3.3)

.

Данной расстройке  соответствует ослабление прямого канала порядка 100дБ.

Таким образом, при данной , обеспечивается ослабление побочных каналов приема, удовлетворяющее требованию ТЗ.

Определим частоту  распределение частоты представлено на рис.3.3.2. Тогда

 ;  ;   ;    ;

,

  (Гц),

  (Гц),

   (Гц),

  (Гц),

  (Гц),

Определив таким образом fП = 5 МГц, , рассчитаем ПП:

  (Гц),

ПП =2250+22+1019.38=3291.38 (Гц).

Чтоб АЧХ преселектора не влияла на АЧХ УПЧ и не заваливала крайние частоты спектра сигнала необходимо выполнение условия иллюстрированного на рис. 3.3.3.

Рис. 3.3.2 - Распределение частот

Рис. 3.3.3 – Распределение АЧХ линейного тракта

Оценим расстройку преселектора по уровню полосы пропускания приемника:

,                                           (3.3.4)

где   средняя частота диапазона

  (МГц),

dэр=0,01,    ПП=3291.38  (Гц),

.

Исходя из графиков [1] при =0,1 ослабление составит Se=0,1дБ, а при = 0,01 ослабление будет иметь еще более малую величину, следовательно, Se<0.1 дБ.

Таким образом требуемое условие выполнено. Следовательно, если увеличим dэр это повлечет за собой уменьшение .

Оценим ослабление, которое можно допустить в фильтр ПЧ по полосе ПП

 (дБ).                                              (3.3.5)

Значением Se  можно пренебречь вследствии его малого значения, поэтому  дБ.

            Определим некоторые требования, предъявленные к фильтру ПЧ. Для обеспечения достаточно малых переходных искажений, составляющая соседней БП должна быть ослаблена на  дБ за пределами полосы пропускания;

,

где  –  полоса пропускания на уровне  -3 дБ

*- полоса расфильтровки,

Т.е. используемый фильтр должен обеспечивать коэффициент прямоугольности () по уровню 45 дБ не более расчетного

.                       (3.3.5)

Соответствующее расположение характеристик фильтров ПЧ изображено на рис. 3.3.4. Задавшись расстройкой по соседнему каналу  кГц и взяв за основу фильтр ПФГП – 293 с полосой пропускания 3,5 кГц получим:

* 

  (кГц),

*  .

Из справочной литературы коэффициент прямоугольности фильтра = 4.3, следовательно:

> ,

Таким образом данный фильтр удовлетворяет требуемым условиям.

Рис. 3.3.4 –  Взаимное расположение характеристик фильтров ПЧ.

3.4. Предварительный выбор элементной базы.

Как указывалось ранее, использование в резонансных катушках варикапных сборок нецелесообразно, поэтому используем обычные варикапы.

При выборе типа электронных приборов для каскадов УРЧ и УПЧ следует исходить из конкретных требований к чувствительности и многосигнальной избирательности, учитывая требования к экономичности питания и надежности, габаритам, стоимости.

Важно отметить, что элементы, на которых собираются каскады УРЧ должны обладать значительно меньшим коэффициентом шума по сравнению с элементами, на которых собираются каскады УПЧ. На современном этапе усилительные каскады реализуют как правильно, на микросхемах. Из соответствующей отечественной элементной базы в этом плане могут быть использованы микросхемы:  К175УВ1А,Б; К175УВ2А,Б ; К174УР3 и др. Особое внимание следует уделить реализации смесителя и детектора. Ведь именно они определяют взаимные нелинейные искажения. Реализовать детектор АРУ можно на  диодах, но лучше на транзисторах или на микросхеме. Для этого подходит микросхема К175ДА1.

В качестве УНЧ может быть использован широкий круг микросхем К174УН.

В настоящее время создано много микросхем, на которых можно использовать синтезатор частот. К ним можно отнести микросхемы типа КР1015ПЛ2А и К1508ПЛ1.

3.5. Выбор типа и режима работы детектора. Определение отношения сигнал/шум на входе демодулятора.

            Использование синхронного детектора (СД) позволяет, при совпадении фаз сигнала и опорного напряжения, обеспечить максимально точное воспроизведение сигнала модуляции при отсутствии искажений (либо минимуме). Равенство фаз сигнала и опорного напряжения достигается за счет высокой стабильности частоты сигнала и опорного напряжения колебания, формируемого СЧ.

          В случае воздействия на синхронный детектор аддитивной смеси квазигармонического сигнала и помехи, на выходе детектора помеха преобразуется в колебание с разностной частотой   (биения) сохраняя при этом закон модуляции.

          Если составляющие спектра биения попадают в полосу ФНЧ, то они оказываются мешающие воздействия и определяют отношение С/Ш на выходе детектора. Для наихудшего случая (все составляющие биения находятся в полосе ФНЧ) связь отношений С/Ш на входе и выходе детектора имеют вид:

.                                               (3.5.1)

          Следовательно величина выигрыша в отношении С/Ш для синхронного детектора не зависит от отношения С/Ш на его входе.

          Как правило значение С/Ш на выходе демодулятора приемников сигналов с ОБП принимают равным .

          Коэффициент гармоник, вносимый СД  может быть оценен с помощью соотношения:

,

где  - уровень опорного напряжения;

*  - уровень сигнала на выходе демодулятора;

3.6. Определение допустимого коэффициента шума.

            Допустимый коэффициент шума приемников вычисляется из условия:

 ,                              (3.6.1)

где  EА–  чувствительность приемника,

 -  минимально допустимое отношение С/Ш на входе приемника,

*  -  напряженность поля внешних помех, отнесенная к полосе в 1кГц,

 - действующая высота приемной антенны,

k =1.38*10-23 Дж/град –постоянная Больцмана,

*=2900К – стандартная температура приемника,

=1.1*, - шумовая полоса линейного тракта,

 - сопротивление приемной антенны,

          Полученный результат свидетельствует о том , что к приемнику не предъявляют жестких требований по реализации коэффициента шума. Из приведенных ниже расчетов следует, что фактический коэффициент шума меньше 10.

          Определим влияние помех на чувствительность приемника, обладающего таким коэффициентом шума: