Проектирование радиоприемного устройства частотно-модулируемых сигналов, страница 8

В РПрУ имеется большое число элементов и узлов, которые ранее выполнялись, как правило, с помощью механических и электромеханических блоков и деталей (переключатели диапазонов, блок настройки, механические шкалы и др.). В настоящее время эти устройства могут быть реализованы в электронном виде. Вместо блоков переменной емкости применяют варикапы и варикапные матрицы, вместо механических переключателей – электронные переключатели с кнопочным или сенсорным управлением. Применение цифровых шкал индикации частоты позволило более удобно и точнее осуществлять настройку. Высококачественные приемники могут работать с пультом дистанционного управления, который позволяет осуществлять основные регулировки и управлять режимами аппаратуры. За счет применения цифроаналоговых преобразователей, оптронов, а также усилителей, управляемых напряжением, регулировки осуществляют электронным способом. Применение новых методов управления особенно заметно в автомобильных РПрУ, к которым, как известно, предъявляют очень жесткие требования по механической прочности, вибростойкости и надежности. Возможны работы в широком интервале температур и условиях высокой влажности. Кроме того, настройка и управление работы автомобильного приемника должны осуществляться за короткое время и автоматически во время движения автомобиля. Для этого в РПрУ вводится подстройка (авто поиск) на сигнал, предусматривается ряд фиксированных настроек. Фиксация настроек осуществляется за счет применения устройств выборки-хранения, оперативно запоминающих устройств и перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств.

Блоки автоматического управления на микропроцессорах, работающие по принципу синтеза частот, позволяют выполнить следующие сервисные функции: прямой набор необходимой рабочей частоты; хранение ряда значений рабочих частот вещательных станций и информаций и информацию о текущем режиме работы приемника, в том числе при выключенном питании приемника; автоматический поиск вещательных станций по диапазонам; управление режимом работы приемника; отображение на жидкокристаллическом дисплее всей информации о работе приемника, требуемой для эксплуатации и контроля; программирование работы приемника во времени с помощью встроенного таймера; дистанционное управление.

Радиоприемник кроме хороших электрических параметров должен удовлетворять требованиям эстетики и эргономики. Для удобства пользователя расстояние между органами управления выбираются такими, чтобы исключить возможность касания соседних переключателей или кнопок; также оцениваются и усилия, прилагаемые к ручкам и кнопкам – они не должны быть слишком большими.

Таким образом, на основании рассмотренных в данном подразделе тенденций развития РПрУ и предыдущих подразделов, следует, что современные устройства приема выполняются по супергетеродинной схеме; для одновременного приема сигналов различной модуляции; с высоким качеством воспроизведения звуковых программ и связи, которое достигается путем применения интегральных микросхем; электронно-варикапной настройки, а также автоматических систем регулировки усиления, настройки и подстройки частоты; цифровых синтезаторов частот и индикаторных устройств; керамических, кварцевых и монолитных фильтров; сенсоров и электронных коммутирующих устройств.

2.Разработка технического задания.

РпрУ предназначено для подвижной системы радиосвязи для приема телефонных сигналов. Устройство должно работать в составе подвижных объектов связи и иметь вход для несимметричной антенны.

Действующая высота антенны будет равна:

,                                                                (20).

.

где Н_А=2,5м  – рабочая высота антенны.

Емкость антенны С_А может определяться следующим образом [3]:

,                                                       (21).

пФ.

Эквивалентная схема антенны РПрУ в диапазоне УКВ состоит из генератора ЭДС Е_а с комплексным внутренним сопротивлением Z_а:

,                                                               (22).

где R_A – активная составляющая сопротивления Z_A;

     Х_А – реактивная составляющая сопротивления Z_A.

Реактивное сопротивление антенны равно:

,                                                              (23).

 (Ом)

Активняя составляющая сопротивления принимается:

.

Так как приемник распологается на автомобиле, то для эквивалента антенны необходимо учитывать паразитную емкость корпуса и кабины С_пар:

.                                         (24).

Волновое сопротивление антенны:

                                                          (25).

 (Ом),

где r_а – средний диаметр трубок антенны равный 0,5 см.

Емкость антенны:

1)  на максимальной частоте:

                                                        (26).

 (пФ).

2)  на минимальной частоте:

                                                           (27).

 (пФ)

Среднее значение емкости антенны:

                                       (28).

 (пФ)

Индуктивность антенны приблизительно равна нулю.

Поэтому схема эквивалента антенны будет иметь вид, рис.20.

Рис.20.- Эквивалентная схема антенны.

Отношение С/Ш на выходе приемника: q_вых=3 (для телефонных сигналов принимается 3…10).

Относительная нестабильность: d=10^-6.

Перестройка приемника – электронная, индикация чатстоты, осуществляется с помощью цифровой шкалы.

Индекс модуляции:

Полоса частот, занимаемая ЧМ – сигналом[3]:

Шумовая полоса линейного тракта [3]:

,                                                            (29).

Минимальное отношение С/Ш на входе приемника [3]:

,                                   (30).

.

Напряженность внешних помех отнесенная к 1кГц Е_п с учетом рис.4, выбирается не менее 1,2мкВ/м.

Допустимый уровень напряжения  возникающий от просачивания гетеродина на вход РпрУ не более 50мкВ.

Глубина регулирования ручного регулятора не более 60дБ.

Напряжение питания от бортовой сети 14,2В, колеблется в пределах от 10,8 до 15,6В.