Розробка приймача професійної зв’язкової радіостанції для роботи з односмуговими сигналами

1  Розробка технічного завдання

1.1  Загальні вимоги

Радіоприймач призначено для використання у складі професійної носимої зв’язкової радіостанції першого типу з односмуговою модуляцією. Розробка технічного завдання проводиться згідно ГОСТ 22579-77. Норми на параметри радіостанцій с однополосной модуляціей та вимог індивідуального завдання.

1.2  Вимоги до електричних параматрів.

Діапазон частот 2.7..8.3 МГц;

Вид сигналу АЗА- односмугова модуляція з частково подавленою несучою використовується у приймачах з плавною перестройкою частоти прийому;

Рівень несучої частоти передавача, не більше -40 дБ;

Рівень нижньої бічної смуги частот передавача, не більше -40 дБ;

Ширина смуги частот випромінювання на рівні – 30 дБ, 5.6 кГц;

Відхиленння частоти передавача та приймача від номінального значення, не більше ±20 Гц;

Коефіцієнт нелінійних спотворень приймача, не більше 7%;

Чутливість приймача при відношенні сигнал/шум 12 дБ, не більше 1.2мкВ;

Нерівномірність амплітудно-частотної характеристики приймача при роботі на телефон, не більше -6дБ;

 Діапазон АРП приймача при зміні рівня вихідного сигналу на 6 дБ, не меньше 70 дБ;

 Рівень фону приймача, не більше -40дБ;

 Вибірність приймача за сусіднім каналом, не меньше 70 дБ;

 Вибірність приймача за побічними каналами, не меньше 85 дБ;

 Рівень випромінювання гетеродинів приймача, не більше 1.5 мВт;

 Рівень індустріальних радіозавад на зажимах блокив живлення, не більше 200 мкВт.

1.3  Конструктивні вимоги.

Вид конструкції - носима;

Тип монтажу - друкований;

На передній панелі передбаченно вимикач напруги живлення, регулятор вихідної потужності, індикатор наявності напруги живлення.

1.4  Кліматичні вимоги у відповідності до ГОСТ 16019-77 та в залежності від умов експлуатації данний пристрій необхідно віднести до групи 6- носимі, призначені для тривалого перенесення людьми на відкритому повітрі або у неопалювальних наземних чи підземних спорудах,працюючі та непрацюючі на ходу. Радіостанція повина пройти ряд випробувань на стийкість до впливу різних дестабілізуючих факторів: температури, вологості, вібрацій і т.д.

1.5  Техніко-економічні вимоги: приймач необхідно виготовити на основі сучасної уніфікованої елементної бази з мінімальними витратами кольорових металів та цінних матеріалів. Кількість ручних операцій у техпроцесі виготовлення приймача повинна бути мінімальною. Радіоприймач повинен мати мінімальну собівартість без втрати заданих технічних показників.

1.6   Вимоги БЖД: пристрій не повинен створювати небезпеки для життєдіяльності оператора та оточуючих за рівнем шумів, температурою зовнішніх поверхонь, інтенсивністю електромагнітних випромінювань і т.д.

2  Попередній розрахунок приймача

2.1  Вибір загальної структури

Данний приймач професійної зв’язкової радіостанції доцільно виконати за супергетеродиннною структурою з одним перетворенням частоти. З урахуванням особливостей односмугової модуляції орієнтована структурна схема приймача наведенна на рис.1:

де ВК- вхідне коло;

ПРЧ- підсилювач радіочастоти;

Зм- змішувач;

Г- гетеродин;

ППЧ- підсилювач проміжної частоти;

ФЗС- фільтр зосередженної селекції;

СД- синхронний детектор;

ОГ- опорний генератор;

АРП- автоматичне регулювання підсилення;

АПЧГ- автоматична підстройка частоти гетеродину.

2.2  Розбивка діапазону частот на піддіапазони та вибір елементу настройки.

Визначаємо коефіцієнт перекриття діапазону частот:

.

          Оскільки коефіцієнт перекриття діапазону досить великий необхідно провести розбивку на піддіапазони.Використовуємо метод рівних частотних інтервалів. Розраховуємо необхідну кількість піддіапазонів:

.

          Розраховуємо різницю крайніх частот одного піддіапазону :

=.

          Розраховуємо інтервал частот кожного піддіапазону з урахуванням запасу, а також коефіцієнт перекриття кожного піддіапазону:

          I піддіапазон:

Мінімальна частота піддіапазону:

.

Максимальна частота піддіапазону:

.

Коефіцієнт перекриття піддіапазону:

.

          ІІ піддіапазон:

Мінімальна частота піддіапазону:

.

Максимальна частота піддіапазону:

.

Коефіцієнт перекриття піддіапазону:

.

Проведемо вибір варікапа для електронної настройки контурів преселектора та гетеродина.

          Приймаємо ємність монтажу С_м=8 пФ, ємність котушки С_L=6 пФ, ємність що вноситься транзисторами С_вн=5 пФ.

Розраховуємо паразитну ємність схеми:

.

Використовуємо варикап типу КВ119А з такими параметрами:

ємність при U_зв=1 В    220 пФ

ємність при U_зв=11 В    15 пФ

максимальна зворотня напруга 12 В

Розраховуємо коефіцієнт перекриття діапазону при використанні такого варікапу:

.

Проведемо розтяжку діапазону. Для цього послідовно варікапу вмикаємо конденсатор ємністью 300 пФ

 пФ.

 пФ.

.

2.3  Визначення числа перетворень частоти, розрахунок проміжних частот та смуг пропускання приймача

Виберемо значення прміжної частоти f_пр=500 кГц, що дозволить використати у якості ФЗС ТПЧ уніфікований фільтр зі смугою, що відповідає ОМ сигналу.

Перевіримо можливість реалізації заданої вибірності за дзеркальним каналом при наявності у преселекторі трьох одиночних коливаннях контурів з добротністью Q_ке=15:

 (93.5 дБ)>S_{дк тз}=85 дБ.

Розраховуємо вибірність за каналом прямого проходження:

(143.3 дБ)>S_{пп тз}.

S_{пп тз}=85 дБ.

У якості ФЗС ТПЧ використовуємо електромеханічний фільтр типу ЕМФДП-500 В-3.3 з такими параметрами [8]:

частота зрізу АЧХ з боку несучої 500.25±0.05 кГц;

смуга пропускання на рівні – 6дБ  3.3±0.15 кГц;

коефіцієнт прямокутності АЧХ, не більше 1.7;

коефіцієнт передачі 0.22.