Разработка схемы ЦРПУ, основанного на прямом методе преобразования частоты

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Курсовая работа по дисциплине

 «Цифровые радиоприемные устройства»

на тему:

«Цифровое радиоприемное устройство»

Выполнила:

студентка группы № 915

                                                                             Кудряшова А.А.

Проверил:

 доцент каф. РТУ

Ксендзов А.В.

Рязань 2013

Содержание

Предварительный выбор элементной базы.. 4

Расчет частотного плана. 6

Расчет энергетического плана. 7

Расчет динамического диапазона. 9

Выбор цифровой элементной базы приемника. 10

Заключение. 13

Список литературы.. 14

Предварительный выбор элементной базы

          Рассмотрим состав структурной схемы проектируемого цифрового радиоприемника:

Рис. 1. Общая структурная схема цифрового приемника

          М – мультиплексор

          УРЧ с РУ – усилитель радиочастоты с регулируемым усилением

          Атт – аттенюаторы

          АЦП – аналого-цифровой преобразователь

          ЦПП – цифровой понижающий преобразователь

          ЦСП – цифровой сигнальный процессор

          ЭВМ – электронная вычислительная машина (персональный компьютер)

          МК – микроконтроллер

          ЦСС – цифровой синтезатор сигналов

          П с ЦУ – потенциометр с цифровым управлением

Аналоговая часть приемника во многом зависит от заданных рабочих частот, полосы сигнала, избирательности по зеркальному и соседнему каналу, чувствительности и т.д. Этот тракт выполняет предварительную селекцию и усиление принимаемых сигналов.Далее сигнал поступает в цифровую часть приемника, в которой осуществляется основная селекция сигналов, их демодуляция, дополнительная обработка и т.д.

Входная цепь

          Для построения входной цепи приемника воспользуемся ПАВ-фильтрами. Возьмем для данного приемника три фильтра:

Таблица 1. ПАВ-фильтры

Наименование фильтра	Производитель	Центральная частота, МГц	Полоса частот, МГц	Избирательность (вне полосы сигнала), дБ	Потери, дБ
TA1114A	TAI-SAW	503,5	17	43	2,4
TA1353A	TAI-SAW	525	24	37	2,2
TA1354A	TAI-SAW	550	24	38	2,1

          Для обеспечения заданной в ТЗ избирательности, возьмем по два фильтра на полосу частот.

          Так как мы используем в определенный момент времени только одну из трех полос частот, необходимо обеспечить управляемое переключение между ними. Для этой цели возьмем мультиплексор фирмы Hittite HMC241QS16.

          Перед обработкой необходимо усилить принятый сигнал. В качестве усилителя РЧ мы возьмем ИМС HMC992LP5E:

Таблица 2. Характеристики усилителя HMC992LP5E

Наименование усилителя	Производитель	Коэффициент усиления, дБ	Диапазон регулировки усиления, дБ	Шум, дБ
HMC992LP5E	Hittite	36	48	6

          HMC992LP5E позволяет реализовать автоматическую регулировку усиления в диапазоне 48 дБ, т.к. является не только усилителем, но и аттенюатором.

          Для дополнительной регулировки усиления возьмем два цифровых аттенюатора HMC624ALP4E фирмы Hittite.

Для регулировки усилителя HMC992LP5E возьмем цифровой потенциометр фирмы Analog Devices AD5141.

Расчет частотного плана

Чтобы построить частотный план сначала необходимо определить частоту дискретизации, для этого необходимо рассчитать следующие параметры следующие параметры:

- центральная частота полосы сигналов:

         

- реальная полоса рабочих частот (ТЗ - по уровню 70 дБ):

- число частотных каналов принимаемых без перестройки аналогового тракта приемника:

- частота дискретизации (по алгоритму оптимального значения частоты дискретизации):

          Нулевое приближение:

Первое приближение:

 - условие выполняется, возьмем.

Рис. 2. Частотный план

Расчет энергетического плана

Энергетический план устанавливает соотношения между параметрами аналоговой и цифровой частями. В результате анализа получается выражение, позволяющее выявить взаимосвязь между характеристиками аналоговой и цифровой части. Это дает способ, изменять параметры одной части, варьируя параметры другой.

Коэффициент шума аналогового тракта ЦРПУ:

 - потери во входной цепи.

 - коэффициент передачи входной цепи.

 - коэффициент шума входной цепи.

 - коэффициент шума усилителей.

 - коэффициент шума аналоговой цепи.

Коэффициент шума всего приемника при условии согласования:

 - ОСШ по ТЗ (в разах).

 - эффективное значение напряжения сигнала в полосе частот  каналов приема.

Примем, что температура устройства , шумовая температура антенны , сопротивление антенны .

 - коэффициент шума всего приемника при условии согласования.

Допустимое увеличение общего коэффициента шума за счет цифровой обработки:

Примем

Коэффициент шума АЦП:

=106,8 мкВ - шаг квантования выбранного АЦП.

 - мощность шума квантования, приведенная к входу АЦП.

 - мощность шума источника для квантователя - аналогового тракта при условии согласования  входного сопротивления  с выходным сопротивлением аналогового тракта.