Проектирование цифрового радиоприемного устройства: Методические указания к курсовому (дипломному) проектированию, страница 3

Полученное выражение связывает основные параметры ЦРПУ – динамический диапазон, коэффициент шума – при заданном ограничении на ухудшение коэффициента шума вследствие аналого-цифрового преобразования. Интересно отметить, что увеличение коэффициента шума ЦРПУ уменьшает необходимое число уровней квантования. Это объясняется уменьшением влияния шума АЦП на общий коэффициент шума, так как он определяется шумами аналогового тракта. Входные сопротивления также могут влиять на шумовые свойства приемника. Однако их влияние может быть учтено соответствующим согласованием сопротивлений. Важно также, что число уровней, определяемое ранее только динамическим диапазоном, теперь связывается также и с коэффициентом шума.

Если минимальное число разрядов меньше, чем число разрядов АЦП, то оставшееся число разрядов можно использовать для обеспечения динамического диапазона ЦРПУ.

Если минимальное число разрядов больше, чем число разрядов АЦП, то необходимо ввести передискретизацию, если быстродействия АЦП недостаточно, то изменить частотный план ЦРПУ, ввести дизер с учетом изменения  динамического диапазона.

6. Расчет динамического диапазона

Исходными данными для расчета являются:

- номинальное число разрядов АЦП ,

- апертура АЦП ,

- коэффициент усиления аналогового тракта по мощности ,

- число каналов приема ,

- чувствительность ЦРПУ ,

- динамический диапазон входных сигналов ЦРПУ ,

- коэффициент формы входных сигналов .

Минимальное значение входного сигнала равно чувствительности ЦРПУ при условии, что сигнал присутствует только в одном из  каналов приема . Максимальное значение входного сигнала приемника получается при условии, что сигнал присутствует во всех  каналах приема, а также имеет максимальное значение с учетом динамического диапазона: .

Рассчитаем число уровней квантования, необходимое для преобразования в АЦП минимального и максимального сигнала:

,

.

Анализируя значение , необходимо отметить, что представление ошибок квантования некоторым эквивалентным шумом справедливо, когда число уровней квантования достаточно велико .  Если при расчете энергетического плана получено значение коэффициента усиления аналогового тракта , которое не обеспечивает выполнение этого условия, то  необходимо увеличить до значения

.

Максимальное число уровней  позволяет определить требуемое число разрядов АЦП и возможность использования заданного типа АЦП без применения системы автоматической регулировки усиления (АРУ). С учетом собственных размаха шумов аналоговой части приемника, определяемого по значениям  :

.

На основе рассчитанного значения разрядности АЦП, определить возможное изменение сигнала без выхода за апертуру АЦП.

Расчеты провести для приемника прямого усиления и для супергетеродина.

При необходимости определить параметры системы АРУ:

- динамический диапазон сигнала на входе и выходе системы АРУ,

- абсолютные значения напряжения сигнала на входе и выходе аналогового тракта.

7. Расчет интермодуляционной избирательности

          Исходные данные для расчета:

          - точки IP3 для транзисторов и аналоговых ИМС,

          - уровень интермодуляций 3-го порядка для АЦП <1,

          - максимальное значение входного сигнала ЦРПУ .

Интермодуляциооная избирательность равна отношению выходной мощности одного из помеховых сигналов к мощности продукта интермодуляций:

,

где  - выходная точка IP3 всего аналого-цифрового тракта ЦРПУ,

  - входная точка IP3 только цифрового тракта ЦРПУ,

 - максимальная амплитуда напряжения на входе согласующей цепи АЦП,

<1 – относительный уровень мощности интермодуляций АЦП,

 - входная точка IP3 аналогового тракта ЦРПУ.

          После расчета интермодуляционной избирательности проверить ее на соответствие требованиям ТЗ и при необходимости изменить структур и параметры ЦРПУ.

8. Выбор архитектуры приемника

          Изобразить структурную схему рассчитанных ЦРПУ прямого усиления и супергетеродина.

          На структурных схемах обозначить основные параметры блоков: коэффициенты усиления по мощности, полосы пропускания, коэффициенты шума, несущие частоты и частоты дискретизации, максимальный и минимальный уровни сигнала на входе и выходах всех блоков.

          При рассмотрении сигналов от нескольких каналов приема необходимо учитывать, что наличие сигналов в этих каналов может быть случайным. Поэтому расчет производится на наихудший случай: чувствительность рассчитывается при условии, что присутствует сигнал только в одном частотном канале приема, а динамический диапазон рассчитывается в предположении наличия сигналов во всех  каналах приема.

9. Заключение

          Сделать выводы о соответствии расчета требованиям ТЗ, возможности повышения качественных показателей ЦРПУ.