Проектирование бортового ЧМ-приемника с диапазоном рабочих частот 220-260 МГц

Министерство образования и науки РФ

НГТУ

Кафедра РПиРПУ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Устройства приема и обработки сигналов»

Бортовой ЧМ-приемник

Вариант № 23

Группа: РТС9-41

Студент: Мархакшинов А. Л.

Преподаватель: Савиных И. С.

Новосибирск – 2008

1.  Задание на курсовой проект

Диапазон рабочих частот fmin - fmax, МГц	220 – 260
Чувствительность UВХМИН, мкВ	15
Входное сопротивление RBX, Ом	50
Вид модуляции	ЧМ
Параметры модулирующего сигнала: Fmin – Fmax, кГц; β	0,3 – 3,4; 1
Селективность, дБ	SeCK(± 30 кГц) ≥ 60 SeЗК ≥ 75 SeПП ≥ 75
Уровень выходного сигнала PВЫХ, Вт (RH = 8 Ом)	0,25
ОСШ на выходе линейной части q2, дБ	10
Относительная нестабильность частоты передатчика δfC	2×10-6
Изменение выходного сигнала на 3 дБ при изменении входного на 54 дБ, D
Питание	115 В, 400 Гц
Скорость носителя v, км/ч	£ 1500

2.  Синтез структурной схемы РПУ

Рис. 1. Обобщенная структурная схема РПУ.

Составляющие структурной схемы:

1 – антенна;

2 – входная цепь;

3 – усилитель радиочастоты;

4 – преобразователь частоты;

5 – гетеродин;

6 – фильтр сосредоточенной селекции;

7 – усилитель промежуточной частоты;

8 – амплитудный ограничитель;

9 – частотный детектор;

10 – усилитель низкой частоты;

11 – нагрузка.

РАСЧЕТ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ ПРИЕМНИКА

Для приемников, осуществляющих несогласованную обработку сигналов, значение полосы пропускания определяется соотношением:

,

где S – ширина спектра принимаемого сигнала; Df_Д – максимальное значение доплеровского сдвига принимаемого сигнала; Df_С, Df_Г – абсолютные значения нестабильности рабочей частоты передатчика и частоты настройки приемника.

            При частотной модуляции с индексом β = 1 ширина спектра радиосигнала находится как удвоенное значение верхней частоты в спектре сообщения:

 (Гц).

          Для радиосвязи значение доплеровского сдвига определяется по формуле:

 (Гц).

            Абсолютная нестабильность частоты передатчика:

 (Гц).

          Пусть синтезатор частот, используемый в данном приемнике, обеспечивает относительную нестабильность частоты гетеродина δf_Г = 10^-6.

Тогда, абсолютная нестабильность частоты гетеродина равна:

 (Гц).

            Рассчитаем требуемую полосу пропускания приемника:

 (Гц).

            Условие необходимости применения системы автоподстройки частоты (АПЧ):

.

            Систему АПЧ вводить не будем, т.к. ФСС обеспечит нормальную работу РПУ.

ВЫБОР ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ И ФСС

            Значение ПЧ во многом определяет требуемую селективность по соседнему каналу, а также сложность реализации преселектора и УПЧ. Выбор промежуточной частоты будем осуществлять из стандартного ряда значений для упрощения последующего выбора ФСС. Применим схему с однократным преобразованием частоты, нижней настройкой гетеродина. Для нижней настройки гетеродина частота зеркального канала равна:

.

            Для канала прямого прохождения f_ПК = f_ПЧ. Обобщенная расстройка определяется выражением:

.

            Значение эквивалентной добротности Q_Э зададим, выбрав ненагруженную добротность Q₀ для данного диапазона частот [1]:

Q₀ = 240;

Q_Э = Q₀/3 = 80.

            Селективность преселектора определяется конфигурацией его частотно-селективных цепей. Для одиночного контура селективность выражается как:

.

Для пары связанных контуров:

.

            Рассчитанные значения селективностей по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения для различных промежуточных частот занесем в таблицу 1.

Вид частотно-селективной цепи преселектора	Значение промежуточной частоты
	10,7 МГц		20 МГц		21,4 МГц
	SeЗК, дБ	SeПП, дБ	SeЗК, дБ	SeПП, дБ	SeЗК, дБ	SeПП, дБ
Одиночный контур	22,8	65,76	28,6	60,29	29,23	59,7
Пара связанных контуров	39,52	125,5	51,14	114,56	52,435	113,37
Два одиночных контура	45,6	131,52	57,172	120,58	58,46	119,4
Одиночный контур и пара связанных	62,32	191,26	79,73	174,85	81,67	173,06
Три одиночных контура	68,385	197,28	85,76	180,87	83,35	179,08
Две связанные двойки	79,05	251	102,28	229,12	99,06	226,74

Таблица 1.

            Исходя из технического задания и с целью упрощения последующего выбора микросхемы УПЧ и ЧМ-детектора, выберем промежуточную частоту 10,7 МГц. Тогда одну пару связанных контуров относим ко входной цепи, другую – к нагрузке УРЧ.

            Основную селекцию по соседнему каналу в РПУ обеспечивает фильтр сосредоточенной селекции (ФСС). Выберем ФСС, исходя из полосы пропускания приемника, промежуточной частоты и требуемой селективности по соседнему каналу:

            Рабочая частота фильтра f_РАБ = f_ПЧ = 10,7 МГц. Полоса пропускания фильтра Df_Ф должна удовлетворять условию: П £ Df_Ф. Полоса заграждения фильтра должна удовлетворять условию: 2Df_СК ≥ Df_ЗАГР. Затухание в полосе заграждения должно обеспечивать необходимую селективность: L_Ф ≥ Se_CK.