Проектирование радиовещательного ЧМ-приемника, выполненного по схеме с преобразованием частоты, страница 2

2. Задачу усиления сигналов до уровня, необходимого для нормального осуществления их демодуляции.

3. Задачу подавления помех.

Исходя из заданного технического задания (ТЗ) произведем расчет основных  параметров РПУ. 

1.1. Выбор промежуточной частоты

Большинство приёмников, спроектированных в настоящее время, строится по супергетеродинной схеме. Это позволяет осуществлять основное усиление и фильтрацию сигнала на промежуточной, как правило, более низкой, частоте. Применение промежуточной частоты выше частоты сигнала  существенно увеличивает подавление помех по зеркальному каналу, но требует применения двойного преобразования частоты.

Следовательно, промежуточная частота f_пр должна лежать вне диапазона принимаемых частот и обеспечивать:

·  Заданную избирательность (ослабление Se_зк) по зеркальному каналу.

·  Заданную избирательность по соседнему каналу.

·  Заданную полосу пропускания линейного тракта.

·  Возможность применения колебательных контуров c реализуемой добротностью.

·  Требуемое усиление и устойчивость работы УПЧ.

·  Устойчивое детектирование радиоимпульсов и хорошую фильтрацию сигналов промежуточной частоты при детектировании.

Для приёмников с ЧМ промежуточной частотой, удовлетворяющей вышеперечисленным требованиям, является частота 10,7 МГц, так как элементная база сделана в основном под нее. Однако такой выбор не является догмой – известен ряд радиовещательных приёмников, у которых промежуточные частоты отличаются от указанной для улучшения частотно-селективных свойств. Промежуточную частоту можно выбрать на основании рабочей частоты фильтра сосредоточенной селекции.

Промежуточную частоту будем выбирать по следующему алгоритму:

1.  Предположим, что имеет место однократное преобразование частоты и верхняя настройка частоты гетеродина.

2.  Рассчитаем требуемую полосу пропускания приёмника.

3.  Исходя из рассчитанной требуемой полосы пропускания приёмника, селективности по соседнему каналу и расстройке до соседнего канала выберем ряд стандартных фильтров на разные промежуточные частоты (рабочие для фильтра). Затем заполним таблицу 1.4 для одиночных и двух связанных колебательных контуров.

4.  Считается, что на данной промежуточной частоте выполняется требование технического задания, если ему удовлетворяет и селективность по зеркальному каналу и по каналу прямого прохождения.

1.2. Определение ширины спектра сигнала и полосы пропускания

При частотной модуляции ширина спектра  зависит от девиации частоты  и максимальной частоты сообщения . Индекс модуляции определяется как , а ширина спектра:

 при ;

 при .

.

Так как , то

.

Для нахождения полосы пропускания приёмника требуется определить доплеровское смещение частоты и запас на нестабильности несущей частоты принимаемого сигнала и частоты гетеродина.

В данном случае приёмник неподвижен, поэтому доплеровское смещение частоты равно нулю:

 .

Отклонения частоты сигнала зависит от нестабильности частоты возбудителя передатчика. Для радиовещательных и связных передатчиков относительная нестабильность частоты мала:  В данном случае относительная нестабильность частоты сигнала: .

Нестабильность частоты гетеродина зависит от схемы его реализации. Для гетеродинов, реализованных на основе LC-генераторов, нестабильность частоты не меньше чем , а в синтезаторах частот – не более .

В данном приёмнике в качестве гетеродина будем использовать синтезатор частот. Примем относительную нестабильность синтезатора частот: .

Абсолютный уход частоты сигнала  вычисляется на максимальной рабочей частоте :

.  

Так как диапазон рабочих частот находится до 30 МГц, то в данном приёмнике используется верхняя настройка гетеродина:

.

Абсолютный уход частоты гетеродина  также находится на его максимальной частоте :

 .

Так как промежуточная частота ещё не выбрана, то в указанном выражении вместо максимальной частоты гетеродина подставить максимальную частоту сигнала: