Структурная схема РПрУ. Расчет усилительных свойств РПрУ. Расчет контура частотного детектора

Министерство образования и науки РФ

Рязанский Государственный Радиотехнический университет

Кафедра РТУ

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине:

«Устройства приема и обработки сигналов»

Выполнил ст.гр.715

.

Проверил:

Рязань 2011г.

ТЗ

Содержание

1.  Введение                                                                                                 4

2.  Структурная схема РПрУ                                                                      5

3.  Выбор элементной базы                                                                        7

3.1. Расчет частотного плана                                                                 8

3.2. Расчет энергетического плана                                                        10

4. Расчет усилительных свойств РПрУ                                                         12

5. Расчет усилителя радиочастоты                                                                   13

5.1. Расчет УРЧ по постоянному току                                                              13

5.2. Расчет УРЧ по переменному току                                                  14

6.Требования к гетеродину                                                                              20

7. Расчет контура частотного детектора                                                          21

8. Вывод                                                                                                             23

9. Список используемой литературы                                                               24

10. Приложение                                                                                                 25

Введение

Радиоприемное устройство – одно из важнейших и необходимых элементов любой радиотехнической системы передачи информации. В настоящее время для радиоприемных устройств весьма характерным является большое их разнообразие, определяемое различием радиотехнических систем, в состав которых они входят. Несмотря на такое многообразие, все радиоприемные устройства связывает общность построения структурной схемы. Конкретное схемное выполнение радиоприемника определяется общими требованиями, предъявляемыми к радиоприемному устройству в целом. В зависимости от схемного выполнения высокочастотного тракта радиоприемники разделяются на два основных типа: приемники прямого усиления и супергетеродинные приемники. Приемник прямого усиления характеризуется тем, что его высокочастотный тракт осуществляет усиление и частотную избирательность непосредственно на частоте принимаемого сигнала.

Отличительной особенностью супергетеродинного приемника является то, что независимо от частоты принимаемого сигнала обработка его производится на фиксированной частоте, называемой промежуточной.. Промежуточная  частота   выбирается  как  правило  ниже  частоты  принимаемого  сигнала . Поэтому обработка  сигнала получается  проще  и более качественная . Это  является  достоинством  супергетеродинного  приемника . Но  супергетеродины не  лишены  некоторых  недостатков  . В  первую  очередь  это  наличие  дополнительных  каналов  приема.  Еще  один  недостаток  супергетеродинных   приемников  состоит  в  возможности  возникновения  так  называемых  комбинационных  свистов .

В  данной  курсовой  работе  разрабатывается  супергетеродинный ЧМ приемник .

Структурная схема РПрУ

Структурная схема радиоприемника имеет следующий вид:

Рисунок 1.Структурная схема РПрУ

Где,

А – антенна,

УРЧ – усилитель радиочастоты (малошумящий усилитель),

Ф1,Ф2 – фильтры преселектора,

СМ1, СМ2 – смесители частоты,

Г1, Г2 – гетеродины,

Фпч1, Фпч2 – фильтры промежуточных частот,

УПЧ – усилитель промежуточной частоты,

ОА – ограничитель амплитуд,

ЧД – частотный детектор,

ФНЧ – фильтр нижних частот,

УЗЧ – усилитель звуковой частоты.

Назначение и структура  каскадов супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты:

1) Преселектор - состоит из фильтра входной цепи(Ф1) и фильтра УРЧ (Ф2).       Ф1 предназначен для предварительной фильтрации принимаемого полезного сигнала из множества сигналов , поступающих на антенну. Так же Ф1 и Ф2 необходимы для обеспечения избирательности по первому зеркальному каналу и каналу прямого прохождения.

2) Усилитель радиочастоты – УРЧ. Требуется для увеличения уровня сигнала , поступающего с фильтра входной цепи , до минимального уровня требуемого микросхемой.

3) Смесители частоты – СМ1 и СМ2. Предназначены для переноса спектра сигнала на промежуточную частоту(ПЧ).

4)Гетеродины - Г1, Г2. Требуются для осуществления преобразования частоты в смесителях.

5) Фильтры промежуточных частот – Фпч1 и Фпч2. Требуются для обеспечения избирательности по второму зеркальному каналу и по соседним каналам приема.

6) Усилитель промежуточной частоты – УПЧ. Обеспечивает основное усиление сигнала по напряжению.

7) Ограничитель амплитуд –ОА. позволяет устранить нежелательные изменения амплитуды сигнала.

8) Частотный детектор – ЧД(демодулятор). Преобразует принимаемый модулированный сигнал в напряжение, соответствующее передаваемому сообщению.

Выбор элементной базы

Во входной цепи поставим полосовой фильтр на ПАВ ФПА1-166-6. Его характеристики приведены в следующей таблице:

Таблица 1.

Основной каскад выполним на ИМС MC13135 фирмы Motorola (спецификация приведена в приложении), которая представляет собой ЧМ приемник с двойным преобразованием частоты. В нем осуществляется двойное преобразование частоты, усиление, ограничение по амплитуде и детектирование сигнала.

На первую промежуточную частоту выберем кварцевый  фильтр фирмы Advanced Crystal Technology RE 17.9M30BTGX2-PF со следующими характеристиками:

Таблица 2.

Центральная частота, МГц	Полоса на уровне – 3 дБ, кГц	Полоса на уровне – 50 дБ, кГц	Потери, дБ
17,.9	30	80	2.5

В качестве фильтра на вторую промежуточную частоту выберем керамический фильтр фирмы ФП1П1-60,12, со следующими характеристиками:

Таблица 3.

Центральная частота, кГц	Полоса на уровне – 6 дБ, кГц	Затухание, дБ	Потери, дБ
455	25	50	4

В качестве усилительного прибора для усилителя радиочастоты возьмем малошумящий транзистор 2SC2549 со следующими основными параметрами:

Таблица 4.

Расчет частотного плана

В разрабатываемом радиоприемном устройстве, перестройка по диапазону будет осуществляться частотой первого гетеродина.

Рисунок 2. Частотный план

Выберем , т.к эта частота является стандартной, она подходит к требования микросхемы и позволяет обеспечить избирательность по побочным каналам приема.

При этом частота первого зеркального канала лежит в диапазоне частот: ;

Выберем ц, т.к. эта частота является стандартной и она подходит к требования