Проектирование структурной схемы. Расчет усилителя радиочастоты. Расчет усилительных свойств радиоприемника

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:

г. Рязань 2011г.

задание

Содержание

1.  Введение                                                                                                                     4

2.  Проектирование структурной схемы                                                               6

3.  Выбор элементной базы                                                                                       7

3.1. Расчет частотного плана                                                                               8

3.2. Расчет энергетического плана                                                                    9

4. Расчет усилителя радиочастоты                                                                             13

4.1. Расчет УРЧ по постоянному току                                                                     13

4.2. Расчет УРЧ по переменному току                                                                    14

5. Расчет усилительных свойств радиоприемника                                      20

6.Требования к синтезатору частоты                                                                            21

7. Расчет контура частотного детектора                                                                      22

8. Вывод                                                                                                                                   23

9. Список используемой литературы                                                                            24

10. Приложение                                                                                                                    25

Ведение

Структурная схема

Структурная схема радиоприемника примет следующий вид:

А – антенна,

УРЧ – усилитель радиочастоты (малошумящий усилитель),

Ф1-1,Ф2-2 – фильтр радиочастоты,

СМ1, СМ2 – смесители частоты,

Г1, – гетеродины, СЧ -синтезатору частот

Фпч1, Фпч2-1 Фпч2-2 – фильтры промежуточных частот,

УПЧ – усилитель промежуточной частоты,

ОА – ограничитель амплитуд,

ЧД – частотный детектор,

ФНЧ – фильтр нижних частот,

УЗЧ – усилитель звуковой частоты.

МК – микроконтроллер

Выбор элементной базы

С целью селекции заданных диапазонов частот 403-410, 417-422, 433-447МГц

На диапазон 403-410 Мгц.  поставим фильтр  ФПА1-406-6Б с характеристиками

На диапазон 417-422 Мгц. поставим фильтр ФП3П7-509-406 с характеристиками

На диапазон 433-447 Мгц.  поставим фильтр ФПА1-440-6 с характеристиками

Основной каскад  выполнен на микросхеме MC3363 фирмы Motorola. Которая  обеспечивает двойное преобразованием частоты, усиление, ограничение по амплитуде и детектирование сигнала. (Спецификация приведена в приложении).

На первую промежуточную частоту выберем керамический фильтр:

МОРИОН ФП2П4-10,7-28

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

В качестве усилительного прибора для усилителя радиочастоты возьмем малошумящий транзистор BFG67 vishay со следующими основными параметрами:

Коммутацию будут осуществлять четыре радиочастотных ключа выполнены на микросхемах ADG904. (описание приведено в приложении)

Расчет частотного плана

Для диапазона 403 – 410 Мгц.

Избирательность по побочным каналам:

 

- подавление вне основной полосы частот, - потери.

Тк.  то необходимо использовать два фильтра ФПА1-406-6Б

При этом избирательность по побочным каналам получается равной:

что полностью соответствует ТЗ (80 дБ).

Для диапазона 417 – 422 Мгц.

Избирательность по побочным каналам:

 

- подавление вне основной полосы частот, - потери.

Тк.  то необходимо использовать два фильтра ФПА1-406-6Б

При этом избирательность по побочным каналам получается равной:

что полностью соответствует ТЗ (80 дБ).

Для диапазона 433 – 447 Мгц.

Избирательность по побочным каналам:

 

- подавление вне основной полосы частот, - потери.

Тк.  то необходимо использовать два фильтра ФПА1-406-6Б

При этом избирательность по побочным каналам получается равной:

что полностью соответствует ТЗ (80 дБ).

Избирательность по соседнему каналам обеспечивают фильтр  второй промежуточных частоте ФП1П1- 60,12.

Избирательность получается равной:

 

Необходимо поставить два фильтра  что полностью удовлетворяет ТЗ (75 дБ)

Расчет энергетического плана

Произведем расчет энергетического плана с целью определения отношения сигнал шум на выходе приемника для диапазона 403-410

Отношение сигнал/шум на входе приемника:

где   - мощность сигнала на входе приемника,  - мощность шума на входе приемника.

где  - чувствительность приемника,  - сопротивление антенны приемника.

где по формуле Найквиста   - полоса пропускания.

Коэффициент шума радио приемника:

Выражение для коэффициента шума радиоприемника можно записать следующим приближенным выражением:

- коэффициент передачи по мощности соответствующих каскадов,

 - коэффициенты шума соответствующих каскадов.

Коэффициенты шума и передачи соответствующих каскадов:

 

 

 

 

Зададим

коэффициента шума радиоприемника

Получившийся при вычислении отношение сигнал/шум на выходе приемника полностью соответствует ТЗ (12 дБ).

Произведем расчет энергетического плана с целью определения отношения сигнал шум на выходе приемника для диапазона 417-422

Отношение сигнал/шум на входе приемника:

где   - мощность сигнала на входе приемника,  - мощность шума на входе приемника.

где  - чувствительность приемника,  - сопротивление антенны приемника.

где по формуле Найквиста   - полоса пропускания.

Коэффициент шума радио приемника:

Выражение для коэффициента шума радиоприемника можно записать следующим приближенным выражением:

- коэффициент передачи по мощности соответствующих каскадов,

 - коэффициенты шума соответствующих каскадов.

Коэффициенты шума и передачи соответствующих каскадов:

 

 

 

 

Зададим

коэффициента шума радиоприемника

Получившийся при вычислении отношение сигнал/шум на выходе приемника полностью соответствует ТЗ (12 дБ).

Произведем расчет энергетического плана с целью определения отношения