Приемник УКВ радиостанции. Предварительный расчет РПУ. Выбор структурной схемы приемника

максимальная частота модуляции сигнала, выбирается в пределах {3,4;4}кГц.  

 - индекс ЧМ (максимальная девиация частоты в УКВ – ЧМ вещании ). Тогда  

Определим шум РПУ вносимым радиотрактом используем формулу расчет шума много каскадного приемника, из которой получаю выражение вида:

Для сравнения определим допустимый уровень шума приемника:

; где R_a – внутренне сопротивление антенны может состоять из активной и реактивной составляющих, которые соединены между собой последовательно. Допускаем, что .

П_ш –шумовая полоса пропускания. Определяется по следующему выражению:

Определяем допустимый шум:

2.3. Расчет входной цепи:

Так как коэффициент перекрытия поддиапазона К_дп лежит в пределах {1;3}, то в качестве резонансной системы ВЦ можно использовать колебательный контур с сосредоточенными параметрами, то есть перестраиваемый конденсатор переменной емкости. В качестве входной цепи выбрана схема с индуктивной (трансформаторной) связью с антенной и автотрансформаторной связью с УРЧ.

Необходимая полоса пропускания:

П = 16кГц

Граничные частоты диапазона:

Средняя частота диапазона:

Сопротивление нагрузки (входное сопротивление УРЧ): R_н = 0,5кОм

Емкость нагрузки (входная емкость УРЧ): С_н = 30 пФ

Параметры переменного конденсатора: С_min = 2 пФ; С_max = 4 пФ

Коэффициент перекрытия: К_дп = 1,04

Данные взяты из [1].

Тогда минимальная собственная длина волн антенны:

  Для УКВ диапазона примем, что

Определяется величина индуктивности катушки связи на условия обеспечения резонанса антенной цепи на выбранной частоте:

  Индуктивность антенны примем равной 50нГн (параметр взят из [1]).

Тогда

Рассчитаем емкость разделительного конденсатора:

Порядок расчета взят из [2].

Согласно ГОСТ емкость разделительного конденсатора выбираем:

Коэффициент передачи по мощности:

Коэффициент передачи по напряжению:

Определим коэффициент шума ВЦ:

;      

Порядок расчета взят из [3].

Данная ВЦ должна обеспечивать избирательность по зеркальному и побочному каналам.

Рассчитаем частоту зеркального канала (ЗК):

; ;

Тогда:

Определим, какое подавление обеспечит контур по зеркальному каналу:

;

Определим значение добротности:

, где G=70дБ, Q=10

Определим какую селективность контур обеспечивает по соседнему каналу:

Так как в задании указано, что селективность должна быть не хуже 70 дБ, то мы вынуждены использовать после микросхемы фильтр сосредоточенной селекции. По выбранным параметрам выбираем фильтр ФП1Г4-1 (параметры фильтра указаны в приложении 2). Данный фильтр обеспечивает избирательность 75 дБ. Выбор фильтра обусловлен промежуточной частотой и необходимой избирательностью. Выбор фильтра взят из [4].

2.4. Расчет УРЧ, УПЧ РПУ.

В качестве усилителя радиочастоты и усилителя в блоке промежуточной частоты была выбрана интегральная микросхема К174УР1 [4]. Выбор данной микросхемы обусловлен ее универсальностью. Она может использоваться в качестве: АРУ, УПЧ, УРЧ, УНЧ, преобразователя частоты и в некоторых случаях использовать в качестве детектора сигналов. Параметры данной микросхемы:

Коэффициент шума…………........................................ 8 дБ

Входное напряжение……………………………………........1,5В

Коэффициент усиления…………………………………………20 дБ

В данном курсовом проекте микросхема К174УР1 выполняет функции: УПЧ, УРЧ, детектора и УНЧ. Описание этой микросхемы можно посмотреть в «Приложении».

Для данного приемника в режиме согласовании коэффициент шума каскада определяется коэффициентом шума данной микросхемы:

Рассчитаем коэффициент передачи УРЧ:

Расчет взят из [1],[3].

2.6. Расчет шумов приемника.

Расчет произведён из [3].

Как уже говорилось выше, шум РПУ определяется по следующей формуле:

Распишем значения шумов отдельных каскадов:

ВЦ: ; .

УРЧ: ;

ПЧ: , где  и

Тогда

, где Ш_т – коэффициент шума микросхемы.

УПЧ: , где Ш_мкс – коэффициент шума микросхемы К174УР1.

Произведем расчет шумов РПУ:

Условие то, что шум приемника не должен превышать допустимого уровня шума выполняется.

3. Заключение.

В ходе проектирования было рассчитано РПУ определенного типа. Характеристики приемника УКВ радиостанции:

·  Тип модуляции принимаемых сигналов: частотная (ЧМ)

·  Диапазон принимаемых частот: 156 – 162 МГц

·  Чувствительность: Е_А = 1 мкВ/м

·  Соотношение сигнал/шум: S/N = 20 дБ

·  Односигнальная избирательность: дБ

·  Произвести расчет 17 канала приемника

·  Остальные параметры выбрать и обосновать.

После проектирования схема приемника выполнена по супергетеродинному типу и содержит следующие каскады: входная цепь, блок промежуточной частоты, усилитель радиочастоты, детектор. Уровень шума приемника не превышает уровень допустимого шума.

4. Приложение.

Назначение всех выводов микросхемы К174УР1:

Параметры:

Фирма производитель – Китай

Функциональное назначение – Усилитель промежуточной частоты, частотный детектор, усилитель низкой частоты, усилитель радиочастоты.

Коэффициент передачи при частоте сигнала 6,5Мгц – не менее