Радиоэлектроника

Радиоприёмные устройства

Исходные данные 1. Диапазон волн — СВ 525 — 1607 кГц 2. Чувствительность — В 3. Селективность по соседнему каналу — дБ, что составляет 39,811 раза 4. Селективность по зеркальному каналу — дБ , что составляет 63,096 раза 5. Полоса пропускания приёмника — Гц 6. Неравномерность ослабления в полосе пропускания приёмника — дБ, что составляет 1,884 раза 7. Коэффициенты действия АРУ — a = 900 раз — b = 2 раза

раза

Гц

раза

раз

раза

Гц — нижняя частота диапазона

Гц — верхняя частота диапазона

Гц — промежуточная частота

Структурная схема приёмника ( общий вид )

Оглавление.
1. Предварительный расчёт и составление структурной схемы
1.1.Определение необходимости использования УРЧ
1.2. Разработка избирательной структуры тракта усиления ПЧ
1.3.Предварительное распределение усиления по трактам ВЧ и ПЧ
2. Электрический расчёт каскадов приёмника
2.1. Входная цепь
2.2. Усилитель радио частоты (УРЧ)
2.3. Преобразователь частоты
2.4. Усилители ПЧ
2.5. Детектор сигнала
3. Литература
Задание

I часть Счётчик прямого счёта .
М = 13 ; триггеры типа JK.
Код двоичный, возрастающий;
Используются состояния а0 , а1 … а12 .
II часть Интерфейс ЗУ .
Lпзу = 11 KB ; Lозу = 4 KB .
III часть Подпрограмма .
Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3 , представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .
Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .
Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.
Это – задача с двойным (вложенным) циклом.
Блок – схема алгоритма

1. Предварительный расчёт и составление структурной схемы. 1.1. Определение необходимости использования УРЧ . Так как у нас дБ , то примем = 3 дБ , что составляет 1,413 раза

раза, что составляет 36,766 дБ

раза

раза, что составляет 32.522 дБ

Так как у нас > , то нам не надо использовать УРЧ . Тогда , примем

раза, что составляет 32.522 дБ

Определим эквивалентные затухания контура

При расчётах надо помнить , что существует предельно допусимые добротности , так называемые — конструктивные , выше которых нельзя сделать .

— конструктивная добротность для диапазона СВ

— конструктивное затухание

следовательно необходимо использовать УРЧ

Тогда получим

раза, что составляет 16.506 дБ

Примем = = 6.688 раза

раза, что составляет 16.506 дБ

Проверим , какая получилась неравномерность в полосе пропускания приёмника

раза, что составляет приблизительно 0 дБ

1.2. Разработка избирательной структуры тракта усиления ПЧ . Так как нам необходимо исп — ть УРЧ , то примем = = 5.5 дБ , что сост. 1,884 раза

раза

Как правило в качестве фильтрующих элементов используются двухконтурные фильтры , настроенные на частоту 465 кГц , но с различным фактором связи — b .

Возьмём фактор связи b =

Тогда максимально допустимая добротность по полосе пропускания , допустимая для получения заданного , может быть расчитана по формуле

где — число фильтров

Минимально допустимая добротность , необходимая для обеспечения заданной селективности по соседнему каналу , можно расчитать по формуле

где = 10 кГц

Примем = 2 , тогда

раза

Т.е. получили > , тогда выберем как среднее ариф. между и

раза , что составляет 38.380 дБ

Таким образом , нам необходимо 2 фильтра для получения заданной селективности .

1.3. Предварительное распределение усиления по трактам .

Общий коэффициент усиления складывается из следующих величин

где — коэффициент усиления входной цепи — коэффициент усиления УРЧ — коэффициент усиления преобразователя частоты — коэффициент усиления УПЧ Общий коэффициент усиления можно расчитать по формуле

В — напряжение на детекторе сигнала

Предварительно примем

Тогда

Расчитаем число каскадов УПЧ

где — коэффициент усиления одного каскада УПЧ

Примем

Если число контуров , то число фильтров с точки зрения усиления

В итоге наших вычислений получили , что > . Примем = = 2 , но нам теперь необходимо добавить апериодический каскад , который только усиливает , с коэффициентом усиления = 5 .. 10 , и не влияет на селективность .

По полученым расчётным данным структурная схема приёмника выглядит следующим образом

2. Электрический расчёт каскадов приёмника . 2.1 Входная цепь .

Определим тип переменного конденсатора . Найдём коэффициент перекрытия по частоте

С другой стороны, коэффициент перекрытия по ёмкости

где Ф , а Ф , т.е.

Тогда коэффициент перекрытия по частоте , который даёт данный конденсатор равен

Так как мы получили большую величину , чем нужно , то нам нужно укоротить

Откуда , выражая , получаем

В диапазоне СВ ёмкость состоит из — подстроечный конденсатор и — паразитный конденсатор ( = + ) .

Тогда

где Ф — ёмкость монтажа Ф — входная ёмкость Ф — ёмкость катушек

Теперь мы можем найти подстроечную ёмкость

Таким образом , получили = 20,73 пФ

Определим индуктивность контура

Гн

Таким образом , получили = 175,3 мкГн

Теперь найдём индуктивность связи . Для этого сначала необходимо определить — максимальную резонансную частоту антенны

где = 50 пФ — минимальная паразитная ёмкость антенны = 10 мкГн — минимальная паразитная индуктивность антенны Так как выражена через , то вычислим коэффициент удлиннения

или после преобразования получим

где — неравномерность коэффициента передачи ВЦ Тогда искомая величина равна

Гн

То есть получили = 2,658 мГн

Гц

Таким образом мы выбрали все параметры входной цепи

Гн

Первые два варианта схем по разному влияют на . При перестройке от к при автотрансформаторной связи увеличивается затухание ( т.е. уменьшается ) и уменьшается m при увеличении частоты , а при внутриёмкостной связи уменьшается затухание ( увеличивается ) , причём довольно резко ( в 27 раз ) . Необходимо скомпенсировать рост добротности с одновременным уменьшение m , для этого будем использовать комбинированную связь . Будем поддерживать ) .

Рассчитаем оптимальный вид связи между антенной и ВЦ ( комбинированная связь )

Потребуем , чтобы коэффициент включения m менялся так , чтобы = . Это возможно только при комбинированной связи .

Определим затухание в контуре , которое необходимо на верхней частоте диапазона

Определим коэффициент включения на верхней и нижней частоте

где = 1 кОм — входное сопротивление транзистора УРЧ .

Используя полученные значения и , вычислим

Теперь найдём 1.) 2,) 3,)

Гн

( Так как )

Таким образом , все параметры комбинированной связи мы нашли ( см.схему выше )

Гн

Расчитаем коэффициент передачи входной цепи .

где

Неравномерность коэффициента передачи ВЦ

Проверим

Неравномерность увеличилась , следовательно характеристика входной цепи ухудшилась .

2.2. Расчёт УРЧ

Элементы контура , , такие же как и во ВЦ . Здесь таже комбинированная связь , что и во ВЦ.

Найдём

Гн

где = 13 пФ — суммарная паразитная ёмкость

Теперь расчитаем комбинированную связь контура с транзистором преобразователя По аналогии с расчётами выше имеет

Гн

Расчитаем трансформаторную связь контура УРЧ с коллектором транзистора

Оптимальное рассогласование где = 35 кОм

Определим коэффициент связи между контуром и коллекторной цепью

Теперь рассчитаем коэффициент усиления УРЧ на верхней и нижней частотах

где r — характеристическое сопротивление контура = 0,25 А/В — максимальная крутизна выходной ВАХ . — входная проводимость — выходная проводимость

Для УРЧ существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости

где — коэффициент устойчивости , = 1,8 пФ — паразитная ёмкость коллекторного перехода

следовательно нам необходимо уменьшать до тех пор , пока не будет равняться 0,6* , т.е. .

Таким образом примем , тогда

2.3. Преобразователь частоты

Амплитуда крутизна первой гармоники при угле отсечки 90 градусов можно вычислить по формуле

где = 0,25 — максимальная крутизна преобразующего элемента = 0,04 — минимальная крутизна преобразующего элемента Крутизна преобразования равна

Расчитаем элементы контура фильтра , настроенного на частоту 465 кГц

Примем

Ф — чтобы не влияли различные паразитные ёмкости

Тогда

Гн

Определим коэффициенты включения , необходимые для того , чтобы с учётом и была обеспечена заданная величина = 0.012

— конструктивная добротность ФПЧ

— конструктивное затузание ФПЧ

— характеристическое сопротивление контура

Определим коэффициент усиления преобразователя

мА/В

МГц

пФ

Но существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости

Получили , что > , следовательно нам необходимо в равной степени уменьшать коэффициенты включения и , так чтобы коэффициент усиления преобразователя стал меньше , чем 0,6* , т.е. чтобы выполнялось неравенство .

Уменьшим коэффициенты включения и в 1,5 раза

Тогда

2.4. Усилители промежуточной частоты

Число фильтров УПЧ равно

следовательно у нас будет один контур УПЧ , и он будет нерегулируемый . Значит его рабочую точку необходимо установить в положение

Расчитаем эго параметры

Где — входное сопротивление детектора сигнала , оно равно половине сопротивления нагрузки ( ) , а сопротивление нагрузки , в свою очередь равно 0,4 , а , следовательно получили , что

Ом

коэффициент усиления каскада УПЧ

Но существует максимально допустимый коэффициент усиления с точки зрения устойчивости

Уменьшим коэффициенты включения и в 2 раза

Расчёт УПЧ делается по тойже методике , что и выше . Контур тотже самый , следовательно элементы такие же .

2.5. Детектор сигнала .

Используем последовательный амплитудный детектор на полупроводниковом диоде

Обычно в качестве диода включают D9 , D18 , D20 . Выберем один из них , например D18 . Его характеристики А/В — крутизна прямой ветви ВАХ А/В — крутизна обратной ветви ВАХ Ф — паразитная ёмкость

Входное сопротивление УНЧ выбирают в пределах 10 — 50 кОм ( обычно 20-30 кОм ) .

Примем

Ом

Общую величину сопротивления нагрузки по постоянному току определяют из условия получения минимальных нелинейных искажений . Для этого сопротивление цепи по постоянному и переменному току должны быть примерно одинаковыми . Допустим , что отклонение между ними составляет 20 % , т.е. . Если считать , что =2,5 МОм >> , то = { A } . Для получения достаточного коэффициента передачи детектора обычно берут = 0,2 и = 0,8 { B } .

Совместное решение { A } и { B } дают результат = 7500 Ом = 2000 Ом = 10000 Ом

Общую ёмкость нагрузки определяют из условия получения минимальных искажений вследствии избыточной постоянной времени цепи нагрузки

где — верхняя частота модуляции = 3.8 кГц

Ёмкость нагрузки для улучшения фильтрации колебаний ПЧ обычно поровну делят м/у и , т.е. = = 0,5

Примем

Ф , тогда

Коэффициент передачи диодного детектора при линейно ломанной апроксимации ВАХ определяется углом отсечки Q тока через диод ( )

радиан , что составляет приблизительно 16 градусов

С учётов резистивного делителя в цепи нагрузки

Для правильного подключения диода к последнему контуру УПЧ определим входное сопротивления диодного детектора . При последовательной схеме

Ом

BestReferat

BestReferat

Радиоприёмные устройства