По МДК 02.01.01 Радиоприемные и радиопередающие устройства
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По МДК 02.01.01 Радиоприемные и радиопередающие устройства
Тема: Разработка схемы радиоприемного устройства
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.13 ПЗ
Листов ______
Выполнила студента: Терентьева П.А.
группа РЭ-14-7с
Преподаватель: Виноградов Ю.Н.
Санкт-Петербург
Г.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ
1 РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ................................................... 2
1.1 Анализ технического задания................................................................... 3
1.2 Эскизный расчет структурной схемы РПУ.............................................. 3
1.3 Выбор элементной базы............................................................................ 3
1.4 Расчетная часть проекта............................................................................ 4
1.4.1 Электрический расчет входной цепи..................................................... 5
1.4.2 Электрический расчет УРЧ.................................................................... 8
2. Конструкторско-технологическая часть............................ 9
2.1 Описание конструкции печатного узла РПУ........................................... 9
2.2 Описание алгоритма поиска неисправности УРЧ.................................... 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................. 12
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ....................................... 12
ПРИЛОЖЕНИЯ:
Приложение А Схема электрическая структурная РПУ ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 Э1
Приложение Б Схема электрическая принципиальная РПУ ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 Э3
Приложение В Перечень элементов ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 ПЭ3
Приложение Г Схема расположения элементов ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 СР
Приложение Д Алгоритм поиска неисправности УРЧ ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 АГ
ВВЕДЕНИЕ
1 РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Анализ технического задания
Техническим заданием установлено разработать РПУ со следующими параметрами:
| N п/п | Параметр | Значение |
| Диапазон принимаемых частот, МГц | 4…16 | |
| Чувствительность, мкВ | 2,2 | |
| Ширина спектра сообщения, кГц | 3,2 | |
| Избирательность по каналу прямого прохождения, дБ | ||
| Избирательность по зеркальному каналу, дБ | ||
| Избирательность по соседнему каналу, дБ | ||
| Эффективность системы АРУ | 70/5 | |
| Тип модуляции | АМ | |
| Тип сигнала | А |
Примечания:
А – аналоговый сигнал,
Ц – цифровой (импульсный) сигнал,
АМ – амплитудная модуляция,
ЧМ – частотная модуляция
1. Выбор типа структурной схемы
Радиовещательные приемники обычно выполняются по схеме с однократным преобразованием частоты — см. рис.
Для реализации переменной настройки в супергетеродине достаточно изменять только частоту гетеродина при широкополосной входной цепи или частоту гетеродина и частоту настройки ВЦ.
1. Входная цепь
2. Усилитель радиочастоты
3. Смеситель
4. Усилитель промежуточной частоты
5. Детектор
6. Усилитель низкой частоты
7. Гетеродин
8. Автоматическая регулировка усиления
Первым блоком приемника является входная цепь (ВЦ) – это часть схемы приемника, связывающую антенно-фидерную систему с входом первого каскада приемника. Первым каскадом может быть усилитель радиочастоты или смеситель. Входная цепь обычно представляет собой пассивный четырехполюсник, включающий в себя резонансную систему и элементы связи. В зависимости от диапазона частот резонансная система выполняется на сосредоточенных или распределенных элементах и состоит из одного или нескольких колебательных контуров или резонаторов (коаксиальных, полосковых, объемных).
Усилитель радиочастоты (УРЧ) предназначен для увеличения амплитуды мощности на несущей частоте. В радиоприемных устройствах усилители радиочастоты служат для усиления сигнала и выделения сигнала, соответствующей частоты. В передающих устройствах усилители радиочастоты служат для усиления сигнала на определенной частоте перед его подачей в антенну. В основном, приемные усилители радиочастоты являются усилителями напряжения, а передающие усилители радиочастоты являются усилителями мощности.
Смеситель (смеситель частот) — электрическая цепь, создающая спектр комбинационных частот при подаче на неё двух или более сигналов разной частоты. Смесители являются частью преобразователей частоты в радиоприёмных, радиопередающих и других устройствах, в которых осуществляется генерирование и формирование сигнала.
Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) необходим для нормальной работы детектора. Он усиливает сигнал, ослабленный ФСС, до уровня чувствительности детектора. УПЧ может состоять из нескольких каскадов.
Детектор предназначен для преобразования высокочастотного модулированного сигнала в низкочастотный сигнал, изменяющийся по закону модулирующего сигнала. Так как детектирование нелинейный процесс и связан с образованием новой частоты, то применяют диод или транзистор.
Усилитель низкой частоты (УНЧ) – он усиливает электрический сигнал от источника по току и напряжению до уровня, который требуется электроакустическим преобразователям.
Гетеродин — маломощный генератор электрических колебаний, применяемый для преобразования частот в супергетеродинном радиоприёмнике, волномере и др.
Гетеродин создаёт колебания вспомогательной частоты, которые смешиваются с поступающими извне колебаниями высокой частоты, в результате чего получается постоянная разностная (промежуточная) частота. Гетеродин должен иметь высокую стабильность частоты.
Автоматическая регулировка усиления (АРУ) – система, автоматически изменяющая усиление приёмника электрических колебаний при изменении напряжения сигнала на его входе. Действие АРУ направлено на значительное уменьшение изменений напряжения выходных сигналов приёмника по сравнению с выходными. Это осуществляется посредством цепей, которые передают выпрямленное детектором регулирующее напряжение на базы транзисторов или на управляющие сетки электронных ламп переменной крутизны, усилителей высокой, промежуточной частоты и преобразователя частоты, уменьшая их усиление с увеличением напряжения сигнала на входе и наоборот. Таким образом происходит компенсация в приёмнике изменений напряжения входных сигналов.
1.2 Эскизный расчет структурной схемы РПУ
При эскизном проектировании для выбора и обоснования
структурной схемы приемника решаются следующие вопросы:
— выбор способа обработки сигнала и типа структурной схемы;
— расчет сквозной полосы пропускания приемника;
— определение числа поддиапазонов и избирательной системы тракта промежуточной частоты;
— выбор структуры первых каскадов преселектора и числа преобразований частоты;
— выбор электронных приборов для высокочастотного тракта;
— распределение усиления между трактами приемника;
— оценка динамического диапазона приемника;
— выбор тракта усиления низких частот;
— выбор регулировок приемника.
Расчет сквозной полосы пропускания приемника
Полоса пропускания линейного тракта приемника П определяется шириной спектра сигналов ΔfС, доплеровского сдвига частоты Δfд и нестабильностью частот настройки узлов приемопередающего
тракта ΔfН:
П = ΔfС + g Δfд + ΔfН,
П ≈ 1,2* ΔfС=1,2*6,4=7,68кГц
Δfд ≈ Δfд max = (f max + ΔfС) · (Vr/c),
где fmax — максимальная несущая частота сигнала; Vr — модуль максимальной радиальной скорости сближения или удаления передатчика и приемника; с — скорость света; параметр g = 2 для радиолокационных приемников.
Ширина спектра сигнала при двухполюсной АМ определяется по формуле:
ΔfС = 2·FB = 2·3,2 = 6,4 кГц
Определение числа поддиапазонов
Для того чтобы приемник мог принимать сигналы от станций в широком диапазоне частот и в то же время ослабить влияние помех на зеркальном и других побочных каналах, он должен иметь перестраиваемую резонансную систему ВЦ для настройки на эти частоты. Разделение общего диапазона на поддиапазоны производится в области коротких волн. Чтобы узнать, необходимо ли разбивать диапазон приемника на поддиапазоны, нужно рассчитать коэффициент перекрытия диапазона:
Кп = 
= 
где fmax и fmin — максимальная и минимальная частоты требуемого по ТЗ диапазона принимаемых частот приемника.
Разбивка на поддиапазоны производится, если Кn > 3.
Таким образом, разбиваем диапазон на два поддиапазона.
Принимаю коэффициента перекрытия для поддиапазонов Кп1 = Кп2 = 2.
Тогда первый поддиапазон составит:
F min1 = 4 МГц
F max1 = 8 МГц
Для второго поддиапазона:
F min2 = 8 МГц
F max2 = 16 МГц
Входные цепи:
fmin= 
fmax= 
При выборе переменного конденсатора для ВЦ следует пользо- ваться величинами минимальной и максимальной ёмкости:
Ck min= 
Ck max= 
=
Индуктивность катушки контура:
Lk= 
= 
3* 
Выбор структуры преселектора и числа преобразований частоты
Преселектор супергетеродинного приемника обеспечивает заданную избирательность по побочным каналам приема, в первую очередь по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения.
fЗ = fС ± 2 fП
fc=8,5мГц=8500 кГц
f31=fc+2fп=8500+2*465=8500+930=9430кГц
f32=fc+2fп=8500-2*465=8500+930=757 0кГц
f31=9,43 МГц
f32=7,57 МГц
Частота зеркального канала при простом преобразовании частоты где fС — частота сигнала, fП промежуточная частота, знак плюс или минус ставится в зависимости от верхней или нижней настройки гетеродина. Частота канала прямого прохождения равна промежуточной частоте. Под избирательностью понимают отношение коэффициентов передачи по основному и побочному каналам приема.
Наиболее употребительные схемы преселекторов:
Значение промежуточной частоты выбирается из ряда стандартных частот по правилу 
Для тракта АМ сигнала аналогового РПУ коротковолнового диапазона в соответствии со стандартом следует выбрать fп = 465 кГц.
Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты
Избирательная система тракта промежуточной частоты определяет его полосу пропускания и избирательность по соседнему каналу.
В современных приемниках достаточно широко используются монолитные кварцевые фильтры, представляющие собой решетку из электродов, попарно осажденных на поверхности кварцевой подложки.
Полосовой фильтр АМ
| Тип изделия | Номинальная частота, кГц | Ширина полосы по уровню 6дБ | Избирательность при расстройке дБ, не менее | Гарантирование затухание, дБ, не менее | Вносимое затухание дБ, не более | Вх./Вых. нагрузочное сопротивление, кОм |
| ФП1П1-7-М | 16-20 | 50 (±25кГц) | 38,0 | 4,0 | 3,0/1,5 |
Для согласования с предыдущим и последующим каскадами используются согласующие цепи в виде контуров с неполным емкостным подключением. С учетом согласующих цепей и дополнительной экранировки фильтр обеспечивает результирующее внеполосное затухание примерно 70 дБ.
Выбор первых каскадов радиоприемника и структуры преселектора, исходя из допустимого коэффициента шума
Первые каскады приемника в значительной степени определяют его чувствительность. Для обеспечения высокой чувствительности требуется применение, как правило, одного каскада УРЧ после ВЦ.
Реальная чувствительность приемника определяется его коэффициентом шума N.
При наличии УРЧ имеем соответственно:
Учитывая, что коэффициент шума усилителя NУРЧ ≈ 2NТР, а преобразователя частоты NСМ ≈ 4NТР, где NТР — паспортное значение коэффициента шума транзистора (используется безразмерная величина), рассчитываем значение коэффициента шума приемника при наличии УРЧ.
Выбираем для УРЧ транзистор КТ339М, который имеет следующие параметры:
| Наименование | Структура | Pмакс, Вт | Iмакс, мА | Uмакс, В | Iкбо, мкА | h21э | fгран, МГц | Корпус |
| КТ339АМ | N-P-N | 0,26 | < 1,0 | > 25 | КТ-26 |
Тогда коэффициент шума РПУ составит:
N=3 дБ
Nурч = 2Nтр = 6 дБ
Nсм= 4Nтр= 4*3=12 дБ
N=NУРЧ+ 
Эта величина сравнивается с допустимым коэффициентом шума, обеспечивающим заданную чувствительность:
=2,4 
Здесь значения 
имеет размерность В;
Вт/Гц; ПШ ≈ 1,1 П — шумовая полоса, Гц; γ — допустимое отношение (в «разах») мощности сигнала к мощности шума на выходе линейного тракта приемника (т. е. до демодулятора), 
— активное сопротивление антенны, Ом.
ПШ ≈ 1,1*141,5кГц=155,6 кГц
D=50кГц – девиация частоты
Fмод=3кГц – макс. модулирующая частота
Ψ= 
=17
ΔfС ≈ 2 FB (1+ ψ + 
) ψ= 
ΔfС ≈ 2*3,2(1+17+ 
=6,4(18+4,12)=6,4(22,12)=141,5кГц
При определении отношения сигнал/шум — γ на входе демодулятора (выходе линейного тракта) приходится учитывать несколько факторов. Прежде всего на выходе приемников разных типов для работы оконечного аппарата требуется различное отношение сигнал/шум: для профессионального связного приемника — порядка 10 (10 дБ), для вещательного АМ-приемника — порядка 100 (20 дБ), для вещательного ЧМ-приемника — 400 (26 дБ). Кроме того, при демодуляции отношение сигнал/шум может существенно изменяться: при амплитудной модуляции (m = 0,3) оно ухудшается, при широкополосной частотной (ψ > 1) — наоборот, улучшается. Наконец, чувствительность может оцениваться как при отсутствии внешних помех, так и при их наличии. Ориентировочно, оценивая порядок величины γ, можно считать, что в случае частотной модуляции достаточно обеспечить работу ЧД в надпороговой области и принимать γ = 10 (10 дБ). Для профессиональных приемников АМ-сигналов требуется γ = 100 (20 дБ), а для вещательных приемников γ = 1000 (30 дБ). Для радиолокационных приемников — γ = 10 (10 дБ), для приемников цифровых данных для допустимой вероятности ошибки не хуже 10–6 можно взять γ ≥ 5 для ФМн, γ ≥ 7 для ЧМн, γ ≥ 9 для АМн. Решение о необходимости применения УРЧ принимается на основе требования
Однако в случае высоких требований по подавлению зеркального канала σЗК допускается применение УРЧ и в том случае, когда по соображениям достижения заданной чувствительности УРЧ не является необходимым. Сопротивление антенны обычно принимают равным RА = 75 –300 Ом.
Выбор регулировок приемника
При эскизном проектировании предусматривается система регулировок, обеспечивающая:
поддержание точной настройки приемника на частоту принимаемого сигнала, поддержание заданного уровня сигнала на входе детектора.
Автоматическая подстройка частоты гетеродина позволяет уменьшить до допустимой величины требуемую полосу пропускания УПЧ приемника, если абсолютное значение нестабильности настроек велико.
Если принять, что без системы АПЧ требуется полоса
то при наличии АПЧ с коэффициентом подстройки КАПЧ
Здесь 
– доплеровское смещение частоты, а величина нестабильности настроек 
определяется по формуле
=2 
Где 
и 
- нестабильности частот сигнала и гетеродина, 
и 
- неточности настроек частот гетеродина и УПЧ.
При расчете задаются относительной нестабильностью частот , 
соответствующей выбранной схеме устройства. Чем выше частота f, тем больше получается абсолютное значение нестабильности. Поэтому, например, в области ДВ и СВ вещательных диапазонов величина ПНС оказывается небольшой по сравнению с ПС, и система АПЧ не требуется, а в области УКВ диапазона – большой, что делает систему АПЧ обязательной.
Транзисторный гетеродин без кварцевой стабилизации имеет относительную нестабильность частоты порядка 
в диапазоне частот ниже 30 МГц и 
в диапазоне частот выше 30 МГц. Применение кварцевой стабилизации позволяет уменьшить величину относительной нестабильности до 
Значение зависит от способа настройки. Коэффициент 
=0,003 -0,003.
При наличии системы ФАП полагают П = 
Система АРУ применяется для расширения динамического диапазона приемника по основному каналу и как корректор мультипликативной помехи. Если требуемый диапазон входных сигналов составляет А дБ, а изменение напряжения на выходе допускается в пределах В дБ, то требуемое изменение коэффициента приемника равно (А – В) дБ.
Режимная регулировка позволяет изменять коэффициент усиления одного транзисторного усилительного каскада на 20-26 дБ. Максимальный уровень входного напряжения такого каскада ограничен значением
Где 
– амплитуда входного сигнала в милливольтах, 
– допустимый для данного каскада коэффициент нелинейных искажений при коэффициенте модуляции 
. Обчн 
Полагая, что в качестве регулируемых каскадов в радиоприемнике используются идентичные усилители промежуточной частоты, определяют требуемое число каскадов
с округлением до ближайшего большего целого числа.
В целях обеспечения хороших характеристик реальной избирательности, чувствительности и линейности преобразования нежелательно регулировать усиление в первом каскаде УРЧ и смесителях. При необходимости на УРЧ организуется отдельная цепь АРУ, управляющее напряжение которой вырабатывается по сигналу, еще не прошедшему ФСС. Это позволяет снижать усиление УРЧ при действии мощных внеполосных помех, что способствует уменьшению перекрестных и интермодуляционных искажений, т.е. расширению динамического диапазона приемника.
В современных радиоприемных устройствах проблему регулирования усиления решают путем использования управляемых аттенюаторов на диодах или варикапах, включаемых между каскадами. Перспективным является также метод регулирования за счет изменения глубины отрицательной обратной связи усилителей. Метод имеет то положительное свойство, что введение обратной связи улучшает линейность усилителя.
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по МДК 02.01.01 Радиоприемные и радиопередающие устройства
Тема: Разработка схемы радиоприемного устройства
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.13 ПЗ
Листов ______
Выполнила студента: Терентьева П.А.
группа РЭ-14-7с
Преподаватель: Виноградов Ю.Н.
Санкт-Петербург
Г.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ
1 РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ................................................... 2
1.1 Анализ технического задания................................................................... 3
1.2 Эскизный расчет структурной схемы РПУ.............................................. 3
1.3 Выбор элементной базы............................................................................ 3
1.4 Расчетная часть проекта............................................................................ 4
1.4.1 Электрический расчет входной цепи..................................................... 5
1.4.2 Электрический расчет УРЧ.................................................................... 8
2. Конструкторско-технологическая часть............................ 9
2.1 Описание конструкции печатного узла РПУ........................................... 9
2.2 Описание алгоритма поиска неисправности УРЧ.................................... 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................. 12
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ....................................... 12
ПРИЛОЖЕНИЯ:
Приложение А Схема электрическая структурная РПУ ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 Э1
Приложение Б Схема электрическая принципиальная РПУ ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 Э3
Приложение В Перечень элементов ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 ПЭ3
Приложение Г Схема расположения элементов ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 СР
Приложение Д Алгоритм поиска неисправности УРЧ ПКГХ.КП.11.02.02.РЭ-14-7с.01 АГ
ВВЕДЕНИЕ
1 РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Анализ технического задания
Техническим заданием установлено разработать РПУ со следующими параметрами:
| N п/п | Параметр | Значение |
| Диапазон принимаемых частот, МГц | 4…16 | |
| Чувствительность, мкВ | 2,2 | |
| Ширина спектра сообщения, кГц | 3,2 | |
| Избирательность по каналу прямого прохождения, дБ | ||
| Избирательность по зеркальному каналу, дБ | ||
| Избирательность по соседнему каналу, дБ | ||
| Эффективность системы АРУ | 70/5 | |
| Тип модуляции | АМ | |
| Тип сигнала | А |
Примечания:
А – аналоговый сигнал,
Ц – цифровой (импульсный) сигнал,
АМ – амплитудная модуляция,
ЧМ – частотная модуляция
1. Выбор типа структурной схемы
Радиовещательные приемники обычно выполняются по схеме с однократным преобразованием частоты — см. рис.
Для реализации переменной настройки в супергетеродине достаточно изменять только частоту гетеродина при широкополосной входной цепи или частоту гетеродина и частоту настройки ВЦ.
1. Входная цепь
2. Усилитель радиочастоты
3. Смеситель
4. Усилитель промежуточной частоты
5. Детектор
6. Усилитель низкой частоты
7. Гетеродин
8. Автоматическая регулировка усиления
Первым блоком приемника является входная цепь (ВЦ) – это часть схемы приемника, связывающую антенно-фидерную систему с входом первого каскада приемника. Первым каскадом может быть усилитель радиочастоты или смеситель. Входная цепь обычно представляет собой пассивный четырехполюсник, включающий в себя резонансную систему и элементы связи. В зависимости от диапазона частот резонансная система выполняется на сосредоточенных или распределенных элементах и состоит из одного или нескольких колебательных контуров или резонаторов (коаксиальных, полосковых, объемных).
Усилитель радиочастоты (УРЧ) предназначен для увеличения амплитуды мощности на несущей частоте. В радиоприемных устройствах усилители радиочастоты служат для усиления сигнала и выделения сигнала, соответствующей частоты. В передающих устройствах усилители радиочастоты служат для усиления сигнала на определенной частоте перед его подачей в антенну. В основном, приемные усилители радиочастоты являются усилителями напряжения, а передающие усилители радиочастоты являются усилителями мощности.
Смеситель (смеситель частот) — электрическая цепь, создающая спектр комбинационных частот при подаче на неё двух или более сигналов разной частоты. Смесители являются частью преобразователей частоты в радиоприёмных, радиопередающих и других устройствах, в которых осуществляется генерирование и формирование сигнала.
Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) необходим для нормальной работы детектора. Он усиливает сигнал, ослабленный ФСС, до уровня чувствительности детектора. УПЧ может состоять из нескольких каскадов.
Детектор предназначен для преобразования высокочастотного модулированного сигнала в низкочастотный сигнал, изменяющийся по закону модулирующего сигнала. Так как детектирование нелинейный процесс и связан с образованием новой частоты, то применяют диод или транзистор.
Усилитель низкой частоты (УНЧ) – он усиливает электрический сигнал от источника по току и напряжению до уровня, который требуется электроакустическим преобразователям.
Гетеродин — маломощный генератор электрических колебаний, применяемый для преобразования частот в супергетеродинном радиоприёмнике, волномере и др.
Гетеродин создаёт колебания вспомогательной частоты, которые смешиваются с поступающими извне колебаниями высокой частоты, в результате чего получается постоянная разностная (промежуточная) частота. Гетеродин должен иметь высокую стабильность частоты.
Автоматическая регулировка усиления (АРУ) – система, автоматически изменяющая усиление приёмника электрических колебаний при изменении напряжения сигнала на его входе. Действие АРУ направлено на значительное уменьшение изменений напряжения выходных сигналов приёмника по сравнению с выходными. Это осуществляется посредством цепей, которые передают выпрямленное детектором регулирующее напряжение на базы транзисторов или на управляющие сетки электронных ламп переменной крутизны, усилителей высокой, промежуточной частоты и преобразователя частоты, уменьшая их усиление с увеличением напряжения сигнала на входе и наоборот. Таким образом происходит компенсация в приёмнике изменений напряжения входных сигналов.
1.2 Эскизный расчет структурной схемы РПУ
При эскизном проектировании для выбора и обоснования
структурной схемы приемника решаются следующие вопросы:
— выбор способа обработки сигнала и типа структурной схемы;
— расчет сквозной полосы пропускания приемника;
— определение числа поддиапазонов и избирательной системы тракта промежуточной частоты;
— выбор структуры первых каскадов преселектора и числа преобразований частоты;
— выбор электронных приборов для высокочастотного тракта;
— распределение усиления между трактами приемника;
— оценка динамического диапазона приемника;
— выбор тракта усиления низких частот;
— выбор регулировок приемника.
Расчет сквозной полосы пропускания приемника
Полоса пропускания линейного тракта приемника П определяется шириной спектра сигналов ΔfС, доплеровского сдвига частоты Δfд и нестабильностью частот настройки узлов приемопередающего
тракта ΔfН:
П = ΔfС + g Δfд + ΔfН,
П ≈ 1,2* ΔfС=1,2*6,4=7,68кГц
Δfд ≈ Δfд max = (f max + ΔfС) · (Vr/c),
где fmax — максимальная несущая частота сигнала; Vr — модуль максимальной радиальной скорости сближения или удаления передатчика и приемника; с — скорость света; параметр g = 2 для радиолокационных приемников.
Ширина спектра сигнала при двухполюсной АМ определяется по формуле:
ΔfС = 2·FB = 2·3,2 = 6,4 кГц
Определение числа поддиапазонов
Для того чтобы приемник мог принимать сигналы от станций в широком диапазоне частот и в то же время ослабить влияние помех на зеркальном и других побочных каналах, он должен иметь перестраиваемую резонансную систему ВЦ для настройки на эти частоты. Разделение общего диапазона на поддиапазоны производится в области коротких волн. Чтобы узнать, необходимо ли разбивать диапазон приемника на поддиапазоны, нужно рассчитать коэффициент перекрытия диапазона:
Кп = =
где fmax и fmin — максимальная и минимальная частоты требуемого по ТЗ диапазона принимаемых частот приемника.
Разбивка на поддиапазоны производится, если Кn > 3.
Таким образом, разбиваем диапазон на два поддиапазона.
Принимаю коэффициента перекрытия для поддиапазонов Кп1 = Кп2 = 2.
Тогда первый поддиапазон составит:
F min1 = 4 МГц
F max1 = 8 МГц
Для второго поддиапазона:
F min2 = 8 МГц
F max2 = 16 МГц
Входные цепи:
fmin=
fmax=
При выборе переменного конденсатора для ВЦ следует пользо- ваться величинами минимальной и максимальной ёмкости:
Ck min=
Ck max= =
Индуктивность катушки контура:
Lk= = 3*
Выбор структуры преселектора и числа преобразований частоты
Преселектор супергетеродинного приемника обеспечивает заданную избирательность по побочным каналам приема, в первую очередь по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения.
fЗ = fС ± 2 fП
fc=8,5мГц=8500 кГц
f31=fc+2fп=8500+2*465=8500+930=9430кГц
f32=fc+2fп=8500-2*465=8500+930=757 0кГц
f31=9,43 МГц
f32=7,57 МГц
Частота зеркального канала при простом преобразовании частоты где fС — частота сигнала, fП промежуточная частота, знак плюс или минус ставится в зависимости от верхней или нижней настройки гетеродина. Частота канала прямого прохождения равна промежуточной частоте. Под избирательностью понимают отношение коэффициентов передачи по основному и побочному каналам приема.
Наиболее употребительные схемы преселекторов:
Значение промежуточной частоты выбирается из ряда стандартных частот по правилу
Для тракта АМ сигнала аналогового РПУ коротковолнового диапазона в соответствии со стандартом следует выбрать fп = 465 кГц.
Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты
Избирательная система тракта промежуточной частоты определяет его полосу пропускания и избирательность по соседнему каналу.
В современных приемниках достаточно широко используются монолитные кварцевые фильтры, представляющие собой решетку из электродов, попарно осажденных на поверхности кварцевой подложки.
Полосовой фильтр АМ
| Тип изделия | Номинальная частота, кГц | Ширина полосы по уровню 6дБ | Избирательность при расстройке дБ, не менее | Гарантирование затухание, дБ, не менее | Вносимое затухание дБ, не более | Вх./Вых. нагрузочное сопротивление, кОм |
| ФП1П1-7-М | 16-20 | 50 (±25кГц) | 38,0 | 4,0 | 3,0/1,5 |
Для согласования с предыдущим и последующим каскадами используются согласующие цепи в виде контуров с неполным емкостным подключением. С учетом согласующих цепей и дополнительной экранировки фильтр обеспечивает результирующее внеполосное затухание примерно 70 дБ.
Выбор первых каскадов радиоприемника и структуры преселектора, исходя из допустимого коэффициента шума
Первые каскады приемника в значительной степени определяют его чувствительность. Для обеспечения высокой чувствительности требуется применение, как правило, одного каскада УРЧ после ВЦ.
Реальная чувствительность приемника определяется его коэффициентом шума N.
При наличии УРЧ имеем соответственно:
Учитывая, что коэффициент шума усилителя NУРЧ ≈ 2NТР, а преобразователя частоты NСМ ≈ 4NТР, где NТР — паспортное значение коэффициента шума транзистора (используется безразмерная величина), рассчитываем значение коэффициента шума приемника при наличии УРЧ.
Выбираем для УРЧ транзистор КТ339М, который имеет следующие параметры:
| Наименование | Структура | Pмакс, Вт | Iмакс, мА | Uмакс, В | Iкбо, мкА | h21э | fгран, МГц | Корпус |
| КТ339АМ | N-P-N | 0,26 | < 1,0 | > 25 | КТ-26 |
Тогда коэффициент шума РПУ составит:
N=3 дБ
Nурч = 2Nтр = 6 дБ
Nсм= 4Nтр= 4*3=12 дБ
N=NУРЧ+
Эта величина сравнивается с допустимым коэффициентом шума, обеспечивающим заданную чувствительность:
=2,4
Здесь значения имеет размерность В;
Вт/Гц; ПШ ≈ 1,1 П — шумовая полоса, Гц; γ — допустимое отношение (в «разах») мощности сигнала к мощности шума на выходе линейного тракта приемника (т. е. до демодулятора), — активное сопротивление антенны, Ом.