Супергетеродинный приемник

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

“КАНАЛООБРАЗУЮЩИЕ УСТРОУСТВА ЖАТС”

на тему

“РАЗРАБОТКА СХЕМЫ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ РАДИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА”

ВАРИАНТ № 5

Выполнил: студент гр. 381

Магомедов М. М.

Проверил: Гуменников В.Б.

САМАРА 2003

Содержание

Введение.. 3

1. Основные типы приемников.. 4

1.1. Приемник прямого усиления. 4

1.1.1. Принцип работы схемы.. 5

1.1.2. Преимущества и недостатки. 5

1.2. Супергетеродинный приемник. 5

1.2.1. Принцип работы схемы.. 6

1.2.2. Преимущества и недостатки. 6

2. Входное устройство.. 7

2.1. Исходные данные для расчета.. 7

2.2. Расчет ВУ.. 8

3. Усилитель радиочастоты... 9

3.1. Исходные данные для расчета.. 9

3.2. Расчет УРЧ.. 10

4. Детектор.. 11

4.1. Исходные данные для расчета.. 12

4.2. Расчет детектора.. 12

5. Усилитель низкой частоты... 14

5.1. Исходные данные для расчета.. 14

5.2. Расчет УНЧ.. 14

6. Составление принципиальной схемы приемника.. 16

Список использованных источников.. 18

Введение

7 мая 1895 года, русский уче­ный Александр Степанович Попов продемонстрировал на заседании Русского физико-химического общества первый в мире радиоприемник, названный им “грозоотметчиком”, показав возможность приема радио­сигналов, создаваемых грозовыми разрядами. В ознаменование этой исторической даты в нашей стране установлен “День радио”, который ежегодно отмечается 7 мая.

Изобретение радио явилось одним из величайших открытий в ис­тории человечества, создавшим новую эпоху в развитии техники. От­крытие А. С. Попова явилось крупным событием в развитии знаний об электромагнетизме, это был переход от использования свойств медлен­но меняющихся электромагнитных полей к технике высоких частот, переход, явившийся результатом больших научных достижений физики XIX в. в области электротехники.

Английский ученый Фарадей в 1831 г. открыл закон электромаг­нитной индукции, что послужило основой учения о распространении электромагнитной энергии без проводов. В 1873 г. английский ученый Максвелл доказал теоретически, что провод, по которому течет пере­менный ток, излучает электромагнитные волны. В 1888 г. немецкий ученый Герц показал впервые экспериментально возможность обнаружения электромагнитных волн. В 1890 г. французский ученый Бранли установил свойство металлических порошков увеличивать свою про­водимость в электромагнитном поле, что позволило создать прибор для обнаружения электромагнитных волн.

Осенью 1895 г. А. С. Попов совместно со своим ассистентом П. Н. Рыбкиным провел ряд успешных опытов по передаче телеграф­ных сигналов и 24 марта 1896 г. продемонстрировал первую в мире передачу текста по радио с помощью кода азбуки Морзе на расстояние порядка 250 м. С тех пор одним из направлений развития радио является увеличение протяженности линии связи.

Одним из преимуществ радиосвязи по сравнению с проводной свя­зью является возможность организации связи с подвижными объектами. Первая практическая радиосвязь была организована А. С. По­повым в 1897 г. между кораблями русского флота на расстояниях до 5 км.

Широкое развитие радиотехники в нашей стране началось только после Великой Октябрьской социалистической революции. Декреты Советского правительства о радио, подписанные В. И. Лениным, предо­пределили программу работ по развитию радиотехники в нашей стра­не на много лет вперед. Начало советскому радиостроительству поло­жил декрет Совнаркома, подписанный В. И. Лениным 21 июля 1918 г. “О централизации радиотехнического дела”, которым предусматри­валась организация радиосовета при Народном Комиссариате почт и телеграфов для составления плана строительства и эксплуатации сети постоянных радиостанций и для надзора за выполнением этого плана.

2 декабря 1918 г. В. И. Ленин подписал “Положение о радиолабора­тории и мастерской НКПиТ”, которым предусматривалась организа­ция Нижегородской радиолаборатории — первого советского научно-исследовательского института в области радио. Нижегородская радио­ лаборатория сыграла крупную роль в развитии советской радио­ техники и, в частности, радиовещания.

В 1922 г. руководитель Нижегородской радиолаборатории М. А. Бонч-Бруевич по заданию В. И. Ленина построил в Москве первую, в то время наиболее мощную в мире радиовещательную станцию имени Коминтерна. С тех пор количество радиостанций в нашей стране и их мощность непрерывно растут.

С развитием радио, с усовершенствованием аппаратуры все в большей степени возрастала экономическая целесообразность использова­ния радио для дальней телеграфной и телефонной связи.

Основные типы приемников

Устройства, обеспечивающие усиление слабыл сигналов и выделения переданных сообщений называются радиоприемниками.

Основными показателями приемников являются:

· Чувствительность

· Избирательность

· Выходная мощность

Чувствительностью называется величина минимальной э.д.с. на входе приемника, при которой он отдает номинальную мощность при заданном превышении сигнала над помехой.

Чувствительность ограничена уровнем помех на входе приемника и собственными шумами радиоаппаратуры.

Чувствительность лучших профессиональных радиоприемников составляет десятые доли микровольта, у бытовых достигает величины в единицы и, даже, десятки миливольт.

Избирательностью называется свойство приемника выделять заданную полосу частот из всего спектра сигнала на его входе.

Количественно избирательность определяется по формуле , и обычно оценивается в децибеллах.

Выходная мощность определяется назначением приемника и типом нагрузки.

В настоящее время используются два основных типа приемников:

· Прямого усиления

· Супергетеродинные

Приемник прямого усиления

Блоксхема приемника прямого усиления имеет следующий вид:

Рисунок 1 – Блоксхема приемника прямого усиления

Принцип работы схемы

Индкуцируемые в антене э.д.с. от различных источников поступают на входное устройство (ВУ), основным назначением которого является предварительное очищение полезного сигнала от помех, т.е. избирательность, а основгными параметрами – коэффициент передачи и избирательность.

Для обеспечения избирательности оьязательным элементом ВУ является колебательный контур.

С выхода ВУ сигнал поступает на усилитель радиочастоты (УРЧ), где подвергается дальнейшей избирательности и усилению.

Схемы УРЧ практически не отличаются от схем генераторов с внешним возбуждением, т.е. в качестве нагрузки используется колебательный контур.

С выхода УРЧ сигнал поступает на детектор (Д), который преобразует колебания радиочастоты в сигнал звуковой(низкой) частоты, несущий в себе переданную информацию.

Для обеспечения такого преобразования детектор должен включать в себя элемент с нелинейной вольт-амперной характеристикой (ВАХ).

Поскольку сигнал на выходе детектора мал, он обычно усиливается в усилителе низкой частоты (УНЧ), схема и число каскадов которого определяется назначением приемника и типом нагрузки.

Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
· Малые габариты и вес · Простота схемы · Высокая аппаратурная надежность	· Низкая чувствительность · Плохая избирательность

Таблица 1 – Преимущества и недостатки приемника прямого усиления

Эти недостатки устранены в схеме супергетеродинного приемника.

Супергетеродинный приемник

Рисунок 2 – Блоксхема супергетеродинного приемника

Принцип работы схемы

Первые два блока работают также как в приемнике прямого усиления.

Сигнал спринимаемой радиостанции с выхода УРЧ подается на один из входов смесителя (С), на второй вход которого поступает частота от маломощного генератора – гетеродина (Г).

На выходе смесителя получаем частоту . Для осуществления такого преобразования смеситель должен обладать нелинейной ВАХ.

Смеситель вместе с гетеродином часто называют преобразователем частоты.

Частота обычно меньше и значительно выше звуковой, поэтому частота называется промежуточной.

Она усиливается в усилителе промежуточной частоты (УПЧ), схема которого аналогична УРЧ, но в качестве нагрузки обычно используются системы связных колебательных контуров.

Последние два блока работают также как в схеме приемника прямого усиления.

Более высокие значения чувствительности и избирательности ибъясняются введением в схему приемника смесителя и гетеродина (преобразователя частоты), позволяющих переносить частоту принимаемой радиостанции в область более низних частот.

Добавленный в схему УПЧ имеет не только принципиально больший коэффициен усиления, по сравнению с УРЧ, но и осуществляет, наряду с усилением, окончательную избирательность.

Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
· Устойчивый режим работы · Высокая чувствительность · Хорошая избирательность	· Относительная сложность схемы

Таблица 2 – Преимущества и недостатки супергетеродинного приемника

Входное устройство

Входным устройством (ВУ) называется часть схемы приемника до первой лампы или до первого транзистора, связанная с приемной антеной. На входное устройство из антены поступают напряжения, соответствующие сигналам принимаемой радиостанции и напряжения, создаваемые работой других станций. Амплитуды этих напряжений в большинстве случаев имеют величины от 1 мкВ до сотен мкВ. Назначением входного устройства является выделение принимаемого сгнала из общего количества сигналов, поступающх на входное устройство из антены, и передача этого полезного сигнала на вход усилителя радиочастоты (УРЧ).

По типу связи ВУ с антеной различают:

· Взаимоиндуктивную связь (Рисунок 3,а);

· Индуктивную связь (Рисунок 3,б);

· Емкостную связь (Рисунок 3,в);

· Комбинированную связь (Рисунок 3,г);

Рисунок 3 – Принципиальные схемы связей антены с ВУ