Розрахунок каскадів РПрП

Міністерство  освіти і науки України

Одеський  національний політехнічний університет

Кафедра радіотехнічних пристроїв 
 
 
 
 
 

ПРИЙМАЧ АМ СИГНАЛІВ 

Пояснювальна  записка

КУРСОВОЇ  РОБОТИ

з  дисципліни : « Радиоприймальні пристрої» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Керівник  роботи

                                                                                                      Нокель В.П.

___.___.11 
 

Розробила студентка

групи РБ - 071

Вороная А.И.

___.___.11 
 
 
 

Одеса 2011

ТЕХНІЧНЕ  ЗАВДАННЯ 

    Для курсового проектування пропонується розрахунок електричної схеми радіоприймального  пристрою  (РПрП) сигналів з амплітудною модуляцією  (АМ),  виключаючи УЗЧ.

    Як  правило, студентам пропонується розрахувати  РПрП типу супергетеродина, тобто завдання на проектування містить вимоги, характерні для таких Рпру. Якщо студент ухвалює рішення про використання іншого типу Рпру, то бракуючі технічні вимоги він обгрунтовує сам, а частина заданих параметрів залишиться невикористаною при проектуванні. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗМІСТ

   1.  Розрахунок структурної схеми приймача……………………….………4

     1.1.  Вибір числа під діапазонів.…………………………………………..4

     1.2. Розрахунок необхідної полоси пропускання...…...………………….7

     1.3. Перевірка забезпечення чутливості.…………….. …………………..8

     1.4. Вибір вибіркового кола преселектора…………………………..……9

1.5. Вибір  вибіркового кола тракту проміжної  частоти. ……………..12

     1.6 Розрахунок каскадів підсилення………………………………..……14

     1.7 Попередній розрахунок АРУ……………………………………..…..16

    1.8 Обгрунтування структурної схеми РПрУ …….……....……….……18

2.  Розрахунок  каскадів РПрП ………………………………………………....20

     2.1 Розрахунок вхідного кола…………………………………………….20

     2.2 Розрахунок сполучення налаштувань гетеродина і ВК ……………26

Висновки…………………………………………………………………………32

Список  використаних джерел………………………………………………….33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. РОЗРАХУНОК  СТРУКТ УРНОЇ СХЕМИ ПРИЙМАЧА

 

     1.1 Вибір числа під  діапазонів. 

     Для того, щоб приймач міг приймати сигнали від різних станцій, що мають  різні частоти, він повинен мати перелаштовуючу резонансну систему, для настроювання на ці частоти.

      Перелаштовуючі резонансні системи перебувають у вхідному ланцюзі, гетеродина й у підсилювачах високої частоти (ВЧ), якщо вони резонансні.

      Конструктивно настроювання цих каскадів – це зміна реактивних елементів резонансної  системи: індуктивності або ємності. Найчастіше реактивний елемент - ємність. Конструктивно неможливо перебудовувати ємність так, щоб резонансна частота  змінювалася від fmin до fmax. Тому діапазон частот, що повинен приймати приймач, розбивають на піддіапазони.

      Перехід з піддіапазона на піддіапазон здійснюється за допомогою індуктивностей, що перемикаються.

      Критерієм, для того щоб довідатися, чи необхідно розбивати діапазон приймача на піддіапазони, є коефіцієнт діапазону Кд, що розраховується по формулі  

      _{Для ДВ:}                            

              _СВ:                        

              _{КВ:  ,} 

де fmax – максимальна частота діапазону, МГц;

fmin – мінімальна частота діапазону, МГц.

      Розбивка  на піддіапазони відбувається, для КВ якщо Кд≥2,0,для ДВ та СВ Кд≥3,0 Так як в цьому випадку для ДВ та СВ , то розбивка на під діапазони не потрібна.

      Розрахуємо  довжину шкали по формулі:

      ,

 Де  Гц -  розлад сусіднього канала

        L=200мм  - довжина шкали

 Розрахуємо  відстань між сусідніми діленнями  шкали по формулі: 

Для ДВ :                              

        СВ:                                

        КВ:                                        

Розрахуємо нове значення коефіцієнта перекриття диапазона ,припустиме з точки зору нормального розміщення станцій : 

Для ДВ :                  

        СВ:                   

        КВ:                   

Далі знаходимо  число під діапазонів для тих діапазонів ,де : 

Для ДВ :                          

        СВ:                           

        КВ:                           

Коефіцієнт перекриття кожного піддиапазону: 

Для ДВ :                     

СВ:                              

КВ:                             

    Граничные максимальная и минимальная частоты каждого поддиапазона с учетом трехпроцентного запаса по перекрытию рассчитываются по формулам: 
 

Для ДВ :                       

СВ:                              

КВ:                             
 
 
 

     1.2 Розрахунок необхідної полоси пропускання. 

      Ціль  розрахунку – визначення смуги пропущення Рпр, необхідної для неспотвореного прийому АМ сигналу.  Вихідної для розрахунк у є ширина спектра сигналу згідно з технічним завданням  : 

        (кГц)

     Ширина  полоси пропускання складається  із ширини спектра радіосигналу і  запасу полоси, потрібного для врахування нестабільності і неточності настройок  приймача :  

де: – нестабільність несучої частоти сигналу;

– нестабільність частоти гетеродина;

– нестабільність проміжної частоти;

(кГц) 

Значення  полоси пропускання: 

    Аналізуючи  отриманий результат, бачимо, що отримана смуга не перевищує допустимої  П_ДОП , що обмежена розстройкою сусіднього каналу, що згідно ГОСТу для даного діапазона дорівнює .

Таким чином:

    - смуга  пропускання П = 4.329 кГц;

    - тип  гетеродину – на транзисторі  багатодіапазонний однокаскадний з плавною перебудовою. 

   1.3 Перевірка забезпечення чутливості. 

      Мета  розрахунку – визначити структуру  вхідних каскадів приймача, відповідальних за забезпечення потрібної чутливості РПУ. Для цього необхідно розраховувати  коефіцієнт шуму Ш_доп, допустимий з точки зору забезпечення заданої чутливості, і реальний коефіцієнт шуму Ш_пр при різних структурах вхідних каскадів.

      Допустимий  коефіцієнт шуму РПУ: 
 
 

де – задана чутливість ;

Rа- опір антени або антенного кабелю (50 Ом);

– відношення сигнал/шум на вході приймача:  

– середній коефіцієнт модуляції, ;

 –  по напрузі звичайно порядку  10;

– шумова полоса пропускання лінійного тракту 

– постійна Больцмана;

– температура (К).

Розрахуємо коефіцієнт шуму приймача без ПРЧ: 
 

Так як , то першим каскадом РПрУ може бути ПЧ.

де  К_вц – коефіцієнт передачі по потужності вхідного кола, К_ВЦ = 0,7;

Ш_вц – коефіцієнт шуму вхідного кола, Ш_ВЦ = 1,1 ;

Ш_пч – коефіцієнт шуму ПЧ, який зумовлений шумами АЕ.

    Візьмемо  в якості активного елемента ПЧ транзистор КТ315Б, який має коефіцієнт шуму Ш_мин = 4 дБ або Ш_мин = 2,5 раз. Звідки

                                              ;                                   

Тоді коефіцієнт шуму приймача:

                                            ;        

       Порівнюючи результати Ш_пр і Ш_доп доходимо висновку, що Ш_пр<<Ш_доп , з чого робимо висновок, що ПРЧ можна не ставити.

 Таким  чином:

    - ПРЧ непотрібен;

    - шумова смуга приймача П_ш = 4.76 кГц;

    - коефіцієнт шуму приймача Ш_пр = 21,4 або 13,4 дБ.

  1.4 Вибір вибіркового кола преселектора.

      З погляду забезпечення рівномірності  АЧХ контуру в смузі пропускання  він повинен бути низькодобротним, широкосмуговим, а з погляду забезпечення необхідної вибірковості по дзеркальному каналу - високодобротним Перед розрахунком необхідно розділити задану у ТЗ нерівномірність АЧХ РПрУ на 2 тракта (РЧ и ПЧ), тобто:

                                                       ;     

Приймемо: дБ, тоді згідно ТЗ дБ.

Виходячи з  цього розрахуємо наступні добротності  контура:

      а) максимально припустимой з точки зору послаблення сигналу на краях смуги на мінімальній частоті (найхудший випадок):