Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курсовой проект - Расчет радиоприемного устройства КВ диапазона - файл готово.doc


Курсовой проект - Расчет радиоприемного устройства КВ диапазона
скачать (794.5 kb.)

Доступные файлы (4):

готово.doc770kb.12.12.2010 03:35скачать
перечень.doc100kb.20.11.2011 02:34скачать
схема.doc890kb.20.11.2011 02:33скачать
тит.doc23kb.20.11.2011 02:32скачать

содержание
Загрузка...

готово.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...


РЕФЕРАТ
Отчет к курсовому проекту состоит из 37 стр., в который входят 8 рисунков, 3 таблицы, 20 источников информации.

Ключевые слова: ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР, СПЕКТР, АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, НАДЕЖНОСТЬ, ГАРМОНИКИ, ГЕТЕРОДИН, УСИЛИТЕЛЬ и т.д.

В ходе курсовой работы, на основании технического задания, необходимо было спроектировать приемник КВ диапазона.

В результате проектирования были раскрыты следующие вопросы, которые касаются перспективы развитии курсового проекта. При изучении методов построения аналогов проектируемого устройства и сравнения их достоинств и недостатков, были сформированы технические условия для радиоприемника КВ диапазона, и произведен выбор структурной схемы. На основании структурной схемы была сформирована схема электрическая принципиальная, с использованием новых схемотехнических решений и учетом научно-технического прогресса, и произведен полный расчет проектируемого устройства. В соответствии с электрической принципиальной схемой, при использовании новых радиоэлементов, был произведен выбор элементной базы.
^ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
По ниже приведенным данным, согласно схемотехническим требованиям и техническому заданию, произвести полный расчет радиоприемного устройства.

  1. Диапазон принимаемых частот:

  2. Максимальная чувствительность, при Рвых = 50 мВт:

  3. Реальная чувствительность:

  4. Избирательность по соседнему каналу:

  5. Избирательность по зеркальному каналу:

  6. Коэффициент модуляции:

  7. Полоса воспроизводимых звуковых частот:

  8. Чувствительность со входа УНЧ:

  9. Номинальная выходная мощность при коэффициенте гармоник не более 4%:

  10. Эквивалентная емкость антенны:

  11. Эффективность действия АРУ:

КВ (11,65-12,05 МГц)
75 мкВ;

120 мкВ;

35 дБ;

39 дБ;

0,8;

100…3500 Гц;

0,25 В;

2 Вт;

65пФ;

30 – 3дБ.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………………4

1 Предварительная расчетная часть………………………………………………....6

  1. Состав и назначение элементов РПУ……………………………………6

  2. Расчёт полосы пропускания приёмник………………………………..7

  3. Выбор значения промежуточной частоты…………………………….9

1.4 Распределение допустимой неравномерности частотной
характеристики по каскадам радиоприемника......................................................9

  1. Выбор числа контуров преселектора.......................................................10

  2. Проверка обеспечения нужной избирательности по зеркальному
    каналу……………………………………………………………………………...11

  3. Выбор селективной системы усилителя промежуточной частоты...11

  4. Расчет требуемого коэффициента усиления в ВЧ тракт……………12

2 Основная расчетно-описательная часть……………………………………….14

  1. Входная цепь…………………………………………………………...14

  2. Усилитель радиочастоты……………………………………………...17

  3. Преобразователь частоты и усилитель промежуточной частоты…21

2.4 Детектор………………………………………………………………..27

  1. Полосовой фильтр……………………………………………………..28

  2. Усилитель звуковой частоты………………………………………….28

Выводы…………………………………………………………………………….32

Список источников информации………………………………………………...33

Приложение А…………………………………………………………………….35

Приложение Б……………………………………………………………………..37
ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей конструирования приёмника является обеспечение работоспособности устройства с параметрами, заложенными в его электрический расчёт.

Радиоприёмное устройство - это система узлов и блоков, предназначенных для выделения полезного радиосигнала из совокупности поступивших от приёмной антенны электромагнитных колебаний, усиление и преобразование сигналов к виду, необходимого для нормальной работы оконечных устройств.

Сложность и многообразие различных радиотехнических систем, в которых используется приёмные устройства, привели к развитию различных ветвей этой области радиоэлектроники. В основном, это все более расширяющееся применение интегральных схем и, использование цифровой техники не только для управления и регулирования, но и для передачи сигналов. Вид принимаемых сигналов и характер переносимой информации в значительной степени зависят от назначения радиотехнической системы.

В основном, при обработке сигналов в электрических звуковых устройствах, стремятся по возможности более полно сохранить содержащуюся в сигналах информацию, при этом объективная оценка качества звукотехнических устройств осуществляется по следующим основным показателям:

  • линейные искажения (неравномерность амплитудно- и фазочастотной характеристик),

  • нелинейные искажения и паразитная модуляция (появление новых составляющих в частотном спектре сигнала, вариации уровня и частоты подаваемых сигналов - детонация),

- относительный уровень помех (отношение сигнал/помеха) и так далее. Совершенствующиеся методы анализа тех или иных явлений позволяют

определять причины, приводящие к искажениям при передаче, приеме и воспроизведении сигналов. Решающую роль при проектировании устройств играют расчеты и моделирование на ЭВМ, а при конструировании - машинное проектирование, а также испытания полученного устройства. Только благодаря новым методам и средствам измерений стало возможным объективное подтверждение самых различных эффектов, предсказуемых на основе расчетов.

Радиоприёмники можно классифицировать по ряду признаков, из которых основными являются: 1) тип схемы; 2) вид принимаемых сигналов; 3) назначение приёмника; 4) диапазон частот; 5) вид активных элементов, используемых в приёмнике; 6) тип конструкции приёмника.

По типу схем различают приёмники детекторные, прямого усиления (без регенерации и с регенерацией), сверхрегенеративные и супергетеродинные приёмники, обладающие существенными преимуществами перед приёмниками других типов и широко применяемые на всех диапазонах частот.

Принимаемыми сигналами могут быть непрерывные колебания с изменяемой модулированной) амплитудой (АМ), частотой (ЧМ) и фазой (ФМ).
^ 1 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Состав и назначение элементов РПУ

1.1.1 Данное радиоприемное устройство построено по супергетеродинной
схеме и имеет фильтры в тракте звуковой частоты. Эти фильтры предназначены для
телефонного сигнала с полосой 3 кГц.

1.1.2 Функциональная схема РПУ.

Функциональная схема РПУ представлена на рисунке 1.



Рисунок 1 - Функциональная схема РПУ
В состав РПУ входит:

  • Входная цепь - предназначена для выделения несущей частоты и согласования антенны с последующими каскадами схемы. Также, входная цепь обеспечивает подавление сигнала по зеркальной частоте.

  • Усилитель радиочастоты (УРЧ) - обеспечивает нужное усиление несущей для последующих преобразований.

  • Преобразователь частоты - обеспечивают понижение частоты для последующей фильтрации, т.к. на более низких частотах добротность фильтров намного выше, чем на высоких частотах.

  • Полосовой фильтр - осуществляет избирательность по соседнему каналу.

  • Усилитель промежуточной частоты и автоматическая регулировка частоты -обеспечивает автоматическое усиление промежуточной частоты для последующей дешифрации.

  • Детектор - выделяет полезный сигнал звуковой частоты из высокочастотного.

  • Усилитель звуковой частоты - предназначен для конечного усиления звуковой частоты до значения мощности, пригодной для воспроизведения через громкоговорители.



^ 1.2 Расчёт полосы пропускания приёмника

Необходимая полоса пропускания определяется реальной шириной спектра частот принимаемого сигнала ∆Fc и запасом по полосе пропускания ∆Fзап, зависящая от нестабильностей частот принимаемого сигнала и гетеродина приемника, а также от погрешности при настройке отдельных контуров.

, (1.1)

Для телефонного сигнала ширина спектра определяется по формуле:



где FB - верхняя полоса воспроизводимых звуковых частот, Гц.

Определим нестабильность воспроизводимой частоты по формуле:

(1.2)

где bH - нестабильность несущей частоты;

bГ - нестабильность частоты гетеродина;

bПК - нестабильность частоты при прохождении через прямой канал;

fH - максимальная частота несущей частоты, Гц;

fГ - максимальная частота гетеродина, Гц.

Принимаем значение относительной нестабильности несущей частоты сигнала bH = 0, так как мы не учитываем нестабильность частоты, связанной с нестабильностью передаваемого сигнала радиостанцией и девиацией частоты при распространении принимаемого сигнала в пространстве. В связи с тем, что сейчас производится предварительный расчет радиоприемного устройства, устанавливаем нестабильность частоты гетеродина приёмника Ьг = 10-5 и нестабильность частоты при прохождении сигнала через прямой канал ЬПК = 0 (используется линейная вольтамперная характеристика нелинейных элементов).

Исходя из выше сказанного:

(1.3)



Таким образом, запас по промежуточной частоте составляет:



Определяем полосу пропускания приемника.





^ 1.3 Выбор значения промежуточной частоты

Число преобразований частоты в приемнике и значение промежуточной частоты fПЧ выбирается, в первую очередь, из условий обеспечения требований по ослаблению зеркального (SЗК) и соседнего (SСК) каналов, а также с учетом других факторов. В проектируемом приемнике эти требования могут быть обеспечены при использовании одного преобразования частоты и стандартного значения fПЧ. В бытовой аппаратуре приняты следующие значения fПЧ:

  • 465 кГц в радиовещательных приемниках АМ сигналов (диапазоны ДВ, СВ,

КВ);

  • 10.7 МГц в радиовещательных приемниках ЧМ сигналов (диапазон УКВ);

  • 500 кГц в приемниках ОМ сигналов (диапазон КВ).

Выбор указанных значений fПЧ позволяет использовать в тракте ПЧ интегральные фильтры сосредоточенной избирательности (ФСИ), выпускаемые промышленностью.

Таким образом, промежуточная частота - 465 кГц.

^ 1.4 Распределение допустимой неравномерности частотной характеристики по каскадам радиоприемника

Основную неравномерность в тракте приема сигнала амплитудной модуляции можно распределить следующим образом:

  • входная цепь и усилитель радиочастоты 1÷2 дБ;

  • усилитель промежуточной частоты 2÷5 дБ;

  • детектор 0,5÷1 дБ;

  • усилитель звуковой частоты 3÷4 дБ;

  • акустических систем 4 дБ.

Определяем неравномерность частотной характеристики по формуле.

(1.4)

где n - число каскадов вносимых искажения;

- неравномерность частотной характеристики і-го каскада, дБ.





Переведем значение неравномерности частотной характеристики радиоприемного устройства в относительные величины по формуле.

(1.5)


^ 1.5 Выбор числа контуров преселектора

В начале контуров принимают равным единице, затем находят максимально допустимую добротность контура QЭ.

(1.6)

где fmin - минимальная принимаемая частота радиоприемником, Гц.



Определим необходимое число контуров преселектора для обеспечения ранее найденной эквивалентной добротности. При расчете нужно учесть, что в практике, добротность контура составляет 50÷100.

(1.7)

где N - число контуров преселектора, значение которого должно быть целочисленным;

QЭпр - практическое значение эквивалентной добротности контура преселектора.



Приняв число контуров преселектора N=2, определим, какая равная эквивалентная добротность контура приходится на один контур преселектора.

(1.8)


^ 1.6 Проверка обеспечения нужной избирательности по зеркальному каналу

Определяем избирательность по зеркальному каналу, которую может обеспечить входная цепь на максимальной частоте диапазона:

(1.9)



Так как = 58,42 дБ больше =39дБ, то контур входной цепи обеспечивает нужную избирательность по зеркальному каналу.
^ 1.7 Выбор селективной системы усилителя промежуточной частоты

В сравнительно простых приемниках, в которых пропускание не регулируется, в качестве селективных элементов усилителя промежуточной частоты обычно применяю фильтры сосредоточенной селекции на входе (в качестве нагрузки преобразователя частоты). Последний каскад усилителя промежуточной частоты выполняют с одиночным колебательным контуром, остальные - с апериодическими. Полоса пропускания последнего каскада в два-три раза шире полосы пропускания приемника, поскольку требуемая амплитудно-частотная характеристика усилителя промежуточной частоты формируется в фильтрах сосредоточенной селекции.

Для выбора полосового фильтра используются следующие параметры:

  • частота пропускания 465кГц;

  • селективность по соседнему каналу, не хуже 35 дБ.


^ 1.8 Расчет требуемого коэффициента усиления в ВЧ тракте

Так в КВ диапазоне в основном применяется внешняя антенна, то в начале, перед тем как определить необходимое число каскадов усиления, определим входное напряжение наводимое на антенне по формуле:

(1.10)

где КВУ - коэффициент передачи входной цепи, учитывающий тип транзистора во входной цепи прямого канала;

UЧ - ЭДС в антенне, равная чувствительности приемника, В.

Для КВ диапазона в УРЧ КВУ=0,6…1,0. Таким образом, получаем:



Необходимый коэффициент усиления от входа первого каскада до входа детектора определяется формулой:

(1.11)

где Uдет - входное напряжение детектора, В;

кЗАП - коэффициент запаса, учитывающий разброс параметров

транзисторов (примем равный 2).

Задавшись минимально возможным входным напряжением используемой в качестве детектора ИМС (100мкВ), найдем искомый коэффициент усиления в ВЧ тракте:



Задавшись минимальной чувствительностью ИМС выполняющую роль смесителя (500мкВ) и зная напряжение наводимое на антенне найдем минимально необходимый коэффициент усиления УРЧ на БП:

(1.12)

где UВХ2 – min входное напряжение (чувствительность) ИМС.



Задавшись коэффициентом усиления фильтра сосредоточенной селекции (0,5), найдем необходимый коэффициент усиления тракта промчастоты:

(1.13)

где КФСС - коэффициент усиления фильтра сосредоточенной селекции.


^ 2 ОСНОВНАЯ РАСЧЕТНО-ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Входная цепь

Рассчитываемая схема представлена на рисунке 2.



Рисунок 2 - Схема входной цепи
В КВ диапазоне емкость связи выбирается в пределах ССВ=(10÷20) пФ, выберем ССВ=10 пФ. В качестве переменного конденсатора СК выберем конденсатор типа КПВ-10 номиналом Ск=1÷10 пФ:

(2.1)

где Ск МАХ – максимальная емкость переменного конденсатора, Ф;

Ск MIN – минимальная емкость переменного конденсатора, Ф;

СВХ УРЧ – входная емкость следующего каскада усилителя радиочастоты, Ф.



Определим индуктивность катушки колебательного контура входной цепи по формуле:

(2.2)

Где fH max - максимальная принимаемая (несущая) частота , Гц;

fH min - минимальная принимаемая (несущая) частота , Гц.



При расчете получили индуктивность катушки LK = 1,2 мкГн.

Из предварительных расчетов, получив добротность контура входной цепи QЭК = 66,7 , найдём необходимую величину собственной добротности контура по формуле.

(2.3)

Вычисляем сопротивление потерь контура по формуле:

(2.4)

Но перед данным расчетом, определим характеристическое сопротивление контура по формуле:

(2.5)

Отсюда вычислим сопротивление потерь контура по формуле 2.4:



Определяем коэффициент передачи входной цепи при коэффициенте включения n=1 по формуле.

(2.6)

где СВХ УРЧ - входная емкость следующего каскада усилителя Радиочастоты, Ф.



Рассчитаем коэффициент включения усилителя радиочастоты к контуру входной цепи по формуле:

(2.7)





Определяем коэффициент передачи контура при коэффициенте включения усилителя радиочастоты к контуру входной цепи nK = 0,26 по формуле:

(2.8)

Рассчитаем индуктивность катушки связи по формуле:

(2.9)


^ 2.2 Усилитель радиочастоты

Изобразим выбранную схему усилителя радиочастоты на рисунке 3. В качестве активного элемента выбираем маломощный транзистор типа КТ312В, так как он обладает высокой граничной частотой и коэффициентом усиления, имеет малую стоимость, и в настоящее время получил широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре. Транзистор работает в линейном режиме по схеме с общим эмиттером. Параметры транзистора представлены в таблице 1.



Рисунок 3 - Схема усилителя радиочастоты

Таблица 1 - Электрические параметры транзистора КТ 312В

Коэффициент передачи тока

50÷280

Граничная частота коэффициента передачи, МГц

150

Крутизна, мСм

35

Емкость коллекторного перехода, пФ

5

Постоянное напряжение коллектор-база, В

20

Постоянное напряжение коллектор-эмиттер, В

20

Постоянный ток коллектора, мА

200

Импульсный ток коллектора, мА

-

Температура окружающей среды, °С

от -55до+100

Тип перехода, материал

n-р-n кремний


Вычислим сопротивления цепи питания транзистора, полагая что:

  • требуемый коэффициент стабильности коллекторного тока γ = (1,5 ÷ 3);

  • допустимое падение напряжения на сопротивлении фильтра коллекторной ∆URФ =1В;

- интервал температур в градусах Цельсия, в пределах которого должна обеспечиваться температурная компенсация коллекторного тока ∆Т=40°С.

Исходя из выше сказанного, определяем величину резистора RЭ по формуле:

(2.10)

где : ЕК0

∆URФ
UK
IK

IK0


  • напряжение питания каскада усилителя радиочастоты, В;

  • допустимое падение напряжения на сопротивлении фильтра коллекторной цепи, В;

  • падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер в режиме А, В;

  • ток покоя коллектора, А;

  • ток утечки коллекторного перехода, А



Выбираем из ряда номинальных сопротивлений величину резистора RЭ=1,4кОм. При этом принимаем величину R1 в десятикратном размере больше чем RЭ, то есть R1 =14 кОм.

Производим расчет сопротивление резистора R3 по формуле:

(2.11)



Выбираем из ряда номинальных сопротивлений величину резистора R3=5,6 кОм.

Производим расчет сопротивление резистора R2 по формуле:

(2.12)



Выбираем из ряда номинальных сопротивлений величину резистора R2=3,6 кОм.

Шунтирующую ёмкость Сэ, предотвращающую образование отрицательной обратной связи, вычисляем по формуле:

(2.13)



Из рядя номинальных емкостей округлив в большую сторону, Сэ =4,3 пФ. Определяем сопротивление фильтра по формуле:

(2.14)



Выбираем из ряда номинальных сопротивлений величину резистора RФ=160 Ом.

Емкость СБЛ должна удовлетворять неравенству.

(2.15)



Принимаем Сбл =56 пФ.

Вычислим параметры эквивалентной схемы каскада:

(2.16)

(2.17)

Где G1 - общая выходная проводимость цепи, мкСм;

G2 - общая входная проводимость цепи, мкСм;

gвых - выходная проводимость транзистора (КТЗ12В), мкСм;

gвх - входная проводимость транзистора (КТЗ12В), мкСм;

gсх - проходная проводимость транзистора (КТ312В), мкСм





После этого рассчитаем максимально возможный коэффициент усиления каскада по формуле.

(2.18)



Таким образом, получаем, что максимальный коэффициент усиления составляет КОМ = 44,4, что более чем удовлетворяет необходимому коэффициенту усиления по предварительному расчету.

^ 2.3 Преобразователь частоты и усилитель промежуточной частоты

Гетеродин, смеситель , УРЧ , а так же автоматическая регулировка усиления реализованы на ИМС К174ХА2. Она представляет собой полупроводниковую интегральную микросхему 3-й степени интеграции и содержит 34 транзистора, 21 диод, и 57 резисторов. ИМС предназначена для построения на ее основе радиоприемника сигналов с амплитудной модуляцией. Содержит усилитель радиочастоты с усилителем постоянного тока системы АРУ , смеситель , гетеродин , усилитель промежуточной частоты с регулировкой усиления , оконечный усилитель и второй усилитель АРУ. На рисунке 4 приведена функциональная схема ИМС К174ХА2.



Рисунок 4 - Функциональная схема ИМС К174ХА2.

Примечание к рисунку:

А1- усилитель радиочастоты (УРЧ); А2- система АРУ;

А3- стабилизатор напряжения; А4- усилитель промежуточной частоты (УПЧ);

А5- система АРУ; G1-гетеродин; UZ1- смеситель.

Типовая схема включения изображена на рисунке 5.

Рисунок 5- Типовая схема включения ИМС К174ХА2.

В таблице 2 приведены электрические параметры ИМС К174ХА2.

Таблица 2 - Электрические параметры ИМС К174ХА2.

Номинальное напряжение питания



Ток потребления при UП = 9В, Т = +25°С, не более

16мА

Отношение сигнал-шум при UП = 9В, fвх = 1 МГц, UВХ =10мкВ, m= 0,8, T= +25°С, не более


24дБ

Выходное напряжение низкой частоты при UП = 9В, fвх= 1 МГц , fпч = 465кГц, fм=1 кГц. m= 0,8, T=+25°С:.

при UВХ = 20мкВ, не менее

при UВХ = 5∙105 мкВ



60мВ

100…560мВ

Изменение выходного напряжения низкой час­тоты при изменении напряжения источника питания в диапазоне 4,8...9В при f=1 МГц, fм=1 кГц, m= 0,3, UВХ = 10мкВ, Т= +25°С, не более



6дБ

Верхнее значение частоты входного сигнала при UП = 9В, Т = +25°С, не менее

27МГц

Коэффициент гармоник при Un = 9В, fвх = 1МГц, fпч =465 кГц, fм=1кГц, m= 0,8, T = +25° С, не более:

при UВХ = 5 ∙105мкВ

при UВХ = 3∙104 мкВ



10%

8%

Входное сопротивление УПЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее

3кОм

Входное сопротивление УВЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее

3кОм

Выходное сопротивление УПЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее

60кОм


Предельные эксплуатационные данные:

Напряжение питания …………………………..…4,8... 15В

Максимальное входное напряжение ……………............................2В

Максимальная температура кристалла……………..…………+125° С

Температура окружающей сре­ды ………………………..-25...+550 С
Принципиальная схема ИМС К174ХА2 изображена на рисунке 6.



Рисунок 6 - Принципиальная схема ИМС К174ХА2
Назначение выводов: 1 — вход 1-го усилителя высокой частоты; 2 — вход 2-го усилителя высокой частоты; 3 — вход усилителя АРУ; 4. 5, 6 — вы­воды гетеродина; 7—выход усилителя проме­жуточной частоты; 8 — общий вывод, питание (-Un); 9 — вход усилителя АРУ усилителя промежуточной частоты; 10— выход усилителя индикации; 11; 13 — вывод усилителя промежуточной частоты; 12 — вход усилителя проме­жуточной частоты; 14 — вход стабилизатора напряжения, питание ( + Un); 15, 16 — выходы смесителя.

В ИМС К174ХА2 симметричный резисторный каскад УРЧ построен на транзисторах Т1 и Т2 (рисунок 6). Напряжение сигнала на эти транзисторы (выводы 1 и 2) подаётся симметрично с помощью катушки L2, связанной с контуром входной цепи. Напряжение питания подается на резисторы R6 и R7 эмиттера Т6, на базу которого подано напряжение, стабилизированное с помощи цепочки R6, Д16-Д21. Транзистор Т6 работают как буфер, уменьшающий нагрузку цепочки диодов. Напряжение питания на коллекторе Т1 и Т2 подается через резисторы R2 и R4 с эмиттера Т16, на базу которого тоже подается стабилизированное напряжение с цепочки R55, Д16-Д21, однако, несколько больше, чем на базу Т6 (приблизительно на 1,3-1,5 В). Подобно Т6, Т16 служит буфером. В проводе эмиттера Т1 и Т2 включены резисторы R10 и R11; они создают отрицательную обратную связь по постоянному току, стабилизирующую режим.

Диоды Д1 -Д4 служат для АРУ; при слабом сигнале Д1 и Д2 заперты и не шунтируют выход каскада, а диоды ДЗ и Д4 открыты, так что отрицательная обратная связь по переменному току мала; при сильном сигнале Д1 и Д2 открываются и сильно шунтируют выход каскада, а диоды ДЗ и Д4 запираются, так что в каскаде появляется сильная отрицательная обратная связь по переменному току; в результате усиление каскада уменьшается.

На транзисторах ТЗ-Т5 построен УПТ, предназначенный для усиления положительного напряжения, поступающего с детектора системы АРУ на вывод 3.

С выхода УРЧ ( с коллектора Т1 и Т2 ) усиленное напряжение сигнала подается на сигнальный вход смесителя ( попарно соединенные друг с другом базы транзисторов Т8, Т9 и Т7-Т10). Гетеродинным выходам смесителя служат базы Т11 и Т 12. Постоянное напряжения на базе Т7-Т10, как и напряжения сигнала, подаются непосредственно с коллектора Т1 и Т2, питание же на базы Т11 и Т12 и на непосредственно соединенные с ними базы транзисторов гетеродина Т15 и Т14 подаётся через резисторы R17 и R18 с дополнительной стабилизацией цепочки R20, Д13-Д15. Дополнительная стабилизация напряжения нужна, конечно, не для смесителя, а для гетеродина.

Напряжения питания на коллекторе Т7- Т10 подаются с выводов 15 и 16 через подключенные к этим выводам элементы нагрузки. Это два конура промежуточной частоты с катушками L6 и L8; с первого из них колебаний через ПКФ подаётся на вход УПЧ (вывод 12), а со второго на самостоятельный детектор АРУ УРЧ, выход которого соединён с выводом 3 ИМС.

Гетеродин, как уже упоминалось, сроится на транзисторах Т14 и Т15, На коллектор Т15 напряжения питания подается непосредственно с источника без предварительной стабилизации. На коллектор Т14 то же напряжение подается через катушку колебательного контура L3 (схема питания последовательная, включение контура автотрансформаторное). Напряжения обратной связи подается на базы транзисторов (вывод 4. 5) с помощью катушки L4. Такая схема построения гетеродина позволяет при несимметричном включении колебательного контура реализовать преимущество двухтактной системы подавления (существенное ослабление) четных гармоник.

УПЧ включает в себя три одинаковых регулируемых симметричных каскада и симметричный нерегулируемый выходной каскад. Каждый из первых трёх каскадов построен на четырех транзисторах: Т23-Т26, Т27-ТЗО и Т31-ТЗЗ. Два из четырёх транзисторов (Т24 и Т25 в первом каскаде) включены по схеме ОЭ, а за ними следует два (Т23 и Т26), включенных по схеме с ОК (эмиттерные повторители). Такая схема позволяет без помощи разделительных конденсаторов избежать постепенного повышения потенциалов от каскада к каскаду.

База Т25 (вывод 11) с помощью внешнего конденсатора соединяется с корпусом, что исключает обратную связь через R43, R56 по переменному току. Такая же связь через R22; R42 устраняется соединением с корпусом через внешний конденсатор средней точки между этими двумя резисторами. На базу Т24 (вывод 12) подаётся, как уже упоминалось, напряжение с выхода ПКФ. Сопротивление R22 практически равно характеристическому сопротивлению ПКФ; это устраняет надобность в согласующем трансформаторе или контуре. На первый взгляд представляется не оправданным применение, двух резисторов R43 и R56 вместо одного с тем же сопротивлением. Однако при интегральной технологии изготовление двух резисторов вместо одного практически не увеличивает стоимости, а с точки зрения обеспечения идентичности рассматриваемой цепочки с R22, R42 такое решение, по-видимому, предпочтительно.

Диоды Д7-Д12, подобно диодам ДЗ и Д4 в каскаде УРЧ, служат для АРУ путём изменения глубины отрицательной обратной связи: с усилением сигнала зги диоды запираются и глубина обратной связи растёт. Управление этими диодами осуществляется через УПТ, построенный на транзисторах Т17 -Т19 на базу Т17 (вывод 9) подаётся постоянное напряжение с выхода детектора.

Транзистор Т34 служит для индикации настройки. В провод его эмиттера последовательно с R57 можно включить внешний микроамперметр. По мере усиления сигнала и вызываемого этим уменьшения эмиттерного тока Т17 и, соответственно, падения напряжения на R32, потенциал базы Т34 повышается и эмиттерный ток растет, что и регистрируется микроамперметром.

Выходной каскад УПЧ построен на Т20 и Т21. Резистор R52 стабилизирует режим. Резисторы R53 и R54 выравнивают распределение тока между транзисторами и создают отрицательную обратную связь, уменьшающую нелинейные искажение. Коллектор Т21 соединён с корпусом, а в провод коллектора Т20 (вывод 9) включается выходной контур промежуточной частоты с катушкой L5, с которым связан детектор.

Стабилизированное напряжения питания УПЧ снимается с эмиттера Т13, на базу которого, как и на базу T16, подается стабилизированное напряжение с цепочки R55, Д16 -Д21.

На рисунке 8 изображена схема включения , которая включает в себя так же и детектор . Чувствительность схемы 20 мкВ , выходное напряжение звуковой частоты на выходе детектора 60 мВ ( при отношении сигнал-шум на выходе 26 дБ и глубине модуляции входного сигнала 0,8 ), потребляемая мощность 150 мВт.
2.4. Детектор.

В данном приемнике используется диодный детектор. Как уже было сказано в пункте 2.3 , схема его подключения, номинал всех элементов и выходное напряжение известны. Поэтому стоит остановиться лишь на выборе диода.

Выбираем из справочника диод Д105 , имеющий следующие параметры:

- Постоянный прямой ток……………………………..160 мА,

- Максимально допустимый выпрямленный ток …….30 мА,

- Максимально допустимое обратное напряжение ……50 В,

- Максимальный обратный ток……………………..200 мкА,

- Максимальная рабочая частота ………………….150 МГц,

- Интервал рабочих температур ……………….. -60÷+70 Со.
^ 2.5.Полосовой фильтр.

Полосовой фильтр представляет собой конструктивно законченную систему пьезокерамических или кварцевых резонаторов, связанных между собой. Для нормальной работы полосового фильтра нужно согласовать его вход и выход с предыдущими и последующими каскадами.

Из условий, оговоренных в предварительном расчете, выбираем фильтр типа ФП1П-61.08 , имеющий следующие параметры :

- средняя частота полосы пропускания ….. ……………..465 кГц,

- полоса пропускания на уровне 6 дБ ………………...7,0÷10 кГц,

- селективность при раскройке на 9 кГц …………………....40дБ,

- входное сопротивление ……………………………………3кОм,

- выходное сопротивление ………….....................................2кОм,

- коэффициент усиления в полосе пропускания, не более ….0,5.
^ 2.6.Усилитель звуковой частоты.

Исходными данными для выбора усилителя звуковой частоты являются:

-максимальное входное напряжение, Uвх 250мВ,

-выходная мощность, Рн 2 Вт;

-минимальная частота, fmin 100 Гц;

-максимальная частота,fmax 3500 Гц;

-коэффициент гармоник не более, Кг 4%.
Из справочника выбираем ИМС К174УН9А. Микросхема представляет собой усилитель мощности низкой частоты с номинальной выходной мощностью 5 Вт при нагрузке 4 Ом.

Электрические и предельные эксплуатационные параметры ИМС указаны в таблице 3.

Таблица 3 - Электрические параметры ИМС К174УН9А.

Параметры микросхемы К174УН9А

Напряжение питания, В

18

Ток потребления ,мА

30

Нестабильность коэффициента усиления напряжения, %

20

Диапазон воспроизводимых частот, Гц

40-20000

Выходная мощность, Вт

5

Коэффициент гармоник, %

1

Входное сопротивление, кОм

100


На рисунках представлены схема принципиальная (рисунок 7) и типовая схема включения ( рисунок 8)ИМС К174УН9А.



Рисунок 7 – Схема принципиальная ИМС К174УН9А.

Рисунок 8 – Схема включения ИМС К174УН9А.

Расчет требуемого коэффициента усиления УЗЧ.

  1. Определяем амплитуду напряжения на входе УЗЧ:

(2.19)

где

Кдет - коэффициент передачи детектора.

м - глубина модуляции, м = 0,8.

Umвх дет – требуемая амплитуда напряжения на входе детектора.

Так как у нас приемник работает в КВ диапазоне, выбираем линейный детектор с входным напряжением 0,5.



  1. Определяем требуемую амплитуду выходного напряжения:

(2.20)

где

Рвых - требуемая выходная мощность приемника.

Rн - активное сопротивление обмотки динамика.



3. Определяем требуемый коэффициент усиления по напряжению:

(2.21)

где Кзап – коэффициент запаса = 1,5÷2.




ВЫВОДЫ

В ходе курсового проекта, на основании полученного задания, необходимо было спроектировать радиоприемник КВ диапазона.

В результате проектирования были раскрыты следующие вопросы, касающиеся перспективы развития радиотехнической отрасли относительно курсового проекта. Раскрыты вопросы, касающиеся назначения и области применения проектируемого устройства. В результате, обзора методов построения аналогов проектируемого устройства и сравнения их достоинств и недостатков, были сформулированы технические условия, предъявляемые к проектируемому устройству, и сделан выбор и обоснование структурной схемы. На основании структурной схемы была выбрана схема электрическая принципиальная и произведен полный электрический расчет всего устройства. В соответствие со схемой электрической принципиальной и достижениями современной радиотехники был сделан и обоснован выбор элементной базы.
^ СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ


  1. Алексеев Ю.П. Бытовая радиоприемная и звуковоспроизводящая аппаратура. Справочник. - М.: Радио и связь, 1991, 1994.

  2. Атаев Д.И., Болотников В.А. Аналоговые ИМС для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. - М.: МЭИ, 1993.

  1. Бобров Н.В. Расчет радиоприемников. - М.: Радио и связь, 1981.

  2. Буга H.H., Конторович В.Я., Сенина P.C., Шапиро Д.Н. Электромагнитная совместимость систем и средств радиосвязи. Уч. пособие. - Л.: ЛЭИС, 1982.

  3. ГОСТ 5651-89. Устройства радиоприемные бытовые. Общие технические условия.

  4. Дроздов В.В. Любительские КВ трансиверы. - М.: Радио и связь, 1988.

  1. Калантаров П. Л., Цейтлин Л. А. Расчет индуктивностей. - Л.:
    Энергоатомиздат, 1986.

  2. Кононович Л.М. Современный радиовещательный приемник. - М.: Радио и связь, 1986.

  3. Макаров О.В., Олендский В.А., Палшков В.В. Руководство по курсовому проектированию радиоприемников. - СПб.: ЭИС, 1992.

  1. Методические указания по курсовому проектированию радиоприемных устройств с использованием интегральных микросхем. Составители: Д.Н.Шапиро, Р.С.Сенина, А.А.Бердников. - Л.: ЛЭИС, 1984.

  2. Методические указания по проектированию малошумящих транзисторных усилителей СВЧ. 4.1 и 2 / М.А.Кузнецов, В.Л.Смрчек, В.М.Устименко - Л.: ЛЭИС, 1986, 1987.

  1. Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные, диоды импульсные, оптоэлектронные приборы: Справочник / Под ред. А.В.Голомедова. -М.: Радио и связь, 1988

  2. Поляков В.Т. Радиовещательные 4M приемники с фазовой автоподстройкой. - М.: Радио и связь, 1983.

  1. Прокофьев В.Г., Пахарьков Г.Н., Зарубежная бытовая радиоэлектронная аппаратура. - М.: Радио и связь, 1988.

  2. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов / Н.Н.Фомин, Н.Н.Буга, О.В.Головин и др.; Под ред. Н.Н.Фомина. - М.: Радио и связь, 1996.

  3. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник. / Под ред. Б.Л.Перельмана. - М.: Радио и связь, 1981.

  4. Харинский А.Л. Основы конструирования элементов радиоаппаратуры. -Л.: Энергия, 1971.

  5. Шапиро Д.Н. Расчет каскадов транзисторных радиоприемников. - Л.: Энергия, 1968.

  6. Шумилин М.С., Козырев В.Б. Власов В.А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. - М.: Радио и связь, 1987.

  7. Пьезоэлектрические приборы. Фильтры, преобразователи, датчики.
    Справочник. - СПб.: Изд. РНИИ "Электростандарт", 1996.





Скачать файл (794.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru