На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Цифровой канал радиосвязи с разработкой РПД

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 23.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


     Содержание 

Задание на курсовую работу 3
Механизм распространения волны метрового диапазона 4
Энергетический расчет радиоканала с оценкой достоверности (вероятности доведения) принятого сообщения 5
Выбор структурной и обоснование функциональной схем устройства 11
Заключение 26
Список литературы 27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Задание на курсовую работу

     Тема  работы: Цифровой канал радиосвязи с разработкой РПД.
Исходные  данные:
1. Дальность  радиосвязи L=35 км;
2. Мощность  излучения передатчика Р=850 Вт;
З. КНД  передающей антенны   D=1,2 дБ;
4. Тип  приемной антенны: АШ-1,4;
5. Входное  сопротивление приемной антенны  Ra=70 Ом;
6. Диапазон  рабочих частот, (30…70) МГц;
7 Скорость телеграфирования V=150 Бод;
8. Отношение Рс / Рш >9раз на выходе ПРМ;
9. Коэффициент  шума приемника Nш=6раз;
10. Вид  сигнала А1;
11. Разнос частот  ––;
12. Высоты  размещения антенн: h1=7м (ПРД), h2=9м (ПРМ);
13. Избирательность  по зеркальному каналу, дБ ––;
14. Избирательность  по соседнему каналу, дБ ––;
15. Коэффициент нестабильности опорного генератора
16. Длина  сообщения N=11000 , дв.символов;
17. Требуемая  вероятность доведения Рдов=0,95; 

ВЫПОЛНИТЬ
1. Произвести энергетический расчет радиоканала и оценить достоверность принятой цифровой информации.
3. Произвести выбор и обоснование электрической структурной и функциональной схем устройства. 
 

     Механизм  распространения  волны метрового  диапазона

       Особенностью  механизма распространения волн метрового диапазона является то, что с увеличением частоты  коэффициент отражения уменьшается, это приводит к тому, что волна  не преломляется в ионосфере. Таким  образом, рефракция и дифракция  выражены крайне слабо, поэтому механизм распространения включает в себя:
      прямую земную волну;
      частичную интерференцию вблизи от точки передачи прямой земной волны и отраженной от Земли (рисунок 1).
       

       Рисунок 1 Механизм распространения радиоволны  

     К достоинствам  метрового диапазона, где  , можно отнести:
    оптимальные антенны по геометрическому размеру;
    мощность излучения мала;
    огромная частотная емкость, т.е. пропускная способность канала связи большая, большая скорость передачи, .
     К существенному и основному недостатку метрового диапазона волн относится малая дальность радиосвязи. Для его компенсации используют следующие способы:
    использование ретрансляторов (сеть радиорелейной связи);
    увеличение высоты поднятия передающих и приемных антенн;
    увеличение мощности передачи.

     Энергетический  расчет радиоканала  с оценкой достоверности (вероятности доведения) принятого сообщения

 
     С точки зрения высот расположения антенн различают два класса задач.
     К первому классу относят задачи,  в которых высота поднятия антенн больше рабочей длины волны: (как в данном случае: ). Это так называемые высокоподнятые антенны, что характерно для диапазонов СВЧ, УВЧ, и во многих случаях ОВЧ.
     Второй  класс задач рассматривает процесс  дифракции радиоволн при низко  расположенных антеннах, когда  . Этот случай характерен для работы в диапазонах ВЧ и более низких.
1) Область расстояний (зона), где применимо то, или иное частотное решение, определяют при высокоподнятых антеннах по соотношению между длиной радиолинии r и предельным расстоянием прямой видимости .
      ,                              (1)
     где h1 – высота поднятия передающей антенны в м,
           h2 – высота поднятия приемной антенны в м.
При различают следующие зоны на пути распространения земной волны:
1) освещенную 
2) полутени
3) тени
2) Поскольку заданная дальность радиосвязи превышает дальность прямой радиовидимости , то для дальнейшего расчета напряженности электрического поля будем использовать формулу Фока.
                  (2)
где - мощность излучения передатчика;
 – коэффициент усиления  антенны в разах;
[разы]=100,1*[дБ] – формула перехода;
[дБ]=10Lg[разы] – формула перехода;
- КНД передающей антенны;
КПД передающей антенны в метровом диапазоне приблизительно равно , поэтому им можно пренебречь, тогда .
-дальность прямой радиовидимости.
, - эквивалентные высоты антенн.
          (3) 

      (4)
 - эквивалентный радиус Земли
                            (5)
- средняя  длина волны.
- дифракционное поглощение энергии  сигнала на погонный километр  трассы. В городских условиях  , однако напряженность электрического поля тогда будет очень мала. Возьмем .
       (6)
3) Определим  напряжение на входе приемника:
           (7)
где             (8)
-действующая  электрическая высота (длина) антенны;
                – волновое число,                                                                                 
– длина плеча, геометрическая длина  антенны;
4) Найдем  отношение сигнал/шум на входе  детектора приемника:
               (9)
где – коэффициент шума приемника;
- постоянная Больцмана;
Т = 300 – температура окружающей среды;
– полоса пропускания приемника. Зависит от вида сигнала.
     Произведем  преобразование к цифровому сигналу. В данном случае используется телеграфный код со скоростью телеграфирования . Для неискаженной передачи в телеграфных сетях допускается ограничение частотного спектра до значений , тогда частота дискретизации будет равняться . Тогда производительность будет равняться . Следовательно:
      ;               (10)
– сопротивление приемной антенны.
.         (11)
5) Определим  вероятность ошибки в приеме  элемента информационного сообщения:
            (12)
6) Найдем  вероятность доведения всего  сообщения:
             (13)
где - длина сообщения.
Полученная  вероятность доведения всего  сообщения меньше чем заданная вероятность  , это не удовлетворяет условиям задачи. 

Увеличим  высоты поднятия антенн до 19 метров и произведем перерасчет вероятности. 

Проверим  соответствие данного решения заданной вероятности доведения. 

7) Определим  новую дальность прямой радиовидимости:
,            (14)                              
где h1 –новая высота поднятия передающей антенны в м,
      h2 –новая высота поднятия приемной антенны в м.
8) Поскольку  заданная дальность радиосвязи  превышает дальность прямой радиовидимости , то для дальнейшего расчета напряженности электрического поля будем использовать формулу Фока.
   (15)
где - мощность излучения передатчика;
 – коэффициент усиления  антенны в разах;
[разы]=100,1*[дБ] – формула перехода;
[дБ]=10Lg[разы] – формула перехода;
- КНД передающей антенны;
КПД передающей антенны в метровом диапазоне приблизительно равно , поэтому им можно пренебречь, тогда .
-дальность прямой радиовидимости.
- эквивалентные высоты антенн.
;          (16)
;          (17)
                  (18)
- средняя  длина волны.
- дифракционное поглощение энергии  сигнала на погонный километр  трассы.
9) Определим  напряжение на входе приемника:
            (19)
где  -действующая электрическая высота (длина) антенны;
                           (20)
 –  волновое число,                                                                                 
– длина плеча, геометрическая длина  антенны;
10) Найдем  отношение сигнал/шум на входе  детектора приемника:
             (21)
где – коэффициент шума приемника;
- постоянная Больцмана;
Т = 300 –температура окружающей среды;
– полоса пропускания приемника.
     Произведем  преобразование к цифровому сигналу. В данном случае используется телеграфный код со скоростью телеграфирования . Для неискаженной передачи в телеграфных сетях допускается ограничение частотного спектра до значений , тогда частота дискретизации будет равняться . Тогда производительность будет равняться . Следовательно:
;                   (22)
– сопротивление приемной антенны;
.           (23)
11) Определим  вероятность ошибки в приеме  элемента информационного сообщения:
              (24) 

12) Найдем  вероятность доведения всего  сообщения:
.              (25) 

     Полученная  вероятность доведения всего  сообщения больше чем заданная вероятность  , что удовлетворяет условиям задачи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3. Выбор структурной  и обоснование  функциональной схемы  передающего устройства метрового диапазона 

Структурная схема передатчика
       Структурная схема радиопередатчика - это графическое изображение, дающее представление о структуре радиопередатчика и состоящее из функциональных частей и связей между ними.
       Выбор и обоснование структурной схемы передатчика осуществляется с учётом его назначения и особенностей эксплуатации, а также на основе анализа технических требований, предъявляемых к радиопередатчику. На данном этапе проектирования необходимо провести анализ основных теоретических положений, относящихся к передатчику заданного типа.
       Основой для разработки структурной схемы связного радиопередатчика являются технические требования:
    к диапазону рабочих частот;
    к допустимой нестабильности частоты передатчика при заданных пределах    изменениях    времени    непрерывной    работы,    параметров окружающей среды, напряжения электропитания;
    к выходной мощности, нагрузке и их стабильности;
    к уровню побочных излучений;
    к виду формируемых в радиопередатчике сигналов и допустимым искажениям при осуществлении модуляции.
 
       Простейший  передатчик может быть построен по однокаскадной схеме. Однако такая  схема не может обеспечить стабильность и высокую мощность излучаемых колебаний. Поэтому современные радиопередатчики строятся по многокаскадной схеме. 

       Любое радиопередающее устройство должно содержать:
      генератор электрических колебаний, автономно создающий незатухающие колебания (автогенератор АГ - в одночастотном передатчике, синтезатор сетки частот - в многокаскадном передатчике);
      устройство для осуществления процесса модуляции - модулятор;
      Оконечные усилители мощности, обеспечивающих заданную выходную мощность колебаний;
      Антенно-фидерное устройство, осуществляющее излучение электромагнитной энергии в свободное пространство в заданном направлении с требуемой поляризацией электромагнитной волны;
      Система электропитания.

Рис. 2. Структурная схема передатчика 

      Возбудитель обеспечивает формирование первичных (опорных) незатухающих гармонических  колебаний с требуемой стабильностью  частоты (это выполняет кварцевый  автогенератор) и синтез дискретного  множества частот такой же стабильности с возможностью выбора заданной частоты из этого множества (эту функцию выполняет синтезатор сетки частот). Как правило, в возбудителе устанавливается смеситель, осуществляющий преобразование fсч ± fм = fрч, где fсч - установленная частота на выходе сетки частот; fм = 10,5 МГц - выходная частота модулятора; fрч = (30…76) МГц - рабочая частота передатчика; знак преобразования + или – выбирается при проектировании передатчика.
       Синтезатор частоты – это устройство радиопередатчика для формирования гармонических колебаний с заданными частотами из колебаний одного или нескольких опорных генераторов. Опорный автогенератор используется для формирования сетки рабочих частот и определяет стабильность выходного сигнала возбудителя. Он фактически выполняет функции эталонного генератора с прецизионной стабильностью частоты генерируемых колебаний. Кроме синтезатора частоты в состав возбудителя могут входить устройства преобразования информации, усиления, фильтрации и коммутации.
       Модулятор обеспечивает изменение одного из параметров несущего колебания (амплитуды) по закону изменения амплитуды входного информационного  сигнала.
       Современные связанные радиопередатчики имеют  в своем составе несколько  модуляторов (по виду радиосвязи), выбор  рабочего модулятора осуществляется через  коммутатор либо вручную с передней панели передатчика, либо с использованием устройств дистанционного управления (УДУ).
       Каскады предварительного усиления и оконечный  каскад усиления мощности сигнала обеспечивает заданную мощность излучения.
       Усилитель мощности обеспечивает необходимое усиление сигналов, сформированных в возбудителе до уровня выходной мощности, обусловленной исходными данными. В основе усилителя мощности находятся один или несколько генераторов с внешним возбуждением, мощность и частота выходных сигналов, которых зависит от мощности и частоты входных сигналов.
     Схемные решения по составу усилителя мощности определяются заданными требованиями по энергетическим (мощность, КПД) и качественным (линейность усиления) показателям. В общем случае усилитель мощности состоит из одного или нескольких предварительных каскадов усиления, выходного каскада усиления и блока фильтров. Фильтры являются нагрузкой выходного каскада усилителя и предназначены для подавления всех гармоник, кроме основной – первой.
       Высокочастотный переключатель (ВЧП) обеспечивает подключение  усилителя мощности через устройство согласования и симметрирования (УСС)  к антенно-фидерному устройству или к эквиваленту антенны (ЭА), который используется для настройки  и регулировки радиопередатчика без выхода в эфир.
       Устройство  согласования и симметрирования  выполняет следующие функции:
    согласовывает выходное сопротивление усилителя мощности с сопротивлением антенны, т.к только при их равенстве обеспечивается максимальная мощность излучения
    обеспечивает подключение и согласование по сопротивлению несимметричного выхода усилителя мощности (используется корпус) и симметричных антенн и наоборот
       Устройство  дистанционного управления позволяет  автоматизировать функции управления радиопередатчиком и обеспечивает:
    установку (выбор) рабочей частоты;
    выбор вида радиосвязи (вида модуляции);
    установку (регулировку) выходной мощности;
    выбор антенны или эквивалента антенны.
       Системы энергопитания (СЭП) формируют напряжение электропитания всех структурных элементов  радиопередатчика.
        
       Функциональная  схема передатчика
     На этапе разработки функциональной схемы передатчика необходимо решить следующие основные задачи:
    произвести  выбор   элементной  базы  для   основных  каскадов радиопередатчика;
    определить состав тракта радиочастоты и произвести распределение усиления между ступенями (каскадами) усилителя мощности;
    определить состав возбудителя и способ реализации заданных требований по стабильности частоты радиопередатчика;
    произвести выбор метода осуществления процесса модуляции или манипуляции в зависимости от типа проектируемого радиопередатчика;
    определить состав системы электропитания и ориентировочно оценить мощность, потребляемую радиопередатчиком.
     При разработке функциональной схемы важным этапом является выбор типа активных элементов (усилительных приборов). В настоящее время освоен выпуск мощных генераторных транзисторов, работающих в диапазоне от очень низких частот (ОНЧ) до сверхвысоких частот (СВЧ). Поэтому современные связные передатчики с выходной мощностью до нескольких киловатт выполняются полностью на транзисторах. При этом следует учитывать то, что коэффициент усиления транзисторного каскада обычно не превышает 3...5, а генерируемая мощность колебаний резко зависит от рабочей частоты. Кроме того, поскольку транзисторы очень чувствительны к перегреву, необходимо при проектировании обеспечить заданный температурный режим передатчика.
     При составлении функциональной схемы, прежде всего надо выбрать выходные параметры задающего генератора – частоту и её стабильность, а также выходную мощность сигнала. Эти параметры выбираются исходя из заданных стабильности и частоты выходного сигнала передатчика.
     Обычно при проектировании частоту задающего генератора выбирают стандартной: 100 кГц, 1МГц, 5МГц, 10МГц, 100МГц с таким расчётом, чтобы несущую частоту получить либо с минимальным общим коэффициентом умножения, либо наиболее простым преобразованием. Однако в любом случае частоту задающего генератора не рекомендуется выбирать больше 100 МГц, так как с увеличением частоты трудно обеспечить её высокую стабильность. Для нашего примера подойдёт частота задающего генератора равная 1 МГц.
     Чаще всего в качестве задающих генераторов применяются кварцевые генераторы на транзисторах и туннельных диодах. Так как стабильность существенно зависит от мощности, рассеиваемой на кварце, то обычно их выходная мощность не превышает нескольких десятков милливатт у генераторов на туннельных диодах.
     Принципиальная электрическая схема передатчика собирается из принципиальных схем отдельных его каскадов. Каждый из каскадов передатчика можно выполнить, применяя различные схемы.
     Автогенератор передатчика.
     Автогенераторы могут быть реализованы на основе следующих схем:
    RC – генераторов;
    LC – генераторов;
    LC – генераторов с кварцевой стабилизацией;
    квантовых генераторов;
    синтезаторов частот.
     Схемы LC – генераторов строятся, как автогенераторы с индуктивной связью, а также по принципу индуктивной и ёмкостной трёхточки. LC- генераторы могут работать во всём диапазоне радиочастот. Нестабильность этих схем до от основной частоты, RC- и LC-генераторы могут перестраиваться в диапазоне частот. Коэффициент перекрытия диапазона обычно от 2 до 5.
     Схемы генераторов с кварцевой стабилизацией частоты обеспечивают нестабильность от основной частоты. Схемы таких генераторов достаточно просто реализуются и являются основными для большинства современных передатчиков.
     В нашем передатчике воспользуемся кварцевым генератором.
     Синтезатор частоты.
     Схемы синтезаторов частот в качестве задающих генераторов могут использовать схему квантового стандарта частоты. Синтезаторы частоты обеспечивают получение конечного числа фиксированных частот высокой стабильности (сетки частот). Частота на выходе синтезатора может изменяться дискретно с заданным шагом. Шаг дискретизации может очень маленьким.
     Необходимые для работы синтезатора опорные частоты формируются в схеме посредством умножителей частоты. Здесь реализуется метод прямого преобразования частоты опорного генератора на туннельном диоде.
       Рассчитаем  диапазон перестройки синтезатора  частоты:
       fсч = fм + fрч
       fсч = 10,5+ (30…76)=(40,5…86,5)МГц
     Усилители мощности.
     Усилители мощности обеспечивают получение заданной выходной мощности передатчика. Выходные и входные цепи усилителя мощности строятся таким образом, чтобы минимизировать потери высокочастотного сигнала.
       Рассчитаем  количество каскадов усиления:

       Мощность  излучения передатчика Р = 1 кВт.
     Выходные фильтры и согласующие устройства.
     В схеме выходного каскада роль выходного фильтра и согласующего устройства выполняет колебательный контур.
     Согласование    параметров    антенны    с    выходным    сопротивлением транзистора достигается изменением величины индуктивности.
     Согласующее устройство устанавливается в передатчик для согласования выходного усилителя мощности с антенной. Это устройство может быть настроенным на единственный тип антенны или перестраиваться при подключении к передатчику различных антенн. 


Рис.3 Функциональная схема передатчика 

       На  рис. 3.  представлена функциональная схема передающего устройства. Генератор  плавного диапазона G1, смеситель UZ2, делитель с переменным коэффициентом деления U2, фазовый детектор UR1, фильтр нижних частот Z1, управитель U1 опорный кварцевый автогенератор G3 делитель с фиксированным коэффициентом деления U3 и умножитель частоты U4 представляют собой широкодиапазонный цифровой синтезатор частот. Колебания генератора плавного диапазона G1 поступают на делитель частоты с переменным коэффициентом деления U2 через смеситель UZ2, на второй вход которого поступают колебания опорного автогенератора G3 через умножитель частоты U4. Таким образом, удается значительно уменьшить частоту колебаний генератора G1. Кроме того, для повышения стабильности частоты колебания опорного кварцевого автогенератора G3 подаются на фазовый детектор UR1 через делитель частоты U3 с фиксированным коэффициентом деления. Управляющее напряжение снимается с выхода фазового детектора UR1 и далее через фильтр нижних частот Z1 реактивный элемент U1 подается на генератор G1, чем и обеспечивается стабилизация частоты генерируемых колебаний. Наличие в схеме цифрового делителя частоты U2 с переменным коэффициентом деления обеспечивает формирование множества дискретных рабочих частот. С генератора G1 колебания поступают на смеситель UZ1, на второй вход которого подается модулирующее напряжение по цепи: управитель частоты (реактивный элемент) U2 и частотно – модулированный автогенератор G2. Колебания со смесителя UZ1 через полосовой фильтр Z2 и усилитель A2 далее поступает в усилитель мощности A3. 

     Основной  тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является «цифровизация» сетей связи, которая предусматривает построение сетей связи на базе цифровых методов передачи и цифровых методах коммутации.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.