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 Разработать радиоприемник с внешними параметрами

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 27.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 13. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Министерство  образования и науки Российской Федерации
Южно-Уральский  государственный университет 
 

                      Факультет: ПС
                      Кафедра: РТС 
                       

ЗАДАНИЕ
по курсовому  проектированию 

студенту группы ПС-462 Шеметову Павлу Евгеньевичу 

Разработать радиоприемник  с внешними параметрами:
    Диапазон частот ………………….………...………… 52-100МГц
    Вид принимаемых сигналов ………………………….…………………. АМ
    Чувствительность …………………………………………………… 3 мкВ
    Отношение сигнал/шум ………………………………………………….. 10
    Избирательность по соседнему каналу …………..…………………..  40 дБ
    Избирательность по зеркальному каналу ………………..………….  60 дБ
    Величина сигнала на выходе детектора ……………….…………... 1 В
    Напряжение источника питания …....................................................... 12 В
 
Содержание расчетно-пояснительной  записки:
    Выбор и обоснование структурной схемы проектируемого радиоприемника.
    Разработка полной принципиальной схемы проектируемого радиоприемника.
    Расчет каскадов радиоприемника: ВЦ, УРЧ, Д.
 
Перечень графического материала:
    Лист формата А3 – Принципиальная электрическая схема.
    Лист формата А4 – Структурная схема.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    Аннотация 
     

              АМ-радиоприемник, Шеметов П.Е., ПС-462, ЮУрГУ, 2010,   с. Литература – 4 наименования, графический материал – 1 лист формата А3, 1 лист формата А4.  
               

     В пояснительной записке рассмотрен процесс проектирования радиоприемника амплитудно-модулированных сигналов. Проектирование ведется в два этапа. На первом осуществляется предварительный расчет – выбирается структурная схема приемника и рассчитываются основные его параметры. На втором этапе разрабатывается полная принципиальная схема и выполняется расчет отдельных каскадов приемника. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание
Введение 6 
 
 
 

 

Введение 

Радиоприёмник (радиоприёмное устройство) — устройство для приёма электромагнитных волн радиодиапазона с последующим преобразованием содержащейся в них информации к виду, в котором она могла бы быть использована. Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, радиоприемника и оконечного устройства предназначенного для воспроизведения сигналов. Радиоприемники можно классифицировать по ряду признаков:
    по основному назначению: радиовещательные, телевизионные, радионавигационные, профессиональные, военные (и пр. специального назначения);
    по роду работы: радиотелеграфные, радиотелефонные, фототелеграфные и т. д.;
    по виду модуляции, применяемой в канале связи: амплитудная, частотная, фазовая;
    по диапазону принимаемых волн, согласно рекомендациям МККР:
      мириаметровые волны — 100-10 км, (3кГц-30кГц), радио
      километровые волны — 10-1 км, (30кГц-300кГц), радио
      гектометровые волны — 1000—100 м, (300кГц-3МГц), радио СВ
      декаметровые волны — 100-10 м, (3МГц-30МГц), радио КВ
      метровые волны — 10-1 м, (30МГц-300МГц), радио УКВ
      дециметровые волны — 100-10 см, (300МГц-3ГГц), радио ДМВ
      сантиметровые волны — 10-1 см, (3ГГц-30ГГц), радио
      миллиметровые волны — 10-1 мм, (30ГГц-300ГГц), радио
      децимиллиметровые волны — 1-0,1 мм, (300ГГц-3ТГц), радио — дальний ИК свет,
      сантимиллиметровые волны — 100-10 мкм (3ТГц-30ТГц), ИК свет,
      микрометровые волны — 10-1 мкм, (30ТГц-300ТГц), ближний ИК свет — видимый свет,
      приёмник, включающий все широковещательные диапазоны (ДВ, СВ, КВ, УКВ) называют всеволновым.
    по способу построения приёмного тракта: детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, регенеративные, сверхрегенераторы, супергетеродинные с однократным, двукратным или многократным преобразованием частоты, цифровые;
    по применённой элементной базе: на кристаллическом детекторе, ламповые, транзисторные, на микросхемах;
    по исполнению: автономные и встроенные (в составе др. устройств);
    по месту установки: стационарные, передвижные, мобильные и т. д.;
    по способу питания: сетевое, автономное или универсальное.
     Некоторые параметры приемников:
    тип: приемник может быть предназначен для работы на одной или нескольких фиксированных частотах или в непрерывном диапазоне частот;
      чувствительность характеризует способность принимать слабые сигналы;
    избирательность характеризует способность выделять полезный сигнал из помех;
    качество воспроизведения – характеризует величину нелинейных, частотных и фазовых искажений.
    Согласно  рекомендации МККР (Международного консультативного комитета по радио) спектр радиосвязи делится на диапазоны. Наиболее широко распространенные приемники работают в диапазоне 30 кГц - 300 ГГц (на волнах 10 км-1мм).
    В качестве активных элементов каскадов приемников, работающих на частотах 30 кГц - 300 МГц, используются полупроводниковые приборы и электронные лампы. Предпочтение отдается полупроводниковым приборам благодаря их преимуществам (малые габаритные размеры и масса; низкие напряжения и токи питания; большой срок службы и механическая прочность).
    Приемники конструктивно выполняются из отдельных (навесных) активных и пассивных элементов с печатным или объемным монтажом или из готовых интегральных микросхем, представляющих собой каскады, узлы приемников и даже целые приемники.
     Проектирование  радиоприемников обычно состоит  из 3 этапов: эскизное проектирование, техническое проектирование и изготовление и испытание готовых образцов. В данном курсовом проекте придерживаются этой методики. 
 
 
 
 

Выбор и обоснование  структурной схемы  приемника 

     Частотный диапазон, указанный в ТЗ составляет 52-100 МГц. В этом диапазоне целесообразно применить супергетеродинный прием.
     По  сравнению с супергетеродинными, приемники прямого преобразования имеют малую чувствительность и селективность, которые ухудшаются с ростом частоты сигнала. Селективность можно поднять, используя большее число перестраиваемых в диапазоне контуров. Но эта возможность ограничена, так как в этом случае резко возрастает трудность настройки из-за взаимного влияния контуров. Повышение чувствительности ограничено шумами.
     Для супергетеродинных приемников нет  сильной связи между чувствительностью и частотой принимаемого сигнала, так как основное усиление производится на промежуточной частоте (ПЧ). Обычно промежуточная частота значительно ниже несущей (существуют стандартные ПЧ), и на этой частоте легче реализовывать усилительные каскады.
     Структурная схема супергетеродинного приемника приведена на рис.1.
     

Рис. 1 Типовая Блок-схема супергетеродинного приемника АМ-сигналов
     ВЦ  – входная цепь
     УРЧ – усилитель радиочастоты
     СМ – смеситель
     Г – гетеродин
     УПЧ – усилитель промежуточной частоты
     Д – детектор
     УНЧ – усилитель низкой частоты
     ОУ – оконечное устройство
     Эта схема является типовой и применяется в большинстве используемых на практике приемников. Сейчас уже разработаны интегральные микросхемы, которые играют роль целых узлов приемника и всего приемного устройства в целом. Применение таких интегральных схем позволяет упростить проектирование приемников, повысить их надежность, снизить стоимость, массу, габариты, увеличить технологичность их производства.  
 

Предварительный расчет полосы пропускания 

     Полосу  пропускания высокочастотного линейного тракта супергетеродинного приемника без системы автоматической подстройки частоты можно определить по формуле:
             где:
     Псп – ширина спектра принимаемого сигнала, составляющие которого, с учетом допустимых искажений, не должны выходить за пределы полосы пропускания приемника. Для двухполосного одноканального АМ сигнала, при передаче речи относительно низкого качества:
     
 

     где Fв - верхняя частота модуляции сигнала.
     Пд – изменение несущей частоты сигнала за счет доплеровского эффекта. Примем, что приемник и передающая станция неподвижны относительно друг друга, тогда доплеровское смещение частоты .
     Пнест – величина на которую необходимо расширить полосу пропускания приемника для учета нестабильности частот передатчика и гетеродина приемника, а также погрешностей в настройке отдельных контуров и всего приемника в целом.
        (3)
     где:
      сотносительная нестабильность частоты сигнала fc
      готносительная нестабильность частоты гетеродина приемника fг;
      нотносительная погрешность установки частоты приемника при беспоисковой настройке, отнесенной к частоте сигнала fс.
      протносительная погрешность и нестабильность настройки контуров тракта промежуточной частоты, отнесенная к промежуточной частоте fпр.
     Примем  относительную нестабильность сигнала  равной
     Выберем многокаскадный гетеродин с кварцевой стабилизацией. Выберем согласно таблице [1, с. 11].
     
       Для него можно принять . Значение коэффициента главным образом зависит от температурного коэффициента катушек контуров, настраиваемых на промежуточную частоту и, как правило, колеблется от 0,0003 до 0,003 [1, с. 12]. Пусть . Величина н обычно равна 0,003…0,01 и определяется в основном точностью настройки контура гетеродина, механизмом перестройки или погрешностью установки частоты настройки приемника по его шкале. В нашем случае применяется перестройка приемника оператором по принимаемым сигналам, то естественно величину н следует брать равной нулю.
     Что же касается промежуточной частоты, то для нее характерно:
    С увеличением промежуточной частоты:
      увеличивается избирательность по зеркальному каналу;
      уменьшается избирательность по соседнему каналу;
      уменьшаются входное и выходное сопротивления электронных приборов;
      уменьшается вредное влияние шумов гетеродина на чувствительность приемника;
      уменьшаются размеры контуров и блокировочных элементов.
    С уменьшением промежуточной частоты:
    увеличивается избирательность по соседнему каналу;
    уменьшается избирательность по зеркальному каналу;
    понижается коэффициент шума.
     Значение  промежуточной частоты выберем  стандартное для данного диапазона волн (52 - 100 МГц). .
     Согласно  формуле (3):  

     
 

     Согласно  формуле (1):
     

     Выбранная промежуточная частота  удовлетворяет условиям (для возможности применения контуров с реализуемой добротностью) и (для фильтрации сигналов промежуточной частоты при детектировании АМ сигналов) [1, с. 19]. 
 
 

Выбор средств обеспечения избирательности приемника 

     Супергетеродинный прием, при всех своих преимуществах, не лишен и недостатков. При приеме появляется зеркальный канал, обусловленный умножением частот в смесителе. Необходимо обеспечить защиту от помех на зеркальной частоте. Необходимо также обеспечить защиту от помех по соседнему каналу. Частотная избирательность супергетеродинного приемника зависит в основном от необходимых ослаблений по зеркальному и соседнему каналам (соответственно Sзк и Sск). В приемниках с одним преобразованием частоты (как в нашем случае) ослабление зеркального канала обеспечивает преселектор, ослабление соседнего – в основном УПЧ и частично преселектор. 

     Исходные  данные: МГц; выберем - эквивалентные затухания контуров преселектора с учетом потерь, вносимых источником сигналов и нагрузкой [1, с. 20] (Допустимо для фиксированных промежуточных частот). При заданной промежуточной частоте эквивалентное затухание выбирают из условия
     Определим обобщенную расстройку зеркального канала при верхней настройке гетеродина [1, c. 20-21].
     
 (4)
 

     

     Определим обобщенную рассторйку зеркального  канала при нижней настройке гетеродина .
     
(5)
 

     

     Будем использовать верхнюю настройку  гетеродина.
     По  методике, изложенной в [1, с. 19-20, рис 1.5, рис. 1.6], выберем схему приемника.
     

     Пользуясь нормированными частотными характеристиками преселекторов при больших расстройках рис. 1.7а, 1.8а [1, с.21, 22], находим, что необходимое ослабление по зеркальному каналу Sзк=60dB может обеспечить одноконтурная входная цепь и два УРЧ. 

     
 
 

     Рассмотрим  соседний канал.
     Для выбранного преселектора вычисляем  ослабление по соседнему каналу, которое он создает.
     Обобщенная  расстройка для краев полосы пропускания приемника :
     
(6)

     

     Из  рис. 1.8б [1, с. 22] находим, что такой расстройке соответствует ослабление преселектора .
     Разберемся  теперь, как следует распределить избирательность в тракте ПЧ.
     Есть  два способа – УПЧ-Р и ФСИ. Принцип УПЧ-Р - рассредоточенной избирательности, заключается в постепенном ослаблении мешающих частот в каждом из каскадов ПЧ. При этом резонансные контуры, обеспечивающие требуемую избирательность, обеспечивают и требуемое усиление. [1, с. 269]. Это приводит к тому, что эти каскады в среднем имеют относительно невысокую избирательность, поэтому воздействию мешающих помех подвергаются все каскады усиления, а не только первый. Это есть существенный недостаток.
     Другой  метод – фильтр сосредоточенной  избирательности, избирательная система “сосредоточена” между каскадами преобразователя (ППЧ) и усилителя (УПЧ). От последующих каскадов тракта ПЧ требуется лишь обеспечить нужное усиление. Такими системами являются LC-фильтры, пьезоэлектрические и кварцевые фильтры, которые имеют относительно высокие коэффициенты прямоугольности частотной характеристики.
     По  методике предварительного расчета, изложенной в [1, с. 21], рассчитаем величину:
     

     В случае, если , и если предъявлены высокие требования к избирательности, рационально применить ФСИ.
     

     Как видно, в нашем случае применение ФСИ не требуется, однако при данных требованиях к избирательности по соседнему каналу значительно усложняется расчет каскадов тракта ПЧ, в частности УПЧ. Поэтому, мы построим тракт ПЧ с использованием сосредоточенной избирательности.
     Рассчитаем  ослабление Sпп, которое можно допустить в ФСС, на полосе пропускания из выражения:
     
. (7)

     Для выбранного преселектора определим  обобщенные расстройки для соседнего канала из выражения:
     
, (8)

     где - расстройка для соседнего канала. Так как в нашем случае верхняя частота модуляции равна 3кГц, то минимальное расстояние в герцах между каналами (или их несущими) равно 3+3=6кГц.
     

     По  рис. 1.7б [1] находим, что данной расстройке соответствует ослабление соседнего канала, создаваемого преселектором.
     Определяем  ослабление соседнего канала , требуемое от ФСС:
     

     Где – полное ослабление соседнего канала, требуемое в приемнике.
     
.

     Как видно, преселектор “частично” давит соседний канал. Этим подавлением можно пренебречь и принять, что вся избирательность по соседнему каналу должна выполнятся фильтром сосредоточенной селекции. 
 

Распределение усиления по линейному тракту приемника 

     Перейдем  теперь к усилению в линейном тракте. Если чувствительность приемника задана в виде Э.Д.С. сигнала в антенне Еа, то коэффициент усиления линейного тракта приемника К должен быть равен [1, с. 29]:
      ,
     где: uп – амплитуда сигнала на выходе УПЧ приемника.
В ТЗ указано, что на входе детектора напряжение должно составить 1В, минимальное ЭДС в антенне Ea = 3мкВ.
      
     Выбор средств обеспечения усиления линейного  тракта можно начать с определения коэффициента усиления преселектора (ВЦ и УРЧ). В транзисторных приемниках коротких волн коэффициент усиления есть коэффициент усиления по напряжению. Его можно найти их выражения [1, с. 29]:
     
, где:

     К0вц – коэффициент передачи входной цепи
     К0урч – коэффициент усиления УРЧ (их может быть N).
     

     Для того чтобы распределить усиление по тракту, необходимо выбрать схемы ВЦ, УРЧ и УПЧ, рассчитать устойчивые коэффициенты усиления УРЧ и УПЧ и определить число каскадов УПЧ.
     При выполнении расчета  ВЦ определим коэффициент  перекрытия диапазона.
     Требуемый коэффициент усиления по напряжению УПЧ и преобразователя частоты  с транзисторным смесителем, равен:
     
, где:

     Кз = 2…3 – коэффициент запаса усиления, учитывающий старение электронных приборов, расстройку контуров и уменьшения напряжений питания в процессе эксплуатации. Выберем Кз = 2.
     К0вц- коэффициент передачи ВЦ (далее, . К0вц = 0.5)
     В разделе выбора усилительного  элемента был выбран транзистор и рассчитаны его основные параметры.
     Ориентировочный коэффициент усиления УРЧ [1, c30]:
                             
     Выберем, в соответствии с [1, c31], разбив диапазон на 3 части и рассчитав коэффициенты усиления для них:
     Начало  диапазона:            
     Середина:
     Конец:
     Выберем меньший коэффициент  и рассчитаем ориентировачный коэффициент усиления УПЧ. Из расчета ВЦ получили коэффициент передачи входной цепи равный 0,47.
     Тогда:
     
 
 
 

Выбор активного элемента усилительных каскадов 

   Обычно  для всех каскадов приемника стараются  выбрать одинаковые транзисторы для уменьшения уровня шума, простоты расчета.
   Для обеспечения независимости усиления от частоты, граничная частота транзистора, по крайней мере, в 3 раза должна превышать верхнюю частоту диапазона.
   Выберем маломощный сверхвысокочастотный транзистор КТ366A
Его основные параметры:
    Граничная частота = 1000 МГц
    Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ =
    Емкость коллекторного перехода = 1,1 пФ
    Постоянная времени цепи обратной связи = 60 пс
    Максимальный ток коллектора = 20 мА
    Ток эмиттера = 1 мА
    Постоянное напряжение коллектор-эмиттер = 10 В
    Постоянная рассеиваемая мощность коллектора = 30 мВт
Определим граничную частоту  характеристики транзистора  [1, c114]:

 

  

Предельная  частота удовлетворяет требованию [1, c225]
     

Определим постоянную времени входа транзистора
     
 

Найдем входное  сопротивление транзистора
 

      Рассчитаем  Y-параметры и высокочастотные параметры транзистора КТ361E на рабочей частоте (для УРЧ в схеме с ОЭ). [1, c110]
                         



Найдем- выходное сопротивление транзистора
 

где .
Определим входную  емкость транзистора
 

Определим выходную емкость транзистора
 
 

     Рассчитаем  Y-параметры и высокочастотные параметры транзистора КТ366А на промежуточной частоте .
              


 

Найдем- выходное сопротивление транзистора

где .
Определим входную  емкость транзистора

Определим выходную емкость транзистора

 
 
Коэффициент шума приемника 

     Вычислим  допустимый коэффициент шума приемника из условия [1, с13]:
            ,     
где - чувствительность приемника; - отношение сигнал/шум на входе приемника; - напряженность поля внешних помех; - действующая высота приемной антенны; - шумовая полоса линейного тракта; - постоянная Больцмана; - стандартная температура приемника; - внутреннее сопротивление приемной антенны.
     В дальнейшем условимся, что антенна идеальная и помех не улавливает, поэтому ЭДС помех . Величину внутреннего сопротивления приемной антенны примем равной . Шумовую полосу линейного тракта вычислим по формуле [1, с13]:
                                                   
При этом допустимый коэффициент шума всего приемника равен:
    

Определим коэффициент  шума супергетеродинного приемника по формуле, приняв, что коэффициент передачи мощности фидерной линии равен 1 [1, c14]:
        ,        
где , , , - коэффициенты шума входной цепи, усилителя радиочастоты, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты; , , - коэффициенты передачи по мощности входной цепи, усилителя радиочастоты, и преобразователя частоты.
     Рассчитаем  коэффициенты передачи отдельных блоков приемника по формулам таблицы 1.3 из [1, c16].  Коэффициент передачи мощности входной цепи:
            ,                                                             
где и - принятое и оптимальное значения коэффициента связи антенны и входного контура приемника. Обычно, в перестраиваемых приемниках применяют одноконтурные входные цепи с ненастроенной антенной, приняв коэффициент  связи входной цепи с антенной не более половины оптимального значения. Пусть .
Тогда формуле выше получим:

Коэффициент передачи УРЧ:
 

(рассчитано  для транзистора КТ366А)
Коэффициент передачи ПЧ:

Рассчитаем коэффициенты шума элементов приемника.
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.