Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
Курсовик Расчет номинального значения петлевого усиления, параметров сглаживающих цепей и минимального значения отношения мощности сигнала к мощности помехи. Системы автоматической подстройки частоты на примере функциональной схемы супергетеродинного приемника.
Информация:
Тип работы: Курсовик.
Предмет: Схемотехника.
Добавлен: 24.04.2009.
Год: 2009.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
2
Министерство образования Российской Федерации
ГОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ
КАФЕДРА «Радиотехнических систем» КУРСОВАЯ РАБОТА
СИСТЕМА ЧАСТОТНОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ
Екатеринбург 2004
Содержание
Задание на курсовую работу
Условные обозначения, символы и сокращения
Введение
1. Расчёт номинального значения петлевого усиления (добротности) Кпо
1.1 Математическое описание системы ЧАП
1.2 Выбор петлевого коэффициента передачи (добротности) системы
Постоянная времени………………0,6сек
Отношение сигнал-шум…….……….……..15
Максимальное воздействие:
Скорость……….104 Гц/сек
Ускорение……….100 Гц/сек2
Эквивалентная шумовая полоса………..104Гц
Граница апертуры……….5*103 Гц
Переходной режим……….……….104Гц/сек
Форма сигнала……….непрерывный Расчетное задание
1. Рассчитать номинальное значение петлевого усиления (добротности) Кпо из условий:
1.1 Динамическая ошибка в стационарном режиме не превышает 5% полуапертуры.
1.2 Амплитуда ошибки в стационарном режиме при действии эквивалентной синусоиды с заданными максимальными значениями скорости и ускорения воздействия не превышает 5% полуапертуры.
1.3 Максимальное значение ошибки в переходном режиме при скачке скорости воздействия не превышает 50% полуапертуры.
2. Рассчитать параметры сглаживающих цепей из условий: 2.1 Запас устойчивости по фазе не меньше 30.
2.2 С.К.О. ошибки слежения, вызванной действием помехи с заданным q2max, не превышает 20% полуапертуры.
3. Рассчитать минимальное значение отношения мощности сигнала к мощности помехи q2min из условия:
3.1 Вероятности срыва слежения Pср = 0,05 за время 1000 сек.
В современных радиотехнических устройствах различного назначения и системах радиоуправления широко применяются автоматические системы, которые называют системами радиоавтоматики. К ним относятся устройства фазовой и частотной автоподстройки частоты, автоматической регулировки усиления, системы измерения координат движущихся объектов, измерители дальности, различные следящие фильтры и другие.
Выделение систем РА в самостоятельный класс обусловлено их особенностями, связанными с условиями работы в составе радиотехнических устройств и систем радиоуправления, в которых осуществляется обработка параметров радиосигнала при действии различного вида помех.
Надежность и качество работы систем РА во многом определяют характеристики радиоаппаратуры и систем радиоуправления.
Рассмотрим систему (ЧАПЧ).
Системы автоматической подстройки частоты применяются в радиоприемных устройствах, доплеровских системах измерения скорости подвижных объектов, устройствах частотной селекции сигналов. На рис. 1 показана упрощенная функциональная схема супергетеродинного приемника, в котором для стабилизации промежуточной частоты сигнала используется система ЧАП.
2
Система ЧАП, включаемая в состав приемника, работает следующим образом. Напряжение с выхода УПЧ подается на частотный дискриминатор (ЧД). При появлении отклонения промежуточной частоты сигнала от её номинального значения, которое совпадает с центральной частотой УПЧ, на выходе дискриминатора появляется напряжение, зависящее от величины и знака отклонения . Выходное напряжение дискриминатора, пройдя через фильтр нижних частот (ФНЧ), поступает на подстраиваемый генератор (ПГ) и изменяет его частоту, а следовательно, и промежуточную частоту сигнала так, что исходное рассогласование уменьшается.
В результате работы системы ЧАПЧ промежуточная частота сигнала удерживается близкой к центральной частоте УПЧ. Это позволяет существенно уменьшить влияние взаимной нестабильности частот передатчика и гетеродина, сузить полосу УПЧ и повысить качество приема.
Объектом курсового проектирования является система радиоавтоматики (следящая радиотехническая система), осуществляющая выделение какого-либо параметра радиотехнического сигнала с использованием принципа обратной связи.
Перечень исходных данных и требуемых значений показателей качества формулируются преподавателем - руководителем курсовой работы и может быть различным в зависимости от концепции руководителя.
В качестве исходных данных задается тип следящей радиотехнической системы, порядок ее астатизма, постоянная времени простого инерционного звена, полоса пропускания радиоприемного устройства, максимальное значение отношения мощностей сигнала и помехи на выходе линейной части радиоприемного устройства, форма радиосигнала, используемого в системе, и его параметры, тип обработки - аналоговая или цифровая. В качестве характеристик воздействия фигурируют максимальные значения скорости и ускорения параметра сигнала, за которым следит система.
Целью проектирования является расчет основных параметров системы, удовлетворяющих системе заданных показателей качества. К числу таких показателей относится точность слежения, определяемая значениями и параметрами ошибок слежения, степень устойчивости системы, вероятность срыва слежения за заданное время при заданном относительном уровне помехи и т.д.
1. Расчёт номинального значения петлевого усиления (добротности) Кпо
Рассмотрим элементы и математическое описание системы ЧАП.
Преобразование частоты входного сигнала, выполняемое в смесителе (СМ), описывается соотношением:
,
где пр - промежуточная частота сигнала, с, г - частоты сигнала и подстраиваемого гетеродина соответственно.
Отклонение промежуточной частоты сигнала от её номинального значения пр0 определяется равенством
При условии безынерционности УПЧ частоты сигналов на его входе и выходе совпадают.
В качестве частотного дискриминатора системы ЧАП используются: частотные детекторы с расстроенными контурами, частотные детекторы с фазовым детектированием и др., которые применяются и для демодуляции частотно-модулирован ых колебаний.
Выходное напряжение частотного дискриминатора при действии на его входе сигнала и внутреннего шума приемника можно представить в виде суммы математического ожидания и центрированной случайной составляющей:
,
где - математическое ожидание выходного напряжения, зависящее от расстройки , также называется дискриминационной характеристикой; (t,) - флуктуационная составляющая напряжения uд(t), - расстройка промежуточной частоты сигнала по отношению к переходной (центральной) частоте п дискриминатора, равная
.
Качественный характер дискриминационной характеристики показан на рис. 2.
2
Форма функции F(), а также характеристики случайного процесса (t, ) зависят от типа и параметров УПЧ и частотного дискриминатора, отношения сигнал-шум в полосе УПЧ, наличия и характера флуктуаций сигнала и от других факторов. При малых рассогласованиях дискриминационная характеристика линейна , где SД - крутизна дискриминационной характеристики.
Фильтр нижних частот, включаемый на выходе частотного дискриминатора, является, как правило, линейным устройством и описывается линейным дифференциальным уравнением. При использовании однозвенного RC_фильтра его операторный коэффициент передачи имеет вид
.
Структура, то есть вид, операторного коэффициента передачи КФ(р), и параметры фильтра нижних частот системы ЧАП зависят от её назначения. В системах частотной автоподстройки вещательных приемников обычно используют RC-фильтры. Их постоянная времени ТФ обычно выбирается так, чтобы на выход фильтра проходили медленные изменения выходного напряжения дискриминатора, вызванные уходами промежуточной частоты сигнала. Флуктуационная составляющая выходного напряжения дискриминатора, а также составляющая этого напряжения, вызванная амплитудной и частотной модуляцией сигнала полезным сообщением, должны подавляться в фильтре.
Изменение частоты подстраиваемого генератора достигается подключением к контуру генератора управляющего элемента, обладающего регулируемым реактивным сопротивлением. В качестве такого элемента может использоваться, например, варикап. Простейшая схема подключения варикапа к контуру генератора показана на рис. 3.
2
Емкость варикапа регулируется напряжением UФ, снимаемым с выхода фильтра нижних частот системы. Напряжение, поступающее с делителя, образованного резисторами R1 и R2 обеспечивает запирание диода, как при отрицательных, так и при положительных значениях напряжения UФ. Конденсаторы C1, C2 являются блокировочными.
2
На рис. 4 приведена регулировочная характеристика подстраиваемого генератора. При малых величинах напряжения UФ регулировочная характеристика линейна и описывается выражением
,
где SP - крутизна регулировочной характеристики, ГС - значение собственной частоты генератора при отсутствии управляющего напряжения.
В соответствии с исходными данными структурная схема ЧАП имеет вид, представленный на рис. 5.
2
Выбор петлевого коэффициента передачи (добротности) системы.
Петлевой коэффициент выбирается из трех условий, два из которых относятся к стационарному режиму. По первому условию необходимо обеспечить величину динамической ошибки при воздействиях, обеспечивающих постоянное значение ошибки в стационарном режиме: включение линейно меняющегося воздействия. Необходимое значение коэффициента передачи находится с помощью формулы:
,
где 1- параметр воздействия, Хд1 - динамическая ошибка в системе (). Отсюда получаем:
Второе условие требует выбора петлевого усиления таким образом, чтобы амплитуда ошибки, вызванной действием гармонического воздействия , не превышала заданного значения. При этом амплитуда м эквивалентного динамического воздействия и его частота определяются из системы уравнений:
,
,
где - производная воздействия по времени (скорость воздействия), - вторая производная (ускорение) воздействия по времени.
Амплитуда ошибки слежения Хм в стационарном режиме может быть найдена из выражения
,
где - производная воздействия по времени (скорость воздействия), - вторая производная (ускорение) воздействия по времени.
Амплитуда ошибки слежения Хм в стационарном режиме может быть найдена из выражения
,
где Кр(j) - комплексный коэффициент передачи системы в разомкнутом состоянии на произвольной частоте .
При правильном выборе параметров системы амплитуда ошибки Хмдолжна быть значительно ниже амплитуды воздействия м. Очевидно, что в этом случае должно выполняться неравенств и т.д.................
