Радиовещательный приёмник 
Радиовещательный приёмник
32 32 Министерство образования Российской Федерации ГОУ ВПО УГТУ - УПИ Кафедра РЭИС
Оценка ___________ Радиовещательный приёмник ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКАк курсовому проекту по курсу УПОС2007 000000 004 ПЗподпись Ф.И.О.Руководитель Никитин Н. Н.Студент гр. Р-506д Подкорытов А.П.Екатеринбург 2005 ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ Спроектировать радиовещательный приёмник КВ-диапазона амплитудно-модулированных сигналов. Настройка приемника плавная и выполняется оператором по принимаемому сигналу. В приемнике должна быть предусмотрена система автоматической регулировки усиления. Чувствительность приемника задана в предположении, что единственный помехой является собственный шум приемника. Параметры устройства:1. Частота сигнала fc=9.5-12.1 МГц2. Относительная нестабильность частоты принимаемых сигналов В = 3. Частота модуляции F=0.1-6.5 кГц4. Коэффициент модуляции m=0.85. Отношение сигнал/шум на входе приемника г =20 дБ6. Чувствительность приемника Еа=50 мкВ7. Допустимый коэффициент гармоник н =3 %8. Допустимый коэффициент амплитудно-частотных искажений M = 6 дБ9. Расстройка соседнего канала Дfc=10 кГц10. Ослабление соседнего канала Sск=35 дБ11. Ослабление зеркального канала Sзк=20 дБ12. Ослабление по промежуточной частоте Sпч=35 дБ12. Диапазон действия АРУ А/В=32/12 дБ13. Выходная мощность приемника Рвых=0.05 Вт СОДЕРЖАНИЕТехническое заданиеСодержание Ведение Выбор и обоснование структурной схемы радиоприемника Предварительный расчет полосы пропускания Выбор средств обеспечения избирательности приемника Расчет входной цепи приемника Выбор распределения усиления по линейному тракту приемника Расчёт УРЧ Выбор схемного решения РПрУ и расчет УВЧ Выбор фильтра сосредоточенной селекции Выбор и расчет схемы демодулятора Выбор и расчет схемы АРУ Выбор схемы УНЧ Технико-экономическое обоснование проекта Список используемой литературы ЗаключениеПриложение 1 Приложение 2 Приложение 3 ВВЕДЕНИЕКоротковолновое радиолюбительство привлекает самых разных по возрасту, образованию и характеру людей. Радиолюбители через эфир могут связаться со всеми континентами, островами и странами: с жаркой Сахарой и ледяной Антарктидой, шумной Бразилией и древней Индией. Радиолюбительство -- это и спорт, входящий в Единую спортивную классификацию, увлекательные соревнования как всесоюзные, так и международные. И как награда труду и таланту -- значок разрядника, мастера спорта СССР или даже медаль чемпиона!Первая официально зарегистрированная советская любительская радиостанция вышла в эфир в январе 1925 г. Она была сделана Ф. Лобовым и В. Петровым и имела позывной сигнал Р1ФЛ (Россия, первая, Федор Лбов). Через несколько лет число радиостанций измерялось уже десятками, а затем и сотнями. Бурное развитие радиолюбительства началось после второй мировой войны, и вскоре число наших любительских радиостанций измерялось уже тысячами.Обычно начинающие коротковолновики проходят необходимую подготовку в радиоклубах, на коллективных радиостанциях и приемных центрах. Коротковолновиков подразделяют на две большие группы: тех, кто может только принимать любительские радиостанции (наблюдатели), и тех, кто имеет передать чик и ведет. Двусторонние связи. Оформление документов для получения разрешения на приемно-передающую радиостанцию проводится после сдачи экзамена по радиотехнике и технике безопасности через областные радиошколы ДОСААФ. Вначале выдают разрешение на постройку передающей аппаратуры, а когда она Построена или приобретена -- разрешение на работу в эфире, и присваивают позывной сигнал (разрешение действительно в течение года и должно продлеваться ежегодно).Позывной сигнал радиостанции -- это второе имя коротковолновика. Все позывные состоят из латинских букв и цифр, причем в мире нет двух одинаковых позывных. Позывной начинается с букв или цифр, обозначающих страну. Эти бук вы и цифры выделены каждой стране на основе международных соглашений. На пример, Советскому Союзу выделены буквы U (Union) и R (Рussiа), Франции -- F, Чехословакии -- ОК. и т. д. В состав позывного сигнала входят и цифры или буквы, соответствующие территориальному или административному делений) данной страны.Первая часть позывного, одинаковая для всех радиолюбителей данного района, называется префиксом. Далее в позывном идет суффикс -- две или три буквы. В СССР по первой букве суффикса можно определить также и область, в которой расположена радиостанция. Последние две буквы выдаются в алфавитном порядке: А А, А В , АС и т. д. Например, по позывному UK10АА можно определить, что это советская коллективная радиостанция, расположенная на Северо-Западе СССР, в Архангельской области, которой присвоена буква О.Советским радиолюбителям разрешено работать в следующих коротковолновых диапазонах частот: 1850--1950 ^Гц (160 м), 3500--3650 кГц (80 м), 7000--7100 кГц (40 м), 14 000^-14,350 кГц (20 ж), 21 000--21 450 кГц (15м) и 28 001^--29 700 кГц (10 м). Эти диапазоны совпадают с общепринятыми ео всем мире любительскими диапазонами или входят в них. Диапазоны 80 и 40 м используют радиолюбители совместно с другими радиослужбами, остальные диапазоны выделены в исключительное Пользование радиолюбителям. Коллективные и индивидуальные любительские радиостанции делят на четыре категории. Радиостанции 11, III и IV категорий имеют ограничения, по мощности, диапазонам и виду излучения Работу в эфире радиолюбитель обычно начинает с радиостанции IV категории. Категория радиостанции соответствует квалификации оператора, поэтому он может, совершенствуя свои знания и набираясь опыта, получить более высокую категорию. Рабочие частоты., мощность и вид излучения любительских К.В радиостанций в зависимости от категории. Основные задачи, решаемые при проектировании радиоприемниковРадиоприемники военного назначения, как правило, представляют собой составную часть комплексов радиотехнических средств, предназначенных для управления войсками, обеспечения боевых действий различных видов боевой техники, для проведения испытаний боевой техники в полигонных условиях и т. п.Основными радиотехническими комплексами военного назначения являются линии (системы или сети) радиосвязи, линии (или системы) радиоуправления, линии (или системы) передачи телеметрической информации, навигационные радиотехнические системы, радиолокационные станции (или комплексы совместно работающих радиолокационных станций), радиотехнические системы контроля траекторий кораблей, самолетов, космических аппаратов и т. п. Поэтому основные характеристики радиотехнического устройства и его составной части радиоприёмника определяется целевым назначением того радиотехнического комплекса в который. В большинстве случаев создание радиотехнических комплексов включает в себя следующие основные этапы:эскизное проектирование;техническое проектирование;изготовление опытного образца аппаратуры;испытание опытного образца аппаратуры в полигонных или в боевых условиях;составление тактико-технических требований (ТТТ) и технической документации на серийный образец аппаратуры;изготовление серийных образцов аппаратуры с контролем ее качества представителями военной приемки.Эскизное проектирование выполняется на основе предварительных тактико-технических требований заказчика, определяющих назначение и желаемые характеристики всего радиотехнического комплекса. При этом расчетным, а при необходимости и экспериментальным путем проверяется возможность обеспечения ТТТ.Если отдельные характеристики ТТТ не могут быть выполнены на данном уровне развития техники, то формулируются наиболее приемлемые для заказчика варианты ТТТ к комплексу, которые могут быть реализованы с учетом перспектив развития техники за время до начала производства серийных образцов.Заканчивается этот этап защитой эскизного проекта в присутствии представителей заказчика и определением основного варианта ТТТ для следующего этапа -- технического проектирования.При техническом проектировании на основе уточненных в эскизном проектировании ТТТ создается полный (технический) проект комплекса с выполнением всех необходимых расчетных и экспериментальных работ, на основе которых разрабатывается необходимая для изготовления опытного образца техническая документация: принципиальные и монтажные схемы, чертежи узлов, блоков и отдельных элементов системы, а также составляются рекомендации по его эксплуатации.В дальнейшем, после изготовления и испытания опытного образца, заказчиком формулируются окончательные ТТТ на комплекс, а исполнителем, кроме того, составляются техническое описание и правила эксплуатации комплекса, подлежащего серийному изготовлению.С целью экономии времени в последние годы первые три этапа выполняют не последовательно, а с определенным перекрытием по времени начала последующего и конца предыдущего этапов. Так, эскизное проектирование рассматривается как составная часть технического.В ряде случаев первые четыре этапа выполняются также с указанным перекрытием сроков. Такие работы принято называть опытно-конструкторскими разработками (ОКР). При их выполнеи предварительные ТТТ заказчика могут уточняться и изменяться на основе выполненных расчетов и экспериментальных проверок.Характеристики радиоприемника могут уточняться и изменяться в процессе выполнения отдельных этапов проектирования всего радиотехнического комплекса, на пример после защиты эскизного проекта. Но они, естественно, не могут задаваться произвольно, поскольку существуют факторы, определяющие предел улучшения отдельных характеристик приемника. Так, внешние помехи и собственные шумы ограничивают достижимую чувствительность приемника, применяемые в приемнике электронные приборы определяют его динамический диапазон и т. п.Кроме того, отдельные характеристики радиоприемника взаимосвязаны. Поэтому улучшение одной характеристики может быть причиной ухудшения другой. Так, повышение избирательности требует применения резонансных систем с достаточно узкими резонансными кривыми, обладающими крутым спадом боковых ветвей, что неизбежно способствует увеличению уровня частотных и особенно фазовых искажений. Расширение диапазона рабочих частот приемника ухудшает постоянство чувствительности и избирательности по диапазону.В процессе технического проектирования по сформулированным основным характеристикам приемника выбирается тип его блок-схемы и выполняется ее расчет. На основе этого находится оптимальный вариант блок-схемы, обеспечивающий необходимые электрические характеристики приемника при наименьших затратах на производство и эксплуатацию всей системы.При расчете блок-схемы выбираются электронные приборы, избирательные системы, число каскадов и их схемы, обеспечивающие нужные эксплуатационные и экономические характеристики.После расчета блок-схемы приступают к окончательному выбору схем, расчету элементов отдельных каскадов и обоснованию конструктивного оформлений приемника.В настоящей книге рассматриваются лишь вопросы, связанные с техническим проектированием радиоприемников, т. е. с выбором и расчетом блок-схемы и расчетом отдельных каскадов. Требуемые характеристики приемника полагаются заданными с учетом приведенных ниже формулировок.Характеристики оконечного аппарата радиоприемного устройстваДля выбора и расчета блок-схемы радиоприемника необходимо знать те характеристики оконечного аппарата, которые определяют основные параметры выходного сигнала приемника. С другой стороны, характер выходного сигнала определяется назначением радиолинии, для которой приемник проектируется, и видом модуляции принимаемого сигнала, определяющим передаваемую информацию. В большинстве случаев выходной сигнал приемника представляет собой: низкочастотное напряжение со спектром в диапазоне звуковых или гиперзвуковых частот; импульсное напряжение с заданной формой импульсов, их длительностью и интервалами между соседними импульсами; синусоидальное напряжение с фиксированной или переменной частотой, изменяющейся по известному закону, и т. п.С учетом сказанного для выбора и расчета блок-схемы радиоприемника необходимо знать следующие характеристики оконечного аппарата.Мощность или напряжение входного сигнала (мощность или напряжение выходного сигнала приемника).Величину и характер входного сопротивления Z0а (при необходимости частотные зависимости активной R0а и реактивной Х0а составляющих).Отношение сигнал/шум, необходимое на входе оконечного аппарата для его нормальной работы. Это отношение задают либо по напряжению, либо по мощности. Во многих современных радиоприемных устройствах военного назначения с целью повышения их чувствительности и помехозащищенности производят специальную обработку сигнала в низкочастотных цепях приемника. Наличие таких устройств позволяет, как правило, снижать необходимое на выходе детектора отношение сигнал/шум. Поэтому в некоторых случаях при формулирований основных методик выбора и расчета блок-схем приемников различного назначения, можно относить указанные системы обработки низкочастотного сигнала к оконечному аппарату. Но при описании особенностей выбора и расчета блок-схем приемников специального назначения наличие систем обработки сигналов в низкочастотном тракте будет учитываться, и описываться в соответствующих главах.Характеристики принимаемых сигналов, помех в месте приема и приемной антенны.Для выбора и расчета блок-схемы радиоприемника необходимо знать перечисленные ниже параметры принимаемых сигналов, а также характеристики приемной антенны *, с которой должен работать приемник:1.Диапазон возможных значений несущих частот сигналов, которые должен принимать приемник, т. е. диапазон рабочих частот радиоприемника. Если в общем, диапазоне частот имеются нерабочие участки, их границы должны быть четко определены.Относительная нестабильность несущей частоты принимаемого сигнала.Характер модуляции принимаемых сигналов и ее основные параметры.Так, для амплитудно-модулированных сигналов (АМС) задаются: минимальная и максимальная частоты модуляции, а также среднее и максимальное значения коэффициента модуляции. Для сигналов с однополосной амплитудной модуляцией задается уровень подавления несущей. Выбор типа приемной антенны и определение ее основных характеристик производят при эскизном проектировании всего радиотехнического комплекса, для которого предназначен радиоприемник.Для частотно-модулированных сигналов (ЧМС) определяются: минимальная и максимальная частоты модуляции, максимальное значение девиации частоты или индекса модуляцииПри импульсной модуляции задаются: форма импульса, минимальная длительность импульса на заданном уровне отсчета, период следования импульсов Т и изменения параметров импульсов за счет модуляции (изменение длительности при модуляции по длительности (ДИМ), временного положения при временной импульсной модуляции (ВИМ) или структуры кодовых групп для кодово-импульсной модуляции (КИМ).Для непрерывных сигналов, используемых при измерении радиальной скорости движения объектов, несущих радиопередающее или радиоприемное устройство, задается диапазон доплеровских частот, который определяется возможным изменением частоты принимаемого сигнала за счет движения объекта. Диапазон возможных доплеровских частот задается для всех случаев, когда в процессе эксплуатации имеет место движение `Пдиопередающего устройства относительно радиоприемного устройства или наоборот. Для сигналов многоканальных линий связи и телеметрии кроме вышеуказанного обычно задается: а) число каналов; б) интервал частот между соседними поднесущими (при частотном разделении каналов и амплитудной модуляции), а также параметры первичной и вторичной модуляции (аналогичные отмеченным выше для АМС и ЧМС); в) интервал времени между соседними канальными импульсами (при временном разделении каналов); г) характер и параметры синхронизирующего сигнала, который должен управлять коммутирующим устройством в цепях разделения отдельных составляющих выходного сигнала прием`П`т.Минимальная и максимальная напряженность (или соответственно плотности энергии электромагнитного поля принимаемых сигналов в месте расположения приемной антенны.
Страницы: 1, 2, 3
|
|
