регистрация /  вход

Приемник аналоговых сигналов с амплитудной модуляцией (стр. 1 из 4)

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра РЭИС

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

ПРИЕМНИК АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

(ПРИЕМНИК ЛЮБИТЕЛЬСКОЙ РАДИОСВЯЗИ)

Екатеринбург 2005


Содержание

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

Выбор схемного решения РПрУ и расчет УВЧ

Выбор фильтра сосредоточенной селекции

Выбор и расчет схемы демодулятора

Выбор и расчет схемы АРУ

Выбор схемы УНЧ

Список используемой литературы

Приложение


Выбор и обоснование структурной схемы приемника

Указанный в ТЗ частотный диапазон 1,9-1,95 МГц соответствует длине волны 160 м. В этом диапазоне применяют приемники прямого преобразования либо супергетеродинные.

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.

В нашем случае оптимальным является приемник, построенный по супергетеродинной блок-схеме. Для супергетеродинных приемников нет сильной связи между чувствительностью и частотой принимаемого сигнала, так как основное усиление производится на промежуточной частоте. Обычно промежуточная частота значительно ниже несущей, на ней легче реализовывать усилительные каскады. Все это позволяет создать большой запас по усилению и, применяя АРУ, увеличить динамический диапазон принимаемых сигналов.

Структурная схема супергетеродинного приемника приведена на рис.1. в таком приемнике может еще присутствовать схема автоматической подстройки частоты, но она, как правило, не применяется в диапазоне средних волн.


Рис. 1 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

ОАп – оконечный аппарат

Вару – выпрямитель АРУ

Фару – фильтр АРУ

Данная блок-схема является типовой и применяется в большинстве используемых на практике приемников. Сейчас разработаны интегральные микросхемы, которые выполняют роль целых узлов приемника и даже всего устройства в целом. Применение таких интегральных схем позволяет упростить проектирование приемников, повысить их надежность, снизить стоимость, массу, габариты.

Предварительный расчет полосы пропускания

Полосу пропускания высокочастотного тракта супергетеродинного приемника без системы автоматической подстройки частоты можно определить по формуле:

где:

Δfсп – ширина спектра принимаемого сигнала, составляющие которого, с учетом допустимых искажений, не должны выходить за пределы полосы пропускания приемника;

Δfд – изменение несущей частоты сигнала за счет доплеровского эффекта;

Δfнест – 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.

где:

вс относительная нестабильность частоты сигнала fc

вг относительная нестабильность частоты гетеродина приемника fг ;

вн относительная погрешность установки частоты приемника при безпоисковой настройке, отнесенной к частоте сигнала fс

впр относительная погрешность и нестабильность настройки контуров тракта промежуточной частоты, отнесенная к промежуточной частоте fпр .

Для двух полосного одноканального АМ сигнала:

, где

F в - верхняя частота модуляции сигнала.

Выберем однокаскадный гетеродин без кварцевой стабилизации, для него можно принять

. Согласно ТЗ
. Выбор Вг произведен согласно табл. 1.1 [1]. Значение коэффициента Впр , как правило, колеблется от 0,0003 до 0,003 и зависит, главным образом, от температурного
коэффициента катушек контуров, настраиваемых на промежуточную частоту. Пусть
. Величина Вн 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. Если применяется перестройка приемника оператором по принимаемым сигналам (как в нашем случае), то естественно величину Вн следует брать равной нулю. Значение промежуточной частоты выберем стандартное для данного диапазона волн. Пусть
.

Будем считать, что приемник и передатчик неподвижны относительно друг друга, тогда доплеровское смещение частоты

.

Согласно формуле (2):

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).

Выбор средств обеспечения избирательности приемника

В супергетеродинных приемниках, наиболее опасными из побочных каналов приема являются зеркальный и соседний. Поэтому частотная избирательность РПрУ зависит в основном от необходимых ослаблений соответственно Sзк Sск . В приемниках с одинарным преобразованием частоты ослабление зеркального канала обеспечивает преселектор, ослабление соседнего – в основном УПЧ и частично преселектор.

Исходные данные:
; выберем
- эквивалентные затухания контуров преселектора с учетом потерь, вносимых источником сигналов и нагрузкой.

Определим обобщенную рассторйку зеркального канала при верхней настройке гетеродина

и нижней настройке гетеродина
.

Выберем верхнюю настройку гетеродина.

Пользуясь нормированными частотными характеристиками преселекторов при больших расстройках рис. 1.7а [1], находим, что необходимое ослабление по зеркальному каналу Sзк =32dB может обеспечить простая одноконтурная входная цепь, поэтому применять более сложные схемы нецелесообразно.

Для выбранного преселектора вычисляем ослабление по соседнему каналу, которое он создает.

Обобщенная рассторойка для краев полосы пропускания приемника

:

Из рис. 1.7б [1] находим, что такой расстройке соответствует ослабление преселектора

. Рассчитаем ослабление Sпп , которое можно допустить в ФСС, из выражения:

.

Для выбранного преселектора определим обобщенные расстройки для соседнего канала из выражения:

,

где

- расстройка для соседнего канала.

По рис. 1.7б [1] находим, что данной расстройке

соответствует ослабление
соседнего канала, создаваемого преселектором.