.

Проектирование приемного устройства

Язык: русский
Формат: курсова
Тип документа: Word Doc
0 555
Скачать документ

Предварительный расчёт.

1.Выбор и расчёт
блок-схемы приёмника.

При проектировании профессиональных радиоприёмников выберем
супергетеродинную

блок-схему приёмника.

2.Расчёт полосы пропускания
приёмника.

Определим ширину спектра:

-телефонного сигнала (fсп.тлф=2Fв=2*3500=7кГц;

Гц.

Гц.

С учётом исходных данных примем значение относительной
нестабильности несущей

частоты сигнала bн= bпр =0 и что гетеродин приёмника будет с
кварцевой стабилизацией

примем, что b г= 2*10-5. Тогда:

Тогда полоса

пропусканиё приёмника для приёма:

-телефонных сигналов (fп тлф=(fсп тлф+(fнест=7+0,125=7,125 кГц;

-телеграфных сигналов с тональной модуляцией: (fп тлг=(fсп
тлг+(fнест=2040+0,125=2,165 кГц;

-телеграфных сигналов без тональной модуляции: (fп тлг=(fсп
тлг+(fнест=54+125=179 Гц.

3.Расчёт выходного
каскада.

Нормальная выходная мощность прёмника при среднем коэффициенте
модуляции m=0.3 на основании исходных данных:

Принимаем трансформаторную схему выходного каскада с (тр=0,75
вычислим номиналь-

ную выходную мощность, которую должен обеспечить транзистор:

. Такую мощность могут обеспечить однотактные

каскады по схеме с ОЭ в режиме класса А с транзисторами типа П15.
Выберем на выходной

характеристике транзистора выберем рабочую точку А при Iк=23 мА и
Uкэ=-5В и проведем

через неё нагрузочную линию БВ. Из треугольника БГВ определяем
нагрузочное

сопротивление RА=125 Ом. Из треугольника БГВ вычислим отдаваемую
мощность

Pвых л =0.5*0.02*2.5=25 мА. Подбираем по входной характеристике
такую амплитуду, при

которой амплитуда коллекторного тока Imin , необходимой для
обеспечения требуемой

номинальной мощности. Она оказывается равной 0,06В. Затем находим
значения пяти ординат

коллекторного тока: I1=48 mA, I2=33 mA, I3=23 mA, I4=14 mA,
I5= 9 mA. Подставим

полученные значения вычислим амплитуды гармоник коллекторного тока:

;

;

.Следовательно

коэффициент гармоник выходного каскада будет равен:

.

Полученная величина меньше допустимой для приёмника, поэтому
выбранный тип

транзистора пригоден для использования в выходном каскада. Амплитуду
входного

напряжение при нормальном коэффициенте модуляции вычислим по формуле:

Umвх=0,3Umн=0,3*0,06=0,018В.

Для определения входного сопротивления каскада проводим
касательную ко входной

характеристике в рабочей точке А. Она отсекает по абсцисс в масштабе
напряжения величину

0,35-0,21=0,14В, а по оси ординат в масштабе тока 1,0-0,0=1,0 мА.

.

4.Выбор типа и
режима работы детектора.

Коэффициент гармоник детектора не больше:

.

Т.к. допустимая величина kгд получилась сравнительно малой, то
выберем диодный

(полупроводниковый) детектор в линейном режиме, для обеспечения
которого на его вход

необходимо подводить амплитуду несущей напряжения промежуточной
частоты Umпр(1,0В.

При приёме телефонных сигналов эффективная полоса пропускания
низкочастотного

тракта должна быть (Fп эф тлф=1,1(Fв- Fн)=1,1(3500-3200)=300Гц..

Полагая полосу пропускания НЧ тракта при приёмника равной
0.5(fсп, для приёма

телеграфных сигналов:

-с тональной модуляцией
получим:(Fпэфтлг(1,1(fсптлг/2=1,1*0,5*2040=1125Гц;

-без тональной модуляции получим:
(Fпэфтлг(1,1(fсптлг/2=1,1*0,5*54=30Гц .

Т.к. необходимые полосы пропускания высокочастотной части
приёмника для телефонных и телеграфных сигналов мало отличаются друг от
друга, то целесообразно отказаться от

регулировки полосы в усилителе промежуточной частоты.

Эфффективную полосу пропускания ВЧ тракта вычисляем по
формуле:

(fп эф=1,1(fп
тлф=7125= 7,85 кГц.

Необходимое отношение сигнал/шум на входе приёмника рассчитываем
по уравнению:

5.Предварительный выбор типа и схемы первых
каскадов

для обеспечения заданной
чувствительности.

В соответствии с исходными данными расчёт будем вести по собственным
шумам приёмника.

Полагая, что Еп=0, вычислим допустимый коэффициент шума приёмника в
телефонном режиме:

.

На данной рабочей частоте допустимый коэффициент шума обеспечим
на одном каскаде УВЧ и смесителе по схеме с ОЭ на транзисторе типа
ГТ310А. Напряжение на коллекторе будем полагать равным Uк=5В и Iк=1мА. В
каскадах УПЧ будем тоже использовать транзистор типа ГТ310А.эти
транзисторы германиевые сплавно-диффузионные p-n-p. Предназначены для
работы в УПЧ приёмников, а также для УВЧ коротковолновых приёмников.
Рассчитаем коэффициенты шума УВЧ, УПЧ и ПЧ:

Nупч=2Nт=9,5*2=19=Nувч, Nпч=4Nт=4*9,5=38, где. Nт=9,5-коэффициент шума
транзистора.

Определим коэффициенты усиления по мощности на рабочей частоте:

(в режиме преобразования).

Положим коэффициент связи с антенной к=0,5копт, тогда:

Вычислим возможный коэффициент шума приёмника:

6.Выбор промежуточной частоты, оптимального варианта
избирательных систем и

блок-схемы преселектора, обеспечивающих
заданную избирательность.

На практике наиболее часто встречаются два случая:

-полоса пропускания преселектора (fп.прес шире необходимой полосы
пропускания приёмника:

(fп.прес (3(fп;

-полоса пропускания преселектора (fп.прес сравнима с полосой
пропускания приёмника:

(fп.прес(3(fп;.

Полоса пропускания преселектора определяется избирательными системами
входной цепи и каскадов УРЧ. В приёмниках коротких волн избирательные
системы входной цепи и каскадов идентичны. Для таких приёмников
минимальную полосу пропускания преселектора вычисляют по формуле приняв
значении параметра qс=2,5. Будем считать собственное затухание этих
контуров равным (о=0,02.

,

где (эс=qс(о=0,5, ((а)=2.

.

. Выберем fпр=500 кГц.

7.Выбор транзисторов и числа каскадов тракта промежуточной частоты

для обеспечения необходимого
усиления.

. Тогда коэффициент усиления преселектора будет равен: К0 макс=КВЦК0
уст=0,8*28=22. Необходимый коэффициент усиления в тракте промежуточной
частоты вычислим по формуле, приняв кз=2:

=60,2дБ.

Выбираем для каскадов УПЧ транзисторы типа ГТ301А. Режим работы
принимаем Uк=5В и Iк=1мА. При проектировании узкополосных усилителей, а
в рассматриваемом случае относительная полоса пропускания составляет
лишь 7,125/465=0,015, как правило, максимально возможное усиление
каскадов определяется величиной коэффициента устойчивого усиления.
Поэтому расчёт будем вести на коэффициент устойчивого усиления каскада:

18,67. Подставляя полученные величины вычислим возможный коэффициент
усиления тракта промежуточной частоты при трёх каскадах:

, что больше требуемого К0 пр.

8.Проверка осуществимости АРУ.

. Выбираем Л1=8. Определим требуемое усиление приёмника под действием
системы АРУ: Лт=(/( =1000/2,5=400. Считая, что все управляемые каскады
идентичны, определим число регулируемых каскадов:

. Будем регулировать первые три каскада УПЧ. На этом предварительный
расчёт заканчиваем. Блок-схема приёмника будет выглядеть следующим
образом:

преселектор

к УНЧ

Рис1.Блок-схема
супергетеродинного приёмника.

Расчёт каскадов супергетеродинного прёмника КВ диапазона.

1.Расчёт усилителя высокой
частоты.

L

VT1 С2
Lк Lсв
С3

R3

R2 C1 R1
R4
Ек

Рис 2. Схема транзисторного УРЧ.

Будем предварительно полагать полное включение контура в цепь
коллектора (р1=1) и неполное ко входу следующего каскада с р2(0,15.
Примем собственную ёмкость катушки СL=3пФ; среднюю ёмкость подстроечного
конденсатора Сп=10пФ;ёмкость монтажа См=10пФ состоящей ёмкости монтажа в
цепи коллектора См1=5пФ и в цепи базы См2=5пФ; минимальную ёмкость
контурного конденсатора Смин=7пФ. Ёмкость контура без учёта переменной
ёмкости будет равна: С(=Сп+СL+р12(См1+С22)+р22
(См2+С11)=10+3+(5+10)+0,152(5+50)(29 пФ.

Минимальная индуктивность Lmin= (0.2..0.3) мкГн

Вычислим сопротивления цепи питания транзистора, полагая что:

-допустимое падение напряжения на сопротивлении фильтра коллекторной
цепи (URФ=1В;

-требуемый коэффициент стабильности коллекторного тока (=1,5(3;

-интервал температур в градусах Цельсия, в пределах которого должна
обеспечиваться темпера-

турная компенсация коллекторного тока (Т=80(С.

. Выберем R-1=510Ом.

. Выберем R3=6 кОм.

.

Выберем R2=560 Ом.

. Выберем С1=20нФ.

Сопротивление фильтра вычислим по формуле:

. Выберем Rф=160 Ом.

. Выберем Сб2=100нФ. Определим индуктивность контурной катушки из
выражения:

. Выберем 150 мкГн.

Вычислим параметры эквивалентной схемы каскада:

G1=gвых+g12+gcх=4,5+3+0=7,5мкСим и
G2=gвх+gcх=0,21*10-3+(7500)-1+(3600)-1=0,62 мкСим.

После этого рассчитаем максимально возможный коэффициент усиления
каскада:

<К0уст=2,5 –условие выполняется. Теперь рассчитаем коэффициенты
включения:

.

.

Проверим необходимое ослабление зеркального канала:

(68,6дБ.

На этом расчёт УРЧ эакончим.

2. Расчёт входной цепи с внешнеёмкостной
связью.

Рассчитываемая схема представлена на рис.3. Для начала определим
величину ёмкости связи Ссв. От её величины зависит влияние антенной цепи
на входной контур. С увеличением этой ёмкости за счёт большого влияния
цепи антенны расширяется полоса пропускания входной цепи, ухудшается
избирательность и изменяется настройка контура. Малая ёмкость связи
вызывает уменьшение коэффициента передачи входной цепи. С учётом ранее
сказанного на КВ диапазоне Ссв=10..20пФ.

1.Выберем Ссв=15пФ.

.

. Выберем L=43 мкГн.

4. Приняв эквивалентную добротность контура Qэ=40 найдём необходимую
величину собственной добротности контура: Qк=(1,2(1,25)*Qэ=
(1,2(1,25)*40=48(50.

5.Вычислим сопротивление потерь контура для этого рассчитаем
характеристическое сопротивление контура:

6. Коэффициент передачи входной цепи прикоэффициенте включения m=1:

.

7.Рассчитаем эквивалентную проводимость:

Gэ=G0+Gвн=G0+0,2*(GA+Gвх)=0,83+0,2*083=0,25 мСим.

8.Рассчитаем коэффициент включения m =(1-Qэ мах/Qк)Rвх мах*Сэ мin*fс
мах/159/Qэ мах =

=(1-40/50)25000*100*10-12*2.182*106/159*40 = 0.2, где Rвх=25кОм (для
1Т310А).

9. Тогда коэффициент передачи входной цепи при m=0.2 будет равен:

, что больше, чем в предварительном расчёте.

11.Найдём коэффициент усиления преселектора:
Кпрес=КвцК2урч=6*1,822=19,8.

Cсв

Сп L

Рис 3. Входная цепь с внешнеёмкостной связью с антенной.

3.Расчёт усилителя промежуточной
частоты .

Выпишем данные параметров транзистора на промежуточной частоте
fпр:

Uк=-5В, Iк=1мА, S0=Y21=26мА, g12=4,5мкСим ,gвх=0,21мСим, gвых=4,5мкСим,
Свх=21пФ, Свых=11,8пФ, Ск=5пФ, Iк0=5мкА, Nт=9,5. Будем полагать, что
монтажные ёмкости цепи коллектора и базы, соответственно См1=См2=10пФ,
равными. Ранее была принята схема с общим эмиттером при нагрузке из двух
связанных контуров при максимальной связи. Положим (=1.5, (URф=2В и
(Т=80(С, тогда расчёт элементов схемы питания УПЧ такой же, как и в УРЧ.
Тогда:

. Выберем R1=270 Ом.

. Выберем R3=1 кОм.

.Выберем R2=160Ом

Теперь произведём расчёт С1, Rф и Сф :

(выбираем 200нФ).

(выбираем 200Ом).

(выберем 100нФ).

=20дБ.

При трёх каскадах УПЧ эквивалентное затухание контуров должно быть:

1. Положив значение возможного относительного изменения входной и
выходной ёмкости транзистора b=0.1 определим минимально допустимое
отношение эквивалентной ёмкости контура каскада к ёмкости, вносимой в
контур транзисторами:

. Предельное затухание контуров определим по формуле:

. Находим коэффициент усиления каскада, учитывая что при трёх каскадах
(макс=1,63, по формуле:

, что существенно превышает требуемую величину. Полагая р1=1 определим
эквивалентную ёмкость контура и его индуктивность:

,

. Далее определяем коэф-

фициенты включения контуров: р1=1, т.к. L(Lmin=250мкГн, тогда надо
рассчитать только р2:

. На этом расчёт УПЧ закончим.

4.Расчёт преобразователя частоты с пьезомеханическим фильтром

ПФ1П-4-3 и отдельным
гетеродином.

R1 C2 L4 L5

fпр

С1 VT1

R2 R3

C3

+ – Еп

от гетеродина

Рис.4 Преобразователь частоты с отдельным гетеродином.

В данном преобразователе рассчитаем только смесительную часть.

1.Определяем параметры транзистора в режиме преобразования частоты:

Sпр=0,3S=0,3*26=8 мА/В;

Rвх.пр=2R11=0,2*1500=300 Ом;

Rвых.пр=2R22=2*200*103=400 кОм;

Свых.пр=С22=8 пФ; Свх.пр=С11=70 пФ.

2.Согласование транзистора смесителя с фильтром осуществляем через
широкополосный контур. Определим коэффициент шунтирования контура
входным сопротивлением фильтра и выходным сопротивлением транзистора,
допустимый из условий обеспечения согласования:

.

3.Определим конструктивное и эквивалентное затухание широкополосного
контура:

, где Qэш=20 –добротность широкополосного контура.

4.Определяем характеристическое сопротивление контура, принимая
коэффициент включения в цепи коллектора m1=1:

5.Определим коэффициент включения контура со стороны фильтра:

.

.

7.Ёмкость контура: С2=Сэ-Свых.пр=174-70=104 пФ. Выберем С2=100 пФ.

8.Определим действительную эквивалентную ёмкость схемы:

Cэ’=С2+Свых.пр=100+70=170 пФ.

.

10.Дествительное характеристическое сопротивление:

.

11.Резонансный коэффициент усиления преобразователя:

.

12.Индуктивность катушки связи с фильтром, приняв kсв=0,5:

.

3.Расчёт амплитудного детектора.

L L C3

C4 VT2

C5

VT1

C6 RВХ

С1 УПЧ

R2

R4 R1 R3

+

В детекторе используем тот же транзистор, что и в УПЧ.

1.Определим Rн из условия малого шунтирования следующего каскада:

Rн=(5..10) Rвхн=(5..10) кОм.( Gн=0,2мСм.

.

3.Найдём эквивалентное сопротивление нагрузки по переменному току:

, где (Uk=4В, (Ik=1мА при Uбэ=const.

(Rн~=1,1кОм.

.

.

7.Рассчитаем элементы цепи питания. Для этого найдём
Iдел=(50..100)Iк0=(50..100)*20*10-6=2 мА.

.

.

9.Найдём входное сопротивление: Rвх=10r11=10*300=3 кОм и
Свх=С11/10=5/10=0,5пФ.

. Примем m2=1.

11.Вычислим напряжение на входе УНЧ: Uвх унч=UmдКдm2=0.4*9*1=3.6В.

На этом расчёт амплитудного детектора закончим.

6.Расчёт системы
АРУ.

3.

. Следовательно, поставленные к системе АРУ требования можно
удовлетворить без дополнительного усиления, полагая, что коэффициент
передачи детектор-АРУ должен быть Кд(0,8.

Примем сопротивления R4=680Ом и R1=3.5кОм. Тогда для сохранения
исходного смещения на базах регулируемых транзисторов найдём силу тока
Iп1, протекающего через сопротивление R4:

. Приняв UR5=0 и число регулируемых каскадов n=3 найдём R2:

. Выберем R2=4.7 кОм.

.

Выберем R3=510 Ом, при этом необходимое условие
R3(0,2*(R1+R2+R4)=0.2*(3.5+0.68+4.7)=1,78.

Для определения элементов схемы задержки зададимся R8=2 кОм и найдём:

.

Применим однозвенную структуру фильтра АРУ, при этом сопротивление
фильтра будет R2. Постоянную времени фильтра АРУ при помощи следующего
выражения, предварительно вычислив параметр М:

При заданной длительности переходного процесса tАРУ=0,5с получим:

. Выберем С2=1,8 мкФ. Чтобы обеспечить реализицию однозвенной
структуры фильтра АРУ, постоянная времени нагрузки детектора должна
быть:

.

На этом расчёт курсового проекта закончим.

УПЧ К К К

ПЧ 1К

УРЧ К К

АРУ

Д

ВЦ

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Стр.

Лист

Изм

Дата

Подпись

№ докум.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019