МегаПредмет

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса - ваш вокал


Игровые автоматы с быстрым выводом


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека


Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Цепи частотной селекции и межкаскадного согласования





Пояснительная записка

к курсовой работе по курсу

“Устройства приема и обработки сигналов”

на тему:

«Проектирование ЧМ – приемника».

 


Выполнил:

Студент: Яковлева А. В.

Проверил: Преподаватель: Киселёв А.В.
Группа: РТВ14 – 01

 

Новосибирск, 2014

Содержание

 

Задание на курсовую работу………………………………………………………………………………………….2

Введение……………………………………………………………………………………………………………….4

 

1. Синтез структурной схемы РПУ …………………………………………………………………………...5

1.1. Выбор промежуточной частоты…………………………………………………………………..6

1.2. Определение ширины спектра сигнала и полосы пропускания………………………………...7

1.3. Выбор селективной системы тракта промежуточной частоты………………………………….9

1.4. Выбор и расчет селективных систем преселектора…………………………………………….11

1.5. Расчет допустимого коэффициента шума……………………………………………..………..15

1.6. Выбор варикапов……………………………………………………………………………….…17

1.7. Выбор интегральных микросхем (ИМС)………………………………………………………..19

1.8. Требования к гетеродину……………………………………………………………………...…24

1.9. Требования к источнику питания………………....……………………………………………..25

1.10. Функциональная схема приемника……………………………………………………………...28

2. Расчет принципиальной электрической схемы РПУ…………………………………………………….29

2.1. Цепи частотной селекции и межкаскадного согласования…………………………………….29

2.2. Расчет усилителя радиочастоты (УРЧ)………………………………………………………….34

2.3. Расчет преобразователя частоты………………………………………………………………...35

2.4. Расчет согласующей цепи для согласования выхода микросхемы М43209 и

входа фильтра ПФ2П-276…………………………………………………………..…………….36

2.5. Расчет фильтра сосредоточенной селекции (ФСС)………………………………………….…40

2.6. Симметрирующее устройство…………………………………………………………………...41

2.7. Расчет полученного коэффициента усиления………………………………………………..…43

2.8. Расчет ИМС К174УР3…………………………………………………………………………….44

2.9. Расчет требуемого коэффициента усиления по напряжению с выхода

ограничителя до выхода приемника…………………………………………………………….47

2.10. Расчет усилителя низкой частоты (УНЧ)…………………………………………………….…48

2.11. Результирующие характеристики РПУ………………………………………………………….49

2.12. Заключение………………………………………………………………………………………..50

3. Приложение 1. Параметры фильтра ПФ2П-276……………………………………………………….…51

Приложение 2. Параметры интегральной микросхемы ADL5530 (фирма «Analog Devices»)……..…53

Приложение 3. Параметры интегральной микросхемы М43209

(преобразователь частоты)………………………………………………………………………………...55

Приложение 4. Параметры интегральной микросхемы К174УР3………………………………………57

Приложение 5. Параметры интегральной микросхемы К174 УН5……………………………………..62

Приложение 6. Параметры симметрирующего трансформатора Datatronic 3-2,5-6D…………………66

Приложение 7. Параметры переменного резистора R1214G-A-20K-KQ-15…………………………...68

Приложение 8. Схема электрическая принципиальная………………………………………………….70

Приложение 9. Перечень элементов…………………………………………………………………...….72

 

Список литературы………………………………………………………………………………………....75

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Листтт
НГТУ РТВ14-01.020
Разраб.
Яковлева А.В.
Провер.
Киселёв А.В.
Т. Контр.
 
Н. Контр.
 
Утверд.
.
Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу «Устройства приема и обработки сигналов»
Лит.
Листов
РТВ14-01
Реценз.
 
Масса
Масштаб
 
 
 

 

 


Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Введение

 

Важнейшим функциональным элементом радиотехнических систем является радиоприёмное устройство, способное воспринимать слабые радиосигналы и преобразовывать их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации.

Появившиеся в последнее время интегральные микросхемы и фильтры, по сути, представляют собой элементную базу функциональной электроники. Разработка радиоприёмных устройств, выполненных на их основе, отличается от традиционного проектирования смещением акцентов в сторону системных вопросов. При этом радиоприемное устройство рассматривают как совокупность узлов, решающих задачи: частотной селекции, усиления и демодуляции полезного сигнала, а также подавления помех.

Такое обобщенное понимание радиоприёмных устройств позволяет подойти к их проектированию с системных позиций. В прикладном плане это во – первых, даёт систематизированный подход к синтезу структурной схемы, во – вторых, облегчает разработку принципиальной схемы радиоприёмных устройств, в – третьих, позволяет оптимизировать синтезируемое устройство.

Внедрение микропроцессоров позволяет автоматизировать радиоприемные устройства; реализовывать эффективные методы обработки сигналов, анализ помеховой обстановки с использованием результатов для адаптивного регулирования приемника и др. Все это расширяет функциональные возможности приемников, упрощает технологию изготовления, обеспечивает удобство эксплуатации.

 

1.

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Синтез структурной схемы РПУ

Синтез структурной схемы РПУ следует начинать с анализа технического задания и способов его решения. Для этого следует рассмотреть задачи, которые должно решать РПУ.

1. Задачу частотной селекции полезных сигналов.

2. Задачу усиления сигналов до уровня, необходимого для нормального осуществления их демодуляции.

3. Задачу подавления помех.

Исходя из заданного технического задания (ТЗ) произведем расчет основных параметров РПУ.

 

 

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.1. Выбор промежуточной частоты

 

Большинство приёмников, спроектированных в настоящее время, строится по супергетеродинной схеме. Это позволяет осуществлять основное усиление и фильтрацию сигнала на промежуточной, как правило, более низкой, частоте. Применение промежуточной частоты выше частоты сигнала существенно увеличивает подавление помех по зеркальному каналу, но требует применения двойного преобразования частоты.

Следовательно, промежуточная частота fпр должна лежать вне диапазона принимаемых частот и обеспечивать:

· Заданную избирательность (ослабление Seзк) по зеркальному каналу.

· Заданную избирательность по соседнему каналу.

· Заданную полосу пропускания линейного тракта.

· Возможность применения колебательных контуров c реализуемой добротностью.

· Требуемое усиление и устойчивость работы УПЧ.

· Устойчивое детектирование радиоимпульсов и хорошую фильтрацию сигналов промежуточной частоты при детектировании.

Для приёмников с ЧМ промежуточной частотой, удовлетворяющей вышеперечисленным требованиям, является частота 10,7 МГц, так как элементная база сделана в основном под нее. Однако такой выбор не является догмой – известен ряд радиовещательных приёмников, у которых промежуточные частоты отличаются от указанной для улучшения частотно-селективных свойств. Промежуточную частоту можно выбрать на основании рабочей частоты фильтра сосредоточенной селекции.

Промежуточную частоту будем выбирать по следующему алгоритму:

1. Предположим, что имеет место однократное преобразование частоты и верхняя настройка частоты гетеродина.

2. Рассчитаем требуемую полосу пропускания приёмника.

3. Исходя из рассчитанной требуемой полосы пропускания приёмника, селективности по соседнему каналу и расстройке до соседнего канала выберем ряд стандартных фильтров на разные промежуточные частоты (рабочие для фильтра). Затем заполним таблицу 1.4 для одиночных и двух связанных колебательных контуров.

4. Считается, что на данной промежуточной частоте выполняется требование технического задания, если ему удовлетворяет и селективность по зеркальному каналу и по каналу прямого прохождения.

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.2. Определение ширины спектра сигнала и полосы пропускания

При частотной модуляции ширина спектра зависит от девиации частоты и максимальной частоты сообщения . Индекс модуляции определяется как , а ширина спектра:

при ;

при .

.

Так как , то

.

Для нахождения полосы пропускания приёмника требуется определить доплеровское смещение частоты и запас на нестабильности несущей частоты принимаемого сигнала и частоты гетеродина.

В данном случае приёмник неподвижен, поэтому доплеровское смещение частоты равно нулю:

.

Отклонения частоты сигнала зависит от нестабильности частоты возбудителя передатчика. Для радиовещательных и связных передатчиков относительная нестабильность частоты мала: В данном случае относительная нестабильность частоты сигнала: .

Нестабильность частоты гетеродина зависит от схемы его реализации. Для гетеродинов, реализованных на основе LC-генераторов, нестабильность частоты не меньше чем , а в синтезаторах частот – не более .

В данном приёмнике в качестве гетеродина будем использовать синтезатор частот. Примем относительную нестабильность синтезатора частот: .

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Абсолютный уход частоты сигнала вычисляется на максимальной рабочей частоте :

.

Так как диапазон рабочих частот находится до 30 МГц, то в данном приёмнике используется верхняя настройка гетеродина:

.

Абсолютный уход частоты гетеродина также находится на его максимальной частоте :

.

Так как промежуточная частота ещё не выбрана, то в указанном выражении вместо максимальной частоты гетеродина подставить максимальную частоту сигнала:

.

Корректировка значений будет производится после того, как будет выбрано значение промежуточной частоты.

Требуемая полоса пропускания приёмника П определяется как сумма частот ширины спектра , доплеровского смещения и отклонений частот сигнала и гетеродина :

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.3. Выбор селективной системы тракта промежуточной частоты

 

Исходя из рассчитанной требуемой полосы пропускания приёмника, данной селективности по соседнему каналу и расстройке до соседнего канала выберем ряд стандартных фильтров на разные промежуточные частоты.

 

- рассчитанная требуемая полоса пропускания приёмника;

Фильтр сосредоточенной селекции должен обеспечивать селективность 40 дБ при расстройке до соседнего канала .

 

Фильтр считается подходящим, если выполняются следующие условия.

1. Полоса пропускания фильтра равна или больше требуемой полосы пропускания приемника .

2. Полоса пропускания фильтра меньше (или равна) двух расстроек до соседнего канала .

3. Селективность фильтра больше или равна селективности по соседнему каналу, т.е. .

Данные требования удовлетворяет только один фильтр основной частотной селекции ПФ2П-276 (полосовой кварцевый фильтр).

Параметры фильтра ПФ2П-276:

1) Рабочая частота, МГц………………………………………………… ..10,7

2) Ширина полосы пропускания по уровню 6 дБ, кГц…………………….31

3) Затухание в полосе, дБ……………………………………………………..3

4) Гарантированное затухание в полосе задерживания

, дБ, не менее…………………………………………...80

5) Нагрузочное сопротивление, кОм……………………………………….1,6

Емкости для подключения ко входу и выходу для данного фильтра не требуются.

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Фильтр ПФ2П-276 обеспечивает подавление 80 дБ при расстройке на 40 кГц от рабочей частоты. Для согласования фильтра до и после его включения применяются согласующие цепи. Подробнее основные параметры и условия эксплуатации фильтра ПФ2П-276 изложены в Приложении 1.


Амплитудно-частотная характеристика ФСС ПФ2П-276

 

На данном графике видно, что при расстройке до соседнего канала 25 кГц фильтр сосредоточенной селекции ПФ2П-276 обеспечивает селективность 40 дБ.

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.4. Выбор и расчет селективных систем преселектора

 

Расчёт селективностей производится на частотах рабочего диапазона, для которых селективность наименьшая, поэтому нужно найти обобщённую расстройку на максимальной частоте рабочего диапазона. Эквивалентное затухание контуров преселектора выбирается с учетом неравенства . Собственное затухание контуров d определяется в зависимости от диапазона рабочих частот преселектора.

Рабочий диапазон по техническому заданию: 25…27 МГц.

Для рабочего диапазона 6…30 МГц:

1) Собственное затухание контуров: 0,006…0,005.

2) Максимальная ёмкость контура: 20…30 пФ (рекомендуемая).

 

Выберем собственное затухание контуров , соответственно собственная добротность контура:

.

Максимальную емкость контура примем равную 30 пФ ( ).

 

Рассчитаем эквивалентное затухание контуров преселектора:

.

Эквивалентная добротность контура:

.

 

При выборе селективных систем преселектора вычисляются следующие характеристики.

1. Частота зеркального канала. При верхней настройке гетеродина частота зеркального канала отстоит от максимальной частоты на две промежуточные частоты :

.

 

 

2.

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Обобщённая расстройка для зеркального канала:

;

.

3. Селективность по зеркальному каналу, обеспечиваемая одиночным контуром , равна:

;

4. Селективность по зеркальному каналу, реализуемая двумя связанными контурами :

5. Селективность по зеркальному каналу, обеспечиваемая одиночным и двумя связанными контурами:

.

6. Селективность по зеркальному каналу, обеспечиваемая двумя одиночными контурами:

.

7. Селективность по каналу прямого прохождения. Обобщенная расстройка для этого канала вычисляется на минимальной частоте рабочего диапазона (при ):

8. Селективность по каналу прямого прохождения, обеспечиваемая одиночным контуром:

9. Селективность по каналу прямого прохождения, обеспечиваемая двумя связанными контурами:

 

 

10.

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Селективность по каналу прямого прохождения, обеспечиваемая одиночным и двумя связанными контурами:

.

11. Селективность по каналу прямого прохождения, обеспечиваемая двумя одиночными контурами:

.

Таблица 1.4.

Выбор структуры преселектора на одиночных и двух связанных колебательных контуров

Вид частотно-селективной цепи преселектора
, дБ , дБ
Одиночный контур 35,812 39,593
Пара связанных контуров 65,601 73,165
Два одиночных контура 71,624 79,187
Одиночный контур и пара связанных контуров 101,413 112,758
       

 

Требуемую селективность по каналу прямого прохождения 40 дБ можно обеспечить двумя способами:

1) Двумя одиночными контурами. Селективность по каналу прямого прохождения: .

2) Одиночным контуров и двумя связанными контурами. . Селективность по каналу прямого прохождения: .

 

В данном приёмнике будем использовать преселектор на двух одиночных контуров, так как использование одиночных контуров делает приемник проще в настройке, а также с экономической точки зрения дешевле. При этом обеспечивает требуемая селективность по каналу прямого прохождения 40 дБ с запасом в 39,187 дБ.

 

Значение промежуточной частоты для данного приемника: 10,7 МГц.

Так как значение промежуточной частоты выбрано, требуется произвести корректировку значений, рассчитанных в пункте 1.2.

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Максимальная частота гетеродина:

.

Абсолютный уход частоты гетеродина :

.

Вычислим требуемую полосу пропускания приемника:

Система АПЧ (система автоматической подстройки частоты) применяется в приёмниках, если требуемая полоса пропускания приёмника больше ширины спектра радиосигнала в 1,1 или более раз:

.

Рассчитаем:

.

.

Получаем:

.

Так как условие не выполняется, то система АПЧ для данного приёмника не требуется.

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.5. Расчет допустимого коэффициента шума

Существенным фактором, определяющим порядок и идеологию расчета радиочастотной части приемника, является максимально допустимое значение коэффициента шума РПУ:

, где

- чувствительность приёмника;

- постоянная Больцмана;

- абсолютная комнатная температура;

- полоса пропускания фильтра сосредоточенной селекции ПФ2П-276 по уровню 6 дБ.

- отношение сигнал/шум на выходе линейного тракта приемника (в относительных единицах);

- отношение сигнал/шум на выходе линейного тракта приемника в децибелах.

Выразим отношение сигнал/шум на выходе линейного тракта приемника в относительные единицы (в разы):

.

Чувствительность приемника определяется:

, где

- напряжение чувствительности приемника;

- сопротивление антенны.

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Вычислим чувствительность приемника:

.

Вычисли коэффициент шума:

Так как рассчитанное Nпр > 20…30, то особых мер по снижению коэффициента шума, как правило, принимать не следует (если не допускать грубых ошибок, то они обеспечиваются автоматически), чувствительность приемника определяется его усилением, а его проектирование может вестись без анализа и учета шумовых свойств отдельных каскадов.

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.6. Выбор варикапов

 

Селективные цепи преселектора и контур гетеродина перестраиваются варикапами.

Коэффициент перекрытия контуров преселектора находится как отношение максимальной частоты рабочего диапазона к минимальной :

.

Коэффициент перекрытия емкости варикапа :

, где

- максимальная емкость варикапа;

- минимальная емкость варикапа.

Коэффициент перекрытия емкости варикапа должен быть больше коэффициента перекрытия контуров перекрытия контуров преселектора в квадрате: .

.

То есть, для варикапа должно выполняться условие:

.

Выберем варикап КВ128А.

Параметры варикапа КВ128А:

Максимальная емкость варикапа, пФ……………………………………………...28

Коэффициент перекрытия по емкости………………………………………………2

Напряжение управления, В………………………………………………………1…9

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Добротность………………………………………………………………………...300

Частота измерения добротности, МГц……………………………………………..50

 

Минимальная емкость варикапа находится делением максимальной емкости на коэффициент перекрытия:

.

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.7. Выбор интегральных микросхем (ИМС)

Успехи в области микроэлектроники непрерывно повышают уровень интеграции изделий, сводя узлы и блоки в большие интегральные схемы (БИС) и микросхемы (ИМС). Эта современная элементная база образует новое поколение приемников, обладающих высокой надежностью, малыми массами и габаритами, высокой помехоустойчивостью. Проще говоря, при разработке приемника необходимо использовать по возможности новую элементную базу, включая ИМС.

Усилитель радиочастоты.В виде усилителя радиочастоты может служить высокочастотный, обеспечивающий одинаковое усиление в полосе рабочих частот, усилительный элемент (транзистор, лампа, интегральная микросхема). Среди множества микросхем мной была выбрана микросхема фирмы Analog Devices ADL5530 (см. Приложение 2).

Основные характеристики интегральной микросхемы ADL5530:

1. Диапазон рабочих частот, МГц……………………………………..0…1000

2. Коэффициент усиления, дБ………………………………………………16,8

3. Коэффициент шума, дБ……………………………………………………...3

4. Входное сопротивление, Ом……………………………………………….50

5. Выходное сопротивление, Ом……………………………………………..50

6. Напряжение питания, В……………………………………………...2,7…5,5

7. Потребляемый ток, мА……………………………………………………110

 

Для данной микросхемы будем использовать рекомендованное производителями напряжение питания 5 В.

Преобразователь. Тип смесителя при высоком допустимом коэффициенте шума не критичен.

Активный элемент смесителя должен:

1) обеспечивать работу в диапазоне частот входного сигнала;

2) обеспечивать возможно больший коэффициент передачи, что позволит упростить построение УПЧ.

Смеситель выбираем с учетом вышеизложенных требований на микросхеме М43209.

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Основные параметры интегральной микросхемы М43209:

1. Коэффициент передачи по мощности, дБ……………………………...10

2. Входное сопротивление, Ом……………………………………………50

3. Выходное сопротивление, Ом………………………………………….50

4. Диапазон рабочих частот, МГц………………………………...15…1000

5. Коэффициент шума, дБ…………………………………………………..8

6. Напряжение источника питания, В……………………………………...9

7. Ток потребления, мА…………………………………………………...2,5

Параметры микросхемы М43209 и её типовая схема включения приведены в Приложении 3.

Гетеродин, аналогично входной цепи, должен перестраиваться в полосе рабочих частот при помощи варикапа (КВ128А).

Определим, какие частоты должен выдавать гетеродин (синтезатор частот), если на вход смесителя поступают частоты 25…27 МГц, а с выхода снимается стандартная промежуточная частота (10,7 МГц).

Как известно, на частотах ниже 30 МГц, необходимо применять верхнюю настройку гетеродина, поэтому частоту гетеродина можно найти как:

Следовательно, контур в гетеродине, задающий колебания, должен формировать эти частоты.

 

Усилитель-ограничитель промежуточной частоты, ЧМ-детектор, предварительный усилитель звуковой частоты.В качестве усилителя-ограничителя промежуточной частоты ЧМ-тракта, ЧМ-детектора и предварительного усилителя низкой частоты будем использовать отечественную интегральную микросхему К174УР3 (см. Приложение 4). Предварительный усилитель низкой частоты имеет электронный аттенюатор, позволяющий дистанционно регулировать уровень выходного сигнала.

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Основные электрические параметры ИМС К74УР3:

1. Входное напряжение при начале ограничения, мкВ, не более………….100

2. Входное сопротивление, кОм………………………………………………..4

3. Выходное сопротивление, кОм…………………………………………….1,5

4. Напряжение питания , В…………………………………………….5…9

5. Ток потребления, мА, при , не более……………………….…...12

6. Входное напряжение, мВ, не более……………………………………….300


Для данной микросхемы применим напряжение источника питания 9 В. При этом напряжении коэффициент подавления паразитной амплитудной модуляции для микросхемы К174УР3 будет максимальным и равным примерно 50 дБ. Зависимость коэффициента подавления амплитудной модуляции от напряжения питания микросхемы представлена на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Зависимость коэффициента подавления амплитудной модуляции от напряжения питания

 

Усилитель низкой частоты (УНЧ). В качестве УНЧ применим интегральную микросхему К174УН5. Данная микросхема представляет собой усилитель звуковой частоты с номинальной выходной мощность 2 Вт на нагрузке 4 Ом (при напряжении питания +12 В ( )). Типовая схема включения микросхемы К174УН5, электрический параметры и их зависимости приведены в Приложении 5.

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Основные электрические параметры ИМС К174УН5:

1. Минимальное сопротивление нагрузки, Ом………………………………3,2

2. Коэффициент усиления по напряжению…………………………….80…120

3. Нестабильность коэффициента усиления по напряжению, %, не более….20

4. Напряжение питания, В…………………………………………………..9…12

5. Входное сопротивление, кОм………………………………………………..10

6. Ток потребления , мА, при , не более…………...…….……..30

Напряжение питания микросхемы К174УН5 может снижаться до +9 В, при этом выходная мощность усилителя уменьшается. Зависимость выходной мощности от сопротивления нагрузки при различных напряжениях питания приведена на рисунке 1.2.


Проектируемый приемник по техническому заданию должен обеспечивать мощность 1 Вт на нагрузке 5 Ом.

Рис. 1.2. Зависимость выходной мощности от сопротивления нагрузки при различных напряжениях питания для ИМС К174УН5

 

Напряжение питания для данной микросхемы примем 10 В, так как именно при этом напряжении питания обеспечивается мощность 1 Вт на нагрузке 5 Ом.

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   

Коэффициенты усиления.При частотной модуляции определяются два коэффициента усиления: до ограничителя и после него. По амплитудной характеристике ограничителя находится его входное напряжение (рис. 1.3), после которого наступает ограничение выходного напряжения. Первый коэффициент усиления вычисляется как отношение входного напряжения ограничителя, соответствующее началу ограничения к напряжению чувствительности приемника. Второй коэффициент усиления находится отношением выходного напряжения приемника к выходному напряжению ограничения.

Рис. 1.3. Амплитудная характеристика ИМС К174УР3

Определим первый коэффициент усиления:

, где

- входное напряжение при начале ограничения;

- напряжение чувствительности приемника.

.

То есть, входная цепь, УРЧ, одиночный контур, стоящий в нагрузке УРЧ, преобразователь частоты (смеситель), фильтр сосредоточенной селекции и согласующие цепи должны обеспечить коэффициент усиления по напряжению не менее 33,33.

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.8. Требования к гетеродину

 

К качестве гетеродина применим синтезатор частот.

Зная типовую схему включения и параметры микросхемы, предъявим требования к синтезатору частот:

1) Относительная нестабильность частоты .

2) Максимальная частота, МГц: .

3) Минимальная частота, МГц: .

 

Данным характеристикам удовлетворяет генератор на основе синтезатора частот ADF4360-9.

Параметры генератора ADF4360-9:

1. Диапазон генерированных частот, МГц……………………..1,1…200

2. Максимальная частота опорного генератора, МГц……………….250

3. Напряжение питания, В…………………………………………3…3,6

4. Потребляемый ток, мА……………………………………………….23

 

Синтезатор частот, аналогично входной цепи, должен перестраиваться в полосе рабочих частот при помощи варикапов КВ128А.

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
1.9. Требования в источнику питания

 

Так как у нас в качестве компонент схемы выбраны микросхемы, то необходимо предъявить требования к источнику питания. В данной схеме используется опорное напряжение 220 В.

Согласно типовым схемам включения микросхем, источник питания должен обеспечивать:

1. +5 В – для интегральной микросхемы ADL5530.

2. +9 В – для микросхемы М43209, К174УР3.

3. +10 В – для К174УН5.

4. Варикап управляется напряжением 1…9 В.

 

Напряжения питания микросхем понижается включением линейных стабилизаторов или RC-фильтров в цепи питания.

 

Для усилителя звуковой частоты в справочных данных указан только ток, потребления в режиме молчания, т.е. при .

Определим постоянную составляющую тока УНЧ.

Постоянная составляющая тока УНЧ, соответствующая максимальной мощности в нагрузке , находится с учетом коэффициента полезного действия и напряжения источника питания :

.

- максимальная мощность в нагрузке;

- напряжение источника питания для схемы К174УН5;

- КПД (рис. 1.4).

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   


Рис. 1.4. Зависимость выходной мощности от КПД для ИМС К174УН5

Вычислим :

Потребляемый ток находится суммированием токов всех микросхем по каждому из напряжений питания:

.

 

1. Потребляемый ток для напряжения питания +5 В.

, где

- ток потребления ИМС ADL5530, используемой в качестве УРЧ.

Получаем: .

 

2.

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Потребляемый ток для напряжения питания +9 В.

, где

- ток потребления ИМС М43209, используемой в качестве смесителя;

- ток потребления ИМС К174УР3.

Получаем: .

 

3. Потребляемый ток для напряжения питания +10 В.

, где

- ток потребления ИМС К174УН5, применяемой в качестве УНЧ, соответствующий максимальной мощности в нагрузке.

Получаем: .

 

 

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   

1.10. Функциональная схема приемника

 

Рис. 1.6. Функциональная схема приемника

 

 

2.

Лист
НГТУ РТВ14-01.020  
 
Изм.
Лист
№ докум.
Дата
Подпись
   
Расчет принципиальной электрической схемы РПУ

Цепи частотной селекции и межкаскадного согласования

 

Выше были выбраны для преселектора два одиночных контура. Одиночный контур ставится на входе УРЧ, обеспечивая связь антенны и УРЧ, и один одиночный контур ставится на выходе УРЧ , обеспечивая связь УРЧ со смесителем.

Рассчитаем входную цепь.

Исходные данные для расчёта:

- сопротивление антенны;

- входное сопротивление УРЧ (ИМС ADL5530





©2015 www.megapredmet.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.