←предыдущая следующая→
1 2 3 4
1 Обоснование выбора супергетеродинного приёмника
1.1 Структурная схема типовой супергетеродинной схемы приёмника
Радиоприемник, использующий супергетеродинный метод приема отличается от радиоприемника прямого усиления наличием преобразователя частоты. Структурная схема содержит следующие элементы: антенна, усилитель радиочастоты (УРЧ) преобразователь частоты, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель низкой частоты и оконечное устройство.
Входная цепь УРЧ ПЧ ФСС УПЧ1 УПЧ2 детектор УЗЧ
Рисунок 1.1 Структурная схема супергетеродинного приёмника
Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина. Гетеродин - это маломощный генератор, вырабатывающий частоту fr. На вход смесителя подается напряжение частоты сигнала fc и напряжение с выхода гетеродина fr. В результате взаимодействия двух этих частот на выходе смесителя появляется сигнал, содержащий множество комбинационных составляющих, в то числе и составляющую, частота которой равна разности двух этих частот fc-fr. Величина этой разности может быть выше или ниже частоты сигнала, но обязательно выше частоты модуляции, поэтому ее называют промежуточной. Таким образом, можно записать:
Fпр = fг- fc при fг > fc (1.1)
Fпр = fc - fг при fr < fc (1.2)
СПРТ. КП 2003. 000ПЗ Лист
4
Изм. Лист № докум. Подп. Дата
На промежуточную частоту настроена резонансная система, включенная в выходную цепь смесителя, что позволяет при соответствующей полосе пропускания выделить напряжение сигнала на промежуточной частоте. Следовательно, назначение преобразователя - преобразование частоты радиосигнала в другую промежуточную частоту с сохранением закона модуляции. В случае работы радиоприемника в диапазоне частот перестраиваются только избирательные цепи тракта радиочастоты, и изменяется частота гетеродина так, чтобы разность их настройки всегда была равна выбранной промежуточной частоте. Следует подчеркнуть, что настройка радиоприемника на частоту принимаемого сигнала определяется, прежде всего, настройкой гетеродина.
Входные контуры и контуры усилителя высокой частоты могут быть не перестраиваемыми, но с полосой пропускания, равной диапазону рабочих частот
Усилитель, который усиливает сигнал на промежуточной частоте, получил название усилителя промежуточной частоты. Таким образом, в супергетеродинном радиоприемнике усиление и выделение радиосигнала осуществляется на трех частотах: на радиочастоте, промежуточной частоте и частоте модуляции (низкой частоте).
Соответственно участки радиоприемника, на которых происходит соответствующее усиление, называют трактом радиочастоты, промежуточной частоты и низкой частоты. Постоянство промежуточной частоты позволяет использовать в усилителе промежуточной частоты сложные избирательные системы, имеющие частотную характеристику, весьма близкую по форме к прямоугольной.
Рисунок 1.2 Образование зеркального канала при супергетеродинном
методе приёма.
СПРТ. КП 2003. 000ПЗ Лист
5
Изм. Лист № докум. Подп. Дата
Супергетеродинный метод приема по сей день остается основным, так как он позволяет обеспечить устойчивый прием весьма слабых сигналов в условиях интенсивных помех. Сверхминиатюризация элементной базы не изменила основного принципа построения структурной схемы супергетеродинного радиоприемника, хотя он может представлять собой очень сложное устройство, в котором производится не одно, а несколько преобразований частоты сигнала.
Наряду с достоинствами супергетеродинный метод приема имеет существенные недостатки. Наиболее серьезный из них - так называемые побочные каналы приема. В радиоприемнике прямого усиления основными источниками помех служат соседние по частоте станции. Побочные каналы приема создаются в супергетеродинном приемнике в процессе преобразования частоты. Так, один из таких каналов, наиболее опасный, образуется следующим образом. На входе радиоприемника всегда действует множество сигналов различных частот, среди которых может оказаться частота, удовлетворяющая условию формирования промежуточной частоты. Причем, если в радиоприемнике принято условие fг>fc, то частота побочного канала f3K>fr . относительное расположение частот для этого случая показано на рисунке 1.2.
Частота f3K отстоит от частоты гетеродина fr на такое же расстояние, что и частота принимаемого сигнала fс. Поэтому канал , по которому проникает помеха на частоте f3K, называют симметричным или зеркальным. Для случая fr S з.к. треб
Так как Sз.к.рас. больше Sз.к.треб. , то контур входной цепи обеспечивает нужную избирательность по зеркальному каналу.
1.4.2 Определяем избирательность по соседнему каналу, которую может обеспечить входная цепь:
, (1.9)
где Δf = 9кГц – расстройка для соседнего канала
Sc.к. = 20ln(1) = 0 дБ
1.4.3 Определяем частотные искажения на минимальной кастоте диапазона вносимой входной цепью:
, (1.10)
СПРТ. КП 2003. 000ПЗ Лист
11
Изм. Лист № докум. Подп. Дата
где П – полпса пропускания приёмника.
СПРТ. КП 2003. 000ПЗ Лист
12
Изм. Лист № докум. Подп. Дата
2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА
2.1 Обоснование выбора элементной базы высокочастотной части приемника
По заданию данного курсового проекта необходимо спроектировать приемник на ИМС 174-ой серии, поэтому из справочника выбираем ИМС К174ХА2.
2.1.1 Описание ИМС К174ХА2
К174ХА2 представляет собой полупроводниковую интегральную микросхему 3-й степени интеграции. Она содержит 34 транзистора, 21 диод, и 57 резисторов.
Таблица 2.1 Электрические параметры ИМС К174ХА2
Номинальное напряжение питания 9В
Ток потребления при UП = 9В, Т = +25°С, не более 16мА
Отношение сигнал-шум при UП = 9В, fвх = 1 МГц, UВХ =10мкВ, m= 0,8, T= +25°С, не более
24дБ
Выходное напряжение низкой частоты при UП = 9В, fвх= 1 МГц , fпч = 465кГц, fм=1 кГц. m= 0,8, T=+25°С:.
при UВХ = 20мкВ, не менее
при UВХ = 5∙105 мкВ
60мВ
100…560мВ
Изменение выходного напряжения низкой час¬тоты при изменении напряжения источника питания в диапазоне 4,8...9В при f=1 МГц, fм=1 кГц, m= 0,3, UВХ = 10мкВ, Т= +25°С, не более
6дБ
Верхнее значение частоты входного сигнала при UП = 9В, Т = +25°С, не менее 27МГц
Коэффициент гармоник при Un = 9В, fвх = 1МГц, fпч =465 кГц, fм=1кГц, m= 0,8, T = +25° С, не более:
при UВХ = 5 ∙105мкВ
при UВХ = 3∙104 мкВ
10%
8%
Входное сопротивление УПЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее 3кОм
Входное сопротивление УВЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее 3кОм
Выходное сопротивление УПЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее 60кОм
Предельные эксплуатационные данные:
Напряжение питания …………4,8... 15В
Максимальное входное напряжение ……………...2В
Максимальная температура кристалл- ¬ла ... ………..+125° С
Температура окружающей сре¬ды ……..-25...+550 С
СПРТ. КП 2003. 000ПЗ Лист
13
Изм. Лист № докум. Подп. Дата
Типовая схема включения изображена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 Типовая схема включения ИМС К174ХА2
.
Рисунок 2.2 Функциональная схема ИМС К174ХА2
Примечание к рисунку:
А1- усилитель радиочастоты (УРЧ);
А2- система АРУ;
А3- стабилизатор напряжения;
А4- усилитель промежуточной частоты (УПЧ);
А5- система АРУ;
G1-гетеродин;
UZ1- смеситель.
←предыдущая следующая→
1 2 3 4