Расчет основных параметров и структурная схема супергетеродинного приёмника
Содержание
1. Список сокращений
. Реферат
. Исходные данные
. Задание курсового
проекта
. Выполнение задания
курсового проекта
.1 Структурная схема
супергетеродинного приемника
.2 Определение значения
частоты ЗК
.3 Оценка
избирательности ВЦ по ПЧ
.4 Расчет необходимого
количества каскадов УРЧ и коэффициента усиления УПЧ
.5 Оценка
избирательности по ЗК
.6 Расчет коэффициента
прямоугольности
Выводы
Список использованной
литературы
1. Список сокращений
СГПр - супергетеродинный приёмник
ВЦ - входная цепь
Г - гетеродин
См - смеситель
Д - детектор
ОК - оконечный каскад
УНЧ - усилитель низкой частоты
УПЧ - усилитель промежуточной
частоты
УРЧ - усилитель радиочастоты
ПФ - полосовой фильтр
ФСС - фильтр сосредоточенной
селекции
КУ - коэффициент усиления
ЗК - зеркальный канал
ПП - полоса пропускания
ПЧ - промежуточная частота
СК - соседний канал
2. Реферат
Курсовая работа содержит 14 стр., 2
рис., 1 схему.
В курсовой работе содержится расчет
основных параметров супергетеродинного приёмника с одним преобразованием
частоты, его структурная схема.
Объектом исследований является схема
супергетеродинного приёмника с одним преобразованием частоты.
Цель работы: расчёт основных
параметров супергетеродинного приёмника с одним преобразованием частоты,
разработка его структурной схемы.
Супергетеродинный приёмник,
избирательность, входная цепь, УПЧ, УРЧ, соседний канал, зеркальный канал,
коэффициент прямоугольности.
3. Исходные данные:
приёмник супергетеродинный
радиочастота усилитель
Вариант 57
- чувствительность
приемника 
;
несущая частота 
;
индекс модуляции
;
частота модулирующего
колебания 
;
промежуточная частота 
;
эквивалентное
резонансное сопротивление 
;
сопротивление антенны 
;
емкость антенны 
;
входное сопротивление
УРЧ 
;
входная емкость УРЧ 
;
характеристическое
сопротивление контуров на ВЧ 
;
нижнее преобразование
схема входной цепи
(вариант III):
4. Задание курсового
проекта
) Составить структурную схему в
соответствии с техническим заданием.
) Определить значение ЗК.
) Оценить избирательность ВЦ по ПЧ.
) Рассчитать необходимое кол-во
каскадов УВЧ и коэффициент усиления УПЧ из условия, что уровень входного
напряжения детектора составляет 1В. Усиление одного каскада 15 дБ.
) Оценить избирательность по ЗК при
условии применения в УРЧ в качестве нагрузочных контуров параметров,
соответствующих параметрам контуров в ВЦ.
) Сделать выводы из полученных
результатов.
) Рассчитать требуемый коэффициент
прямоугольности фильтра УПЧ, который обеспечит подавление соседнего канала не
менее 70дБ. Из расчета, что ширина спектра СК равна ширине спектра полезного
сигнала, а защитный интервал (интервал между соседними частотами спектра
основного и соседнего каналов) равен 0,1 ширины спектра сигнала.
5. Выполнение задания
курсового проекта
5.1 Структурная схема
супергетеродинного приемника
Рис 1. Структурная схема
супергетеродинного приемника
5.2 Определение значения ЗК
5.3 Оценка
избирательности ВЦ по ПЧ
Избирательность ВЦ по ПЧ
вычисляется по формуле:
где
- абсолютная расстройка
частоты
- эквивалентная
добротность контура ВЦ,
где 
-
эквивалентное сопротивление контура ВЦ,
- характеристическое
сопротивление контуров ВЦ.
Отсюда, избирательность
ВЦ по промежуточной частоте 
рассчитывается по
формуле:
Выразим 
в
дБ:
5.4 Расчет необходимого
количества каскадов УРЧ и коэффициента усиления УПЧ
Требуемый резонансный
коэффициент усиления УРЧ находят по формуле:
где 
-
минимально допустимое значение напряжения на входе смесителя, и оно находится в
пределе 0,03…0,05 мВ,
- резонансный
коэффициент передачи входной цепи
- чувствительность
приемника.
Резонансный коэффициент
включения контура рассчитывается по формуле:
где 
-
коэффициент включения следующего каскада в контур входной цепи;
B
- постоянный коэффициент, который для одноконтурной входной цепи равен B=0,01
- эквивалентное
затухание контура.
Так как следующий за
входной цепью каскад выполнен на биполярном транзисторе, включенном по схеме с
общим эмиттером, то он имеет малое входное сопротивление. Поэтому такой каскад
подключают к контуру входной цепи частично с коэффициентом включения 
.
Допустим 
,
B=0,01 и 
,
тогда резонансный коэффициент включения контура будет равен:
Отсюда резонансный
коэффициент усиления УРЧ будет равен:
Или в дБ:
Необходимое число
каскадов определяется по формуле:
Отсюда, необходимое
число каскадов 
.
Для работы детектора
уровень сигнала на его входе должен составлять 
, а чувствительность
приёмника 
,
поэтому суммарный КУ УРЧ и УПЧ 
равен:
КУ УПЧ вычислим по
формуле:
Или в дБ:
5.5 Оценка
избирательности по ЗК
Избирательность
приёмника по ЗК равна избирательности преселектора по ЗК, т.е. сумме
избирательностей ВЦ и УРЧ:
Так как УРЧ состоит из
двух каскадов и параметры его контуров эквивалентны контуру ВЦ, избирательность
приёмника по ЗК будет равна:
Избирательность ВЦ по ЗК
вычисляется по формуле:
где 
-
абсолютная расстройка частоты
- эквивалентная
добротность контура ВЦ,
где -
эквивалентное сопротивление контура ВЦ,
- характеристическое
сопротивление контуров ВЦ.
Окончательная формула
для расчёта избирательности:
Или в дБ:
Отсюда избирательность
приёмника по ЗК будет равна:
5.6 Расчет коэффициента
прямоугольности
Коэффициент
прямоугольности показывает степень близости реальной АЧХ к идеальной и равен
отношению ширины полосы пропускания (ПП) на уровне -3(дБ) (
)
к ширине ПП на уровне 
(
):
Полоса пропускания на
уровне 0,707 равна ширине спектра принимаемого сигнала:
где 
-
индекс модуляции,
- модулирующая частота.
Исходя из того, что
ширина спектра СК равна ширине спектра полезного сигнала, а интервал между
соседними частотами спектра основного и СК равен 0,1 ширины спектра сигнала, то
найдём
из выражения:
где -
ПП по уровню -3дБ.
Отсюда найдём 
:
Теперь вычислим
коэффициент прямоугольности по формуле:
На рис.2 изображены
спектры полезного сигнала и соседнего канала:
Подавление соседнего
канала составляет не менее 70(дБ), то есть уровень 
,
на котором рассчитывается коэффициент прямоугольности, равен -70(дБ), или:
Выводы
В ходе выполнения
курсового проекта были рассчитаны основные параметры супергетеродинного
приёмника, разработана его структурная схема.
Рассчитанный СГПр имеет
достаточно хорошую избирательность по зеркальному каналу (значение
избирательности приемника 63,6дБ).
Преимущества СГПр:
1. Независимость параметров УПЧ от
частоты настройки приёмника, а также от полосы пропускания.
2. Высокая избирательность,
т.к. число контуров может быть достаточно большим (10-12). Это позволяет
реализовать АЧХ УПЧ близкой к идеальной.
. Высокий КУ УПЧ и высокая
устойчивость его работы.
Недостатками СГПр являются:
1. Наличие помехи по зеркальному
каналу.
2. Наличие помехи на
промежуточной частоте.
. Наличие помехи на
комбинационных частотах.
. Существенное влияние
собственных шумов на качество приема.
Список использованной
литературы
1. Зиборов С.Р.
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Прием и
обработка сигналов» - Севастополь: СевНТУ, 2007. - 100с.
2. Горшелев В.Д.
Основы проектирования радиоприёмников. - Л.: Энергия, 1977. - 382 с.
. Сиверс А.П. Проектирование
радиоприемных устройств. М.: Советское радио, 1976. - 487 с.
. Палшков В.В.
Радиоприемные устройства. М.: Радио и связь, 1984. - 390 с.