Требования к оформлению отчета

Предъявляемая к защите курсовая работа выполняется в виде пояснительной записки объемом не более 30-40 листов формата А4. Бланк задания и титульный лист пояснительной записки должны быть подписаны автором и консультантом. В тексте записки обоснование принятых решений должно содержать ссылки на используемую литературу. Сам текст должен быть разбит на соответствующие разделы. Чертежи должны быть выполнены аккуратно и в соответствии с ЕСКД.

Защита курсовой работы

Защита курсовой работы происходит не позднее, чем в сроки, указанные в графике (в конце семестра). На защиту предъявляется полностью оформленная пояснительная записка.

13.2 Последовательность расчета радиоприемного устройства

Проектирование приемника состоит из следующих основных этапов:

• анализ задания и подбор литературы;

• выбор и расчет структурной схемы;

• электрический расчет отдельных каскадов;

• уточнение структурной схемы и составление принципиальной электрической схемы приемника.

13.3. Анализ задания и подбор литературы

Работу следует начинать с анализа задания и предварительного изучения литературы. При этом необходимо определить достаточно ли в задании данных для начала проектирования. В противном случае следует самостоятельно выбрать недостающие данные на основе рекомендаций и используемых руководств, или уточнить их у руководителя. Перечень литературы для проектирования приведен в конце раздела. Литература расположена в порядке ее значимости. Более подробные методические указания к проектированию.

13.4. Расчет структурной схемы

Структурная схема приемника выбирается в зависимости от предъявляемых к нему требований: чувствительности, избирательности, типу входного и выходного сигнала, эксплуатационных особенностей приемника. Расчет следует начинать с расчета необходимой полосы пропускания линейного тракта.

Расчет полосы пропускания

Полоса пропускания приемника П складывается из ширины спектра сигнала П_с, нестабильностей в тракте и неточности настроек П_н и доплеровского сдвига частоты f_д (для приемников СВЧ).

П=Пс+Пн+fд

(13.1)

Ширина спектра сигнала определяется типом используемого сигнала в линии связи. Например, для импульсного радиосигнала длительностью _и: . Нестабильность учитывается следующим образом:

(13.2)

где f_c – нестабильность частоты передатчика (сигнала); f_г – нестабильность частоты гетеродина приемника; f_нач – начальная неточность установки частоты гетеродина; f_пч – неточность настройки контуров УПЧ.

Доплеровский сдвиг частоты учитывается только в тех случаях, когда передатчик или приемник расположены на подвижном объекте, перемещающимся со скоростью v.

- для приемников РЛС;

- для приемников импульсной связи.

Если нестабильности в тракте велики, то полоса пропускания приемника П чрезмерно расширяется. Если при этом реализовать заданную чувствительность затруднительно, используют автоматическую подстройку частоты (АПЧ). При этом:

(13.3)

где К_АПЧ = 1530 – коэффициент автоподстройки.

Можно избрать и другие пути для уменьшения нестабильности в тракте, например, кварцевую стабилизацию частоты передатчика и гетеродина приемника.

После определения полосы приступают к определению чувствительности приемника.

Обеспечение чувствительности приемника.

Если чувствительность приемника (Р_и) задана, обеспечить её можно выбором (расчетом) соответствующих коэффициентов шума отдельных каскадов и всего приемника в целом:

- для приемников СВЧ - для приемников умеренных частот

(13.4)

В этих выражениях _вх – соотношение сигнал/шум; k – постоянная Больцмана; Т₀ – абсолютная температура по Кельвину; R_a – сопротивление антенны (обычно задано в задании); П_ш=1,1 П – шумовая полоса; Т_а – шумовая температура антенны.

Итак, расчет чувствительности сводится к определению коэффициента шума приемника N. По методике определяют сначала допустимый коэффициент шума:

(13.5)

Затем необходимо синтезировать коэффициент шума приемника по коэффициентам шумов составляющих его каскадов. Например, для супергетеродинного приемника синтез проводится по формуле:

(13.6)

Далее можно проверить чувствительность по выше приведенной формуле. Если она получается завышенной, то можно упростить схему, например, исключив усилитель высокой частоты.

Обеспечение избирательности.

В техническом задании на супергетеродинный приемник обычно задается два вида избирательности: избирательность по зеркальному каналу S_зк, избирательность по соседнему каналу S_cк. Они обеспечиваются различными цепями: S_зк – обеспечивается преселектором (входная цепь и усилитель высокой частоты), промежуточной частоты.

Для расчета S_зк существуют номограммы, упрощающие расчет [8,стр.21]. В соответствии с этой методикой задаются числом контуров в преселекторе. Если промежуточная частота задана, то обобщенную расстройку определяют по формуле:

при при

(13.7)

где - частоты гетеродина и сигнала соответственно; - затухание контура ( =0,001 – 0,002).

По номограмме находят избирательность S_зк.

Если промежуточная частота f_п не задана, то по выбранной схеме преселектора и заданной S_зк определяют обобщенную расстройку (по номограмме), а затем рассчитывают f_п по формуле:

(13.8)

Если S_зк не обеспечивается или f_п получается слишком большой, то увеличивают число контуров преселектора. Заданная избирательность по соседнему каналу в УПЧ. В выбранной схеме построения УПЧ (с распределенной или с сосредоточенной избирательностью) при расчете колебательных цепей определяется величина ослабления соседнего канала S_cк.

Если фильтры получаются слишком сложные (количество звеньев больше 5) или S_cк. обеспечить на заданной f_п невозможно, переходят на второе преобразование частоты.

Выбор средств обеспечения усиления линейного тракта

Теперь можно приступить к расчету коэффициента усиления всего приемника и отдельно взятых каскадов. Если чувствительность приемника Р_и (U_и) задана, то усиление всего линейного тракта (до детектора) равно:

- для приемников умеренных частот - для приемников СВЧ

(13.9)

Поскольку структурная схема приемника к этому времени уже определилась, можно корректировать коэффициент усиления отдельных каскадов.

Преселектор

Для приемников умеренных частот

(13.10)

Коэффициент передачи входной цепи (К_ВЦ), усилителя высокой частоты (К_УВЧ) и смесителя (К_см) рассчитываются:

; ;

(13.11)

Для СВЧ приемников коэффициент усиления считается по мощности:

; ;

(13.12)

Здесь n – количество усилительных каскадов УВЧ.

Напряжение на выходе смесителя (на входе УПЧ) равно:

- для приемников умеренных частот; - для СВЧ приемников

(13.13)

Требуемый коэффициент усиления УПЧ определяется по формуле:

(13.14)

где _з=2-3 – коэффициент запаса; U_{вых УПЧ}=1В при диодных детекторах; U_{вых УПЧ}=25мВ при транзисторных детекторах.

Покаскадный расчет коэффициента усиления УПЧ

Общий коэффициент усиления УПЧ определен выражением (13.15). Найдем необходимый коэффициент усиления каждого каскада. Методика расчета зависит от выбранной схемы УПЧ.

(13.15)

Здесь К_0ФСС – коэффициент каскада с ФСС; К₀ – коэффициент широкополосного каскада УПЧ; К_ок – коэффициент усиления оконечного каскада УПЧ.

(13.16)

К_0мш – коэффициент усиления первого малошумящего каскада УПЧ; К_фсс – коэффициент передачи ФСС (из расчета ФСС).

Количество широкополосных каскадов (или микросхем) определяются по формуле:

(13.17)

Выводы

Изложенная выше методика расчета структурной схемы приемника позволяет ориентировочно определить требования к параметрам каждого каскада приемника. Это дает возможность приступить теперь к более точному, детальному, расчету принципиальной электрической схемы каждого каскада. Если данные, полученные при таком расчете схемы, не совпадают с ранее выбранными ориентировочными данными, то необходимо их уточнить и скорректировать при необходимости схему приемника.

Составление принципиальной электрической схемы приемника.

Принципиальная электрическая схема всего приемника составляется на основании детального расчета электрической схемы каждого каскада. Схема должна содержать входной ВЧ (или СВЧ) разъем для ввода в приемник напряжений питания, входных сигналов, регулировок и т.д. В цепях питания должны быть предусмотрены фильтры и развязки. Номиналы резисторов и конденсаторов должны соответствовать нормальному ряду. Обозначения элементов должны соответствовать ЕСКД.

После разработки принципиальной схемы составляется перечень элементов.