Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский государственный технический университет им. H.Э.Баумана

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Курсовая работа по схемотехнике

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

10.02.2015

Размер:

563.85 Кб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им.Н.Э Баумана)

Факультет: «Информатика и системы управления» Кафедра: «ИУ-8»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. каф. ИУ8, д.т.н.,проф._______ Н.В.Медведев

«_____» ________________ 2007 г.

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курсовой работы

РАСЧЕТ ГЕТЕРОДИННОГО ПРИЕМНИКА

______________________________________________________

Электроника

Руководитель, Ст.преподаватель_______________В.В.Радюкевич

Исполнитель, студ. гр. ИУ8-52 __________Б.С.Гальцев

2007 год Москва

Министерство образования РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Н. Э. Баумана

Факультет Информатика и системы управления _ Кафедра ИУ-8 _

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по курсу __Электроника _________________________________________________

Студент _____Гальцев Б.С.		___________________________________________

Руководитель __	Радюкевич В.В.	______________________________________

Срок выполнения проекта по графику: 20% к 4-й нед., 40% к 6-й нед., 60% к 8-й нед., 80%

к 10-й нед., 100% к 13-й нед.

Защита проекта __15-20 декабря___ 2007 г.

I. Тема_проекта _____РАСЧЕТ ГЕТЕРОДИННОГО ПРИЕМНИКА___________

______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

II. Техническое задание Разработать схему гетеродинного приемника со следующими параметрами

Pвыхmax = 60мВт

Rнагр = 620Ом

FН = 350Гц

FВ = 4500Гц

Kгарм =10%

M Н = M В = 5дБ

Eпит =12В

Uвхmin =3.5мВ

Вид модуляции - амплитудный Объем и содержание проекта (графических работ ______2_______________листов

формата А4-А1, расчетно-пояснительная записка на ____15-20_________ листах формата А4).

________________________Графическая часть_____________________________________

___1. Схема электрическая функциональная_______________________________________

___2. Схема электрическая принципиальная _______________________________________

______________________________________________________

_____________________________________________________

________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________Расчетная часть___________________________________________________

__1__ В записке провести синтез функциональных и принципиальных схем узла,_________

выполнить расчет каскадов, обосновать выбор элементной базы, определить _______

потребляемую мощность.___________________________________________________________________

2_Промоделировать___в EWB_5-12 каждый__ блок _

3._Предусмотреть замену транзисторных схем на интегральные микросхемы 4 4_Предусмотреть схемные изменения для использования приемника в измерительных схемах гетеродинного типа (датчиках)

________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

Руководитель работы

В.В. Радюкевич

Дата выдачи проекта «_11» _сентября__ 2007 г.

Дополнительные указания по проектированию

___Конструкционный модуль должен функционировать при_:_____________________________

___Атмосферном давлении 700-800 мм.рт.ст.______________________________________________

___Влажность 98% при 30 оС______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

Содержание:

1.Структурная схема приемника…………………………….……………..5

2.Расчет приемника………………………………………………….………6

2.1.Расчет полосы пропускания приемника………….……….…………6

2.2.Выбор промежуточной частоты……………………………………...6

2.3.Выбор транзистора для входного каскада УВЧ……….….…………7

2.4.Расчет реальной чувствительности……………………….…………10

2.5.Расчет коэффициента усиления додетекторного тракта…………..10

2.6.Расчет параметров высокочастотной части приемника…………...10

2.7.Электрический расчет каскада УВЧ………………………………...13

2.8.Расчет элементов тракта промежуточной частоты приемника…....15

2.9.Расчет схемы гетеродина…………………………………………….19

2.10.Смеситель……………………………………………………...…….20

2.11.Выбор детектора АМС……………………………...………………21

2.12.Расчет выходного каскада………………………………………….23

3.Реализация блоков с использованием ИМС………………...…………...27

4.Применение схемы в датчиках гетеродинного типа………………….....28

Список литературы……………………………………………..…………29

1. Структурная схема приемника супергетеродинного типа.

Высокочастотный сигнал, пройдя усилитель сигнала, сначала преобразуется в другую частоту, постоянную для данного типа приемника (промежуточную частоту). Далее производится усиление основного сигнала и ослабление посторонних сигналов. Благодаря постоянству промежуточной частоты в супергетеродине удается сравнительно простыми средствами получить высокую чувствительность и избирательность приемника. В приемнике генератор вырабатывает колебания, которые в дальнейшем складываются с радиочастотой. Это нужно для того, чтобы частота сигнала, полученная после сложения, всегда оставалась постоянной. Это будет промежуточная частота. Постоянство промежуточной частоты, получаемой на выходе смесителя, позволяет гораздо эффективней отфильтровать нежелательные сигналы. Усиленный и отфильтрованный сигнал промежуточной частоты подается при приеме AM на амплитудный детектор. Сигнал с детектора усиливается усилителем НЧ и подается на микрофон.

2. Расчет приемника.

2.1 Расчет полосы пропускания приемника.

Полоса пропускания приемника при работе без автоматической подстройки

частоты определяется:		fC ;
1.	Шириной спектра входного сигнала	fC ;
2.	Нестабильностью частоты передатчика fПЕР		(нестабильностью частоты
	сигнала);	fГЕТ ;
3.	Нестабильностью частоты гетеродина	fГЕТ ;
4.	Нестабильностью настройки контуров УПЧ		fПР .
Ширина спектра сигнала для амплитудной модуляции:
	fC = FВ −FН
где FВ – верхняя частота модуляции, FН - нижняя частота модуляции.
fC = FВ − FН	= 4500 −350 = 4150Гц
Возможный температурный уход частоты передатчика:
	fПЕР =αпер fC	t0 ,

где αпер – относительный уход частоты передатчика при изменении температуры на 10 С (αпер =10−8...10−6 ), fC – центральная или рабочая частота, t0 – возможный перепад температур. Положим αпер =10−6 , fC = 50МГц и t0 = 500 C . Исходя из этого

fПЕР =10−6 50 106 50 = 2.5кГц

Возможный температурный уход частоты гетеродина:

			fГЕТ =αгет fC t0 ,
где αгет	– относительный уход частоты гетеродина при изменении температуры на 10 С
(αгет =10−8...10−6 ). Положим αгет =10−6 . Отсюда
fГЕТ =10−6 50 106			50 = 2.5кГц
fПР = (1...3) 10−4		fC	– неточность настройки контуров тракта промежуточной частоты.
Пусть	fПР =10−4	fC = 2 10−4 50 106 =10кГц.

Теперь найдем ширину полосы пропускания:

f= 4.15 +2 2.52 +2.52 +102 = 25.35кГц .

2.2Выбор промежуточной частоты

					fC		2
f	П	≥ f	П1	=		σ		nпрес	−1
					4 Q
							ЗК
					э.прес

Здесь QЭ – ориентировочное значение эквивалентной добротности контура преселектора ( QЭ =10...60 для частот 50...150МГц ) примем QЭ = 40 ;

σЗК – заданное подавление зеркального канала.

Преселектор включает, как правило, входную цепь и один-два каскада УВЧ. Поэтому в расчете можно положить n =3.

При достаточно высоких требованиях к величине σC.C – подавление помехи по соседней станции (σC.C ≥ 30...60дБ ) – целесообразно использовать фильтр

сосредоточенной селекции (ФСС), который является нагрузкой одного из каскадных УПЧ либо смесителя. В этом случае значение промежуточной частоты удовлетворять неравенству:

fП ≤ fП2 =	f QП		,

	2	2

где QП – собственная добротность ФСС. На выходе преобразователя частоты стоит ФСС, в который входят колебательные контуры с добротностью QП = 250 .

Промежуточная частота должна быть больше некоторого значения fП1 и меньше некоторого значения fП2 , для обеспечения требуемого подавления по соседней станции.

Положим избирательность по зеркальному каналу равной 45дБ избирательность по соседней станции при отстройке на полосу приемника равной 55дБ. Поэтому

σЗК =1020 =562.3

σСС =1020 =177.8

f		=	50		2	−1 =1.73МГц
	П1			177.83
			4 40

fП2		=	25.35 250		= 2.24МГц.
			2	2

Должно выполняться условие fП1 ≤ fПЧ ≤ fП2 . Выбираем промежуточную частоту из стандартного ряда частот fПЧ = 2МГц.

Уточнение добротностей фильтров:

			fC					2	50		2
Q	=				σ			nпрес −1 =			2	−1 = 51.25 ;
											562.33
											562.33
э.прес		4	fПЧ				ЗК		4	2
		4	fПЧ						4	2
Q =	2 2 f			ПЧ	=	2 2 2 106			= 223 .
Q =			f		=		25.35 103		= 223 .
П			f				25.35 103

2.3 Выбор транзистора для входного каскада УВЧ

Принимаем, что постоянная составляющая тока коллектора IК =1мА. Возьмем

транзистор КТ342А. Из справочника определяем следующие данные:

Статистический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ при UКБ =5В и IК =1мА:

β=150 .

1.Постоянная времени цепи обратной связи τК =160пс;

2.Емкость коллекторного перехода сК =8пФ;

3.Граничная частота в схеме с ОЭ fβ = 300МГц;

4.Обратный ток коллектора IK 0 = 0.05мкА.

Найдем статистические параметры:

α	0	=		β0	=		150	= 0.99 ;
			1+ β0			1	+150

ϕ = 0.0256В.

r	= ϕ α0	=	25.6 0.99			= 25.34Ом;

э	Iк	1

r	= 2 τк	= 2		160	= 40Ом.

б	Ск	8

Входное сопротивление транзистора в схеме с ОБ:

= r

rб

= 25.34 +

= 25.6Ом.

β0

11б

150

Предельная частота усиления тока схемы с ОЭ:

fТ

= β0 fβ

=150 300 = 45000МГц ;

h11б

= 45000

25.6

= 28800МГц .

Расчет параметров малосигнальной схемы транзистора:

g21 =

β0

150

= 0.0388

;

50 10

(1+β

) h

(1+150) 25.6

11б

28800 10

−β0

−150

50 106

b21

28800 106

= −0.000067 ;

50 10

(1+ β

) h

(1+150) 25.6

11б

28800 10

y21 = g21 + j b21 = 0.0388 −0.000067 j ;

fС

−

fС

g12 = −2π fC τК

fТ

fС

11б

150

50 106

−

106

= −2 3.14 50 106 160 10−12

45000 106

28800 106

= −2.135 10−6

50 10

150 25.6 1+

28800 10

1+ β

= −2π f

+2π f

fТ fS

= −2 3.14 50 106 8 10−12 +

fС

11б

1+150

(

50 106

)

+2 3.14 50 106 160 10−12

45000 106 28800 106

= −2499 10−6

50 10

150

25.6

28800 10

y12 = g12 + j b12 = −2.135 10−6 −2499 10−6 j

= 2π f

fС

S h

fС

11б

= 2 3.14 50 106 160 10−12

50 106

= 3.38

10−6

28800 106

50 10

25.6 1

28800 10

2π fC τК

= 2π f

= 2 3.14 50 106 8 10−12 +

fС

11б

3.14 50

106 160 10−12

= 4461 10

−6

50 10

25.6 1+

28800 10

= g

+ j b

= 3.38 10−6

+ 4461 10−6

						1+β0								fС		2						1+150							(50 106 )2
													fТ			fS
g			=																	=								45000 106 28800 106													= 0.00026
																												45000 106 28800 106

11																fС		2													50 10			6					2
																		2																6					2
					β0 h11б						1+								150						25.6 1+
																														28800 10							6
																																					6
																fS

							β0			fС			−		f	С				150							50 106			−		50 106
										fТ					fS
b																											45000 106				28800				106
		=																		=							45000 106				28800				106					= 0.000042
		=																		=																				= 0.000042
11																fС	2													50 10			6					2
																	2																6					2
				β0 h11б 1								+							150 25.6 1+
																																				6
																fS																				6
																fS													28800 10

y11 = g11 + j b11 = 0.00026 +0.000042 j


																							g21 = 0.0388									b21 = −0.000067
																							g		= −2.135 10−6							b			= −2499 10−6
																					12											12
																							g	22		= 3.38 10−6						b			= 4461 10−6
																								22								22
																							g11 = 0.00026									b11 = 0.000042
											−3
	y12				= 2.5 10


	y	21			=38.8				10−3
	y				=38.8				10−3


r			=		1		= 3900
r			=				= 3900
11						g11
						g11
						1
r			=			1		=	300000
r			=					=	300000
22						g22
						g22

2.4 Расчет реальной чувствительности

Находим сопротивление источника сигнала, при котором каскад будет обладать наилучшими шумовыми свойствами.

= r

2 rэ

= 40

2 25.34

= 452Ом.

И.ОПТ

(1−α0 )

rб

(1−0.99) 40

Коэффициент шума каскада:

=1+

rб

(rб +rИ.ОПТ )2

IК

0 + IК

1−α0

2 ϕ rИ.ОПТ

rИ.ОПТ

α0

(40 +452)2

−0.99

2 25.6 452

0.00005

=1.098

452

0.99

Эквивалентная шумовая полоса приемника:

ΠШ =1.1Δf =1.1Δf =1.1 25.35 103 = 27885Гц

	Рассчитаем реальную чувствительность приемника
EA.min	=	4 k T0 ΠШ rИ.ОПТ (N1 −1) ρ , где ρ – отношение мощности сигнала к мощности
шума на выходе линейной части приемника (коэффициент различимости), положим
равным ρ = 7 ; k T = 4 10-21 Вт , тогда
		0	Гц

EA.min	=	4 4 10-21 27885 452 (1.098 −1) 7 = 3.72 10−7 В

2.5 Расчет коэффициента усиления додетекторного тракта

Амплитуда напряжения промежуточной частоты на входе детектора; ее величина должна быть равна 0.3...0.5В в приемнике без автоматической регулировки усиления

(АРУ). UВХ. ДЕТ = 0.4В .

= 2 0.4 =

Kобщ 0.0035 228.5

2.6 Расчет параметров высокочастотной части приемника

Входная цепь. Считаем, что сопротивление антенны Ra = 50Ом.

Принципиальная схема входной цепи.

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Другие

#
10.02.2015468.18 Кб30Курсовая (РПЗ).pdf
#
10.02.2015563.85 Кб36Курсовая работа по схемотехнике..pdf
#
10.02.20152.07 Mб94Курсовая работа.doc