Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство воздушного транспорта

Красноярский филиал ФГБОУ ВПО СПбГУГА ГА

Утверждаю

Декан факультета

____________Н.П. Филимонов

«_______»________20___г.

Радиотехнический факультет

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Радиостанция «Полет-1»

Обоснование выбора элементной базы

Радиостанции «Полет-1» и возможности по её изменению.

Исследование возможностей по усовершенствованию радиостанции «Полет-2, блок питания В1.

Пояснительная записка

Руководитель ____________________ / В.С. Мамонтов /

Разработал студент _____________________ /О.Ю. Антюшин /

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

1 Общие сведения……………………………………………………………….7

1.1 Общий вид радиостанции………………………………………………..8

2 Выбор и обоснование структурной схемы радиостанции Полет-1………..9

3 Назначения блоков Полет-1…………………………………………….…..14

3.1 Работы блока сопряжения

3.2 Антенно-фидерное устройство

3.3 Синтезатор

3.4 Усилитель мощности

3.5 Блок управления

3.6 Блок питания

3.7 Усилитель высокой частоты

3.8 Блок усиления промежуточной частоты – Усиления несущей частоты

4 Выбор полупроводниковых приборов……………………………………..29

4.1 Выбор диодов

4.2 Выбор транзисторов

5 Разделение частотных искажений……………………………………….…31

6 Выбор схемы детектора……………………………………………………..32

7 Эскизный расчет тракта……………………………………………………..34

8 Расчет энергетического плана……………………………………………....36

9 Выбор смесителя…………………………………………………………….40

10 Краткое описание работы принципиальной схемы……………...………43

Заключение……………………………………………………………….……44

Список используемой литературы……………………………...……………45

Введение

Важнейшим функциональным элементом радиотехнических систем является радиоприемное и радиопередающее устройство, способное воспринимать радиосигналы и преобразовывать их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. В состав радиоприемного устройства входят собственно радиоприемник, антенна и оконечное устройство. Антенна воспринимает энергию электромагнитного поля и преобразует ее в радиочастотное напряжение. Приемник выделяет из спектра входных колебаний полезные сигналы; усиливает их за счет энергии местного источника питания; осуществляет обработку, ослабляя действие помех, присутствующих во входном колебании и собственных шумов радиостанции; детектирует радиочастотные сигналы, формируя колебания, соответствующие передаваемому сообщению. В оконечном устройстве энергия выделяемых сигналов используется для получения требуемого выходного эффекта – звукового, визуального, механического и т.д. Оконечное устройство может быть совмещено с приемником или представлять собой отдельное устройство.

Достижения и тенденции техники радиоприема в последние годы обусловлена взаимосвязанными процессами развития интегральной микроэлектроники, внедрения методов и средств цифровой обработки сигналов и вычислительной техники и дальнейшего освоения микроволновых диапазонов. Цифровые интегральные модули средней и большой степени интеграции обеспечивают повышение технических и эргономических показателей приемников.

Радиоприёмное устройство является неотъемлемой частью практически любой радиотехнической системы. В настоящее время существует большое разнообразие радиоприемных устройств, определяемое различием радиотехнических систем, в состав которых они входят.

Несмотря на такое многообразие, все радиоприемные устройства связывает общность построения структурной схемы и ряд функций характерных для любой радиостанции.

Функции радиостанции вытекают из условий приема и передачи сигналов:

- наличие помех;

- малая мощность сигнала;

- наличие передаваемого сообщения в преобразованном виде, в форме модуляции несущих колебаний радиочастоты.

Соответственно в приемнике должно происходить:

- выделение нужного сигнала из спектра колебаний, создаваемых внешними полями в антенне;

- усиление сигнала;

- преобразование радиосигнала в ток, изменяющийся по закону модуляции несущих колебаний, позволяющий воспроизвести сообщение, которым модулирован передатчик корреспондента (детектирование).

Поскольку при детектировании меняется частотный спектр подводимого сигнала, очевидно, что этот процесс требует применения нелинейной или параметрической цепи. Кроме того, уже продетектированный сигнал требует дополнительного усиления.

Первые приемники-приемники прямого усиления. Приемники прямого усиления работают на относительно низких частотах из-за ухудшения избирательных свойств с повышением частоты.

Преобразователи частоты были впервые применены еще в начале 20-го века в связи с переходом в телеграфных радиопередатчиках от искровых к дуговым и машинным генераторам. Они служили для преобразования в радиостанциях колебаний радиочастоты в колебания тональной частоты, пригодные для слухового приема. Такие приемники получили название гетеродинных.

Позже, дополнительно было введено предварительное преобразование радиочастоты в промежуточную частоту, приемники работающие по такой схеме стали называть супергетеродинными.

В дальнейшем это название сохранилось для всех приемников с преобразованием частоты в усилительном тракте до детектирования.

Основное усиление и избирательность приёмника обеспечивает так называемый усилитель промежуточной частоты (УПЧ). Напряжение с промежуточной частотой образуется в одном из первых каскадов радиостанции - в преобразователе частоты (ПЧ).

Отличительной особенностью радиостанции является то, что независимо от частоты принимаемого сигнала промежуточная частота фиксирована, а величина ее выбирается так, чтобы обеспечить требуемое усиление и избирательность. Таким образом, приемник представляет своего рода комбинацию из преобразовательного каскада и радиостанции прямого усиления, работающего на фиксированной частоте. Роль такого радиостанции выполняет УПЧ и последующие за ним каскады.

Постоянство промежуточной частоты и возможность преобразования ее ниже в радио частоты позволяет получить ряд больших преимуществ:

1) Резонансные цепи УПЧ не требуется перестраивать. Это сильно упрощает конструкцию и увеличивает надежность радиостанции.

2) Благодаря фиксированной настройке колебательных контуров, УПЧ имеет неизменную АЧХ и постоянный коэффициент усиления. Поэтому общая АЧХ радиостанции, а также его общий коэффициент усиления мало зависят от частоты настройки.

3) При усилении сигналов на пониженной (промежуточной) частоте емкостные и индуктивные обратные связи проявляются слабее, и это позволяет увеличить коэффициент усиления без опасности самовозбуждения.

4) На промежуточной частоте проще осуществить качественную фильтрацию, чем на радиочастоте.

Следует отметить, что обладая большими принципиальными достоинствами, радиостанции Полет-1 не лишены некоторых недостатков. В первую очередь, это наличие паразитных каналов приема. Основной паразитный канал носит название зеркального или канала симметричной станции. Ослабление помех, действующих на частоте зеркального канала, возможно только с помощью избирательных систем, включенных до преобразователя, т.е. с помощью ФРЧ и входной цепи.

Степень подавления помех, действующих на частоте зеркального канала, можно повысить, увеличив промежуточную частоту. Однако при этом надо иметь ввиду, что увеличение ПЧ может привести к недопустимому расширению полосы пропускания УПЧ и снижению избирательности по соседнему каналу. В указанном обстоятельстве заключено основное противоречие при выборе между высокой и низкой промежуточной частотой. Обычно удается выбрать компромиссное значение ПЧ, которое обеспечивает требуемую избирательность как по соседнему, так и по зеркальному каналу.