Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Уральский государственный технический университет УПИ

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

Задания для самостоятельной работы студентов всех форм обучения специальности 23.01 – Радиотехника

Екатеринбург 2006

УДК 621.396

Составители В. И. Лузин, Н. П. Никитин

Научный редактор профессор» доктор технически наук Г. В. Чирков

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ: Задания для самостоятельной работы студентов /В.И. Лузин, Н.П. Никитин. Свердловск: УПИ, 1990. 36 с.

Приведены задачи по первой части курса и даны методические указания по их решению.

Библиогр.: 3 назв. Табл. 21. Рис. 9.

Подготовлено кафедрой "Радиоэлектроника информационных систем"

© Уральский государственный технический университет - УПИ, 2006

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВНУТРЕННИЕ ШУМЫ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ 4

1.1. Задание по расчету шумовых характеристик РПрУ 4

1.2. Методические указания по выполнению задач раздела «Внутренние шумы РПрУ» 6

1.2.1. Шумовые помехи 6

1.2.2. Шумы антенн 6

1.2.3. Коэффициент шума 8

1.2.4. Реальная чувствительность приемника 9

2. ВХОДНЫЕ ЦЕПИ РАДИОПРИЁМНЫХ УСТРОЙСТВ (ВЦ) 10

2.1. Задачи по расчету параметров входных цепей 10

2.2. Методические указания по выполнении задач раздела "Входные цепи радиоприемных устройств" 12

2.2.1. Входные цепи РПрУ 12

2.2.2. Неперестраиваемые входные цепи 12

2.2.3. Перестраиваемые входные цепи 14

2.2.4. Согласующие цепи во входных цепях 15

З. СЕЛЕКТИВНЫЕ УСИЛИТЕЛИ (СУ) 16

3.1. Задачи по расчету параметров СУ 16

3.2. Методические указания по выполнении задач раздела "Селективные усилители" 19

3.2.1. Селективные усилители на транзисторах 19

3.2.2. Режим максимального усиления при заданной полосе пропускания 20

3.2.3. Режим согласования источника сигнала при заданной полосе пропускания 21

3.2.4. Режим оптимального рассогласования при заданной полосе пропускания 21

3.2.5. Параметрические усилители 23

4. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ 26

4.1. Задачи по определению параметров преобразователей 26

4.2. Методические указания по выполнению заданий раздела “Преобразователи частот” 28

4.2.1. Y-параметры преобразователей на транзисторах. 28

4.2.2. Y-параметры преобразователей на диодах. 29

4.2.3. Параметры преобразователя 29

ПРИЛОЖЕНИЕ. СХЕМЫ И ГРАФИКИ 31

Рис. 1. Входная цепь с автотрансформаторной связью 31

Рис. 2. Входная цепь с трансформаторной связью 31

Рис. 3. Входная цепь с внешнеемкостной связью 32

Рис.4. Конструкция и схема согласующей цепи на микрополосковой линии 32

Рис.5. Эквивалентная схема селективного усилителя 33

Рис. 6. Эквивалентная схема двухконтурного параметрического усилителя 33

Рис. 7. Диодный смеситель 34

Рис. 8. Принятая в задачах зависимость тока стока Iс от напряжения на затворе uз полевого транзистора 34

Рис. 9. Изменение крутизны характеристики транзистора во времени под воздействием напряжения генератора 35

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 36

1. Внутренние шумы радиоприемных устройств

1.1. Задание по расчету шумовых характеристик рПрУ

Варианты 1, 2

К входу приёмника подключён эквивалент согласованной антенны. Мощность шума приемника на выходе линейной части Р _Ш.ВЫХ (суммарная мощность собственного шума приемника и шумов эквивалента антенны). Определите приведенный к входу собственный шум приемника, если известна шумовая полоса ΔF_Ш и коэффициент передачи по мощности К_Р линейного тракта.

Таблица 1

№ варианта	, Вт	, МГц	, дБ
1		2	30
2		1	20

Варианты 3, 4

Приемник согласован с генератором сигналов, подмоченным к его входу. Коэффициент шума приемника Ш. Определите спектральную плотность собственного шума, приведенного ко входу приемника, и шумовую температуру приемника.

Таблица 2

№ варианта	Ш
3	32
4	18

Варианты 5, 6

Приёмник согласован с генератором сигналов, подключенным к его входу. Найдите отношение P_С/Р_Ш, на выходе преселектора приемника, если мощность сигнала, подводимая от антенны к входу приемника Р_{С ВХ}, шумовая полоса преселектора ΔF_Ш коэффициент шума преселектора Ш.

Таблица 3

№ варианта	РС ВХ, Вт	ΔFШ, МГц	Ш
5		1.4	3
6		3	4

Варианты 7, 8

Приемник с шумовой температурой Т_Ш, и шумовой полосой ΔF_Ш согласован с антенной, имеющей шумовую температуру Т_Ш. Определите чувствительность приемника, если задан коэффициент различимости D.

Таблица 4

№ варианта	ТШ, К	ТА, К	ΔFШ, МГц	D
7	400	570	15	2
8	350	400	10	3

Варианты 9, 10

Определите коэффициент шума преселектора приемника, состоящего из входной цепи и УРЧ, если коэффициент передачи входной цепи по мощности равен К_Р, а коэффициент шума УРЧ − Ш.

Таблица 5

№ варианта	КР, дБ	Ш
9	− 0.45	1.2
0	− 0.6	2

1.2. Методические указания по выполнению задач раздела «Внутренние шумы рПрУ»

1.2.1. Шумовые помехи

Шумовые помехи радиоприемному устройству можно разделить на два вида: внешние и внутренние.

Внешние шумовые помехи воспринимаются приемной антенной из части пространства, определяемой диаграммой направленности антенны, и обусловлены тепловым движением зарядов в атмосфере Земли, на ее поверхности и в космическом пространстве. Этот вид помех создает шумы антенны и оценивается величиной мощности Р_ША, рассеиваемой на входной проводимости приемника.

Внутренние шумовые помехи обусловлены активными проводимостями приемника, его усилительными приборами. Эти шумы характеризуются мощностью Р_{Ш СОБ} рассеиваемой на нагрузке линейной часта РПрУ (на выходе УПЧ), Часто внутренние шумы пересчитываются к входу приемника и рассматриваются как результат действия некоего шумового генератора, подключенного к входу приемника. При этом приемник полагается нешумящим. Мощность шума Р'_{Ш СОБ}, пересчитанная к входу приемника, рассчитывается по формуле

,

где Р'_{Ш СОБ} − внутренние шумы на выходе линейной части РПрУ, К_Р − коэффициент передачи по мощности линейной части приемника.

Внешние и внутренние шумовые помехи некоррелированы, поэтому мощность результирующего шума на входе приемника определяется как

.

Шумовые помехи обычно приводятся к единому эквиваленту — белому шуму, спектральная плотность мощности которого постоянна во всей полосе частот (под спектральной плотностью N₀ понимается мощность, приходящаяся на единичную полосу, величина N₀ имеет размерность Вт/Гц).