Міністерство освіти і науки України

Житомирський державний технологічний університет

Кафедра радіотехніки

група РТ-13

Курсова робота з курсу «Радіоприймальні пристрої» на тему «Розрахунок преселектора, пвч, ппч»

Виконав:

Перевірив: Хоменко М. Ф.

Житомир

2012

ЗМІСТ

Технічне завдання ……………………………………………………………..3

Вступ …………………………………………………………………………..4

Розрахунок параметрів преселектора …………………………………………

Розрахунок каскадного ПРЧ …………………………………………………..

Розрахунок ППЧ ……………………………………………………………….

Термостабілізація ППЧ ………………………………………………………..

Схема електрична принципова ………………………………………………..

Специфікація ……………………………………………………………………

Висновки …………………………………………………………………………

Список використаної літератури ………………………………………………

Технічне завдання

Розрахувати параметри елементів преселектора, вважаючи смугу пропускання вхідного кола і підсилювача високої частоти однаковими.

Розрахувати коефіцієнт передачі преселектора і вибірковість (в дБ) по дзеркальному каналу і каналу прямого проходження.

Розрахувати елементи каскадів ПВЧ, ППЧ, які забезпечують режим транзистора по постійному струму, а також ємності блокуючи і роздільних конденсаторів.

Описати принцип побудови преселектора, зобразити електричну схему.

Вихідні дані (варіант №22):

• Частота сигналу -

• Проміжна частота -

• Настройка гетеродина - верхняя

• Смуга пропускання -

• Провідність антени -

• Провідність навантаження -

• Ємність навантаження -

• Транзистор – ГТ 313А

• Струм колектора - 4 мА

• Схема ПВЧ - каскодна

• Зв’язок між вхідним колом і антеною - трансформаторний

• Зв’язок між вхідним колом і ПВЧ – автотрансформаторний

• Зв’язок он тура ПВЧ з транзистором – автотрансформаторний

• Зв’язок контура ППЧ з навантаженням – ємнісний

ВСТУП

Радіоприймачем називається пристрій, на вхід якого з антени надходить високочастотний сигнал, модульований за яким-небудь законом, а на виході - кінцевий пристрій, на якому виділяється напруга, що міняється за законом модуляції.

У сполученні з антеною (зовнішньою або вбудованою) служить для прийому радіосигналів. Приклади: радіомовний приймач, телевізор, радіолокаційний радіоприймач. Основні елементи: частотно-селективні електричні ланцюги (коливальні контури, електричні фільтри й ін.) для настроювання радіоприймача на потрібну передавальну радіостанцію, підсилювачі електричних коливань, детектор, засоби відтворення інформації (напр., гучномовець, кінескоп). Найпоширенішим є супергетеродинний радіоприймач. Підсилювальними й перетворювальними елементами сучасних радіоприймачів служать, як правило, напівпровідникові прилади.

Радіоприймачі класифікуються по ряду ознак, з яких основними є: тип схеми (прямого підсилення, регенеративні, гетеродинні й т.д.), по виду прийнятого сигналу (АМ приймачі, ФМ приймачі...), по призначенню приймача (зв’язок, радіорелейні, радіонавігаційні, ...), по діапазону частот (метрові, сантиметрові, дециметрові), по виду активних елементів, які використовуються у приймачі (транзисторні, лампові).

Основні функції радіоприймального пристрою. Виділення сигналу з перешкод, посилення й перетворення сигналу в електричному, відповідному сигналу, що модулює, а останнього - у повідомлення. Перетворення радіосигналу в електричному, відповідному сигналу, що модулює, називається детектуванням, що здійснюється за допомогою детектора. Для забезпечення потрібної величини радіосигналу необхідно його посилення, здійснюване підсилювачами, що включають між антеною й детектором. Підсилювачі включаються також і після детектора, для того щоб підсилити потужність електричного сигналу до необхідної для нормальної роботи відтворюючого пристрою. Виділення сигналу з перешкод називається вибірковістю або або селективністю. Вибірковість здійснюється завдяки розходженню властивостей прийнятого сигналу й перешкод. Підсилювальний і частотно-вибірний пристрій у приймачі забезпечує виділення електричних коливань із частотою корисного сигналу й придушення інших частот, а також посилення корисного сигналу.

Найбільш поширеним типом приймачів є супергетеродинні приймачі. Структурна схема якого має вигляд (мал. 1)

Рис.1

Структурна схема супергетеродинного приймача

Вхідні ланцюги - з'єднують антену або антенно-фідерну систему з 1-м каскадом приймача підсилювачем радіочастоти . Вхідні ланки можна класифікувати по ряду ознак.

Вихідними даними для проектування й розрахунку вхідних ланок є:

• активні й реактивні провідності 1/R_A й 1/Х_а антенно-фідерного кола і їхній розкид;

• вхідні параметри 1-го каскаду приймача R_BX і С_вх й їхній розкид

• спосіб настроювання контурів і граничні частоти діапазону або піддіапазонів

• проміжна частота приймача;

• число контурів вхідного ланцюга і їхніх еквівалентних загасань

• мінімальний коефіцієнт шуму 1-го каскаду приймача

• припустимі зміни характеристик вхідного ланцюга при перебудові по діапазоні частот і зміні параметрів антени

ПВЧ - можна класифікувати по ряду ознак. По частотних діапазонах розрізняють ПВЧ приймачів помірковано високих частот (довгих, середніх, коротких і метрових хвиль; у які використають контури із зосередженими постійними, і приймачів надвисоких частот (дециметрових, сантиметрових і міліметрових хвиль).

По способі настроювання контурів розрізняють ПРЧ із настроюванням на фіксовані частоти й діапазонні ПРЧ, у яких перебудова контурів виробляється зміною ємності.

У діапазонних ПРЧ використають одноконтурні й двоконтурні каскади. ФЗС використаються лише в ПРЧ із фіксованим настроюванням. Через простоту й економічність при радіомовному прийомі використають, як правило, одноконтурні ПРЧ. При професійному прийомі поряд з одноконтурними застосовують двоконтурні ПРЧ повинен забезпечити частотну вибірковість і посилення прийнятого сигналу, потужність якого на вході приймача на багато порядків менше тієї, котра необхідна для нормальної роботи відтворюючого пристрою приймача. Посилення високочастотного тракту вибирають таким, щоб на вході детектора була необхідна амплітуда високочастотного напруги.

По виду схем розрізняють ПРЧ:

• з однотранзисторними каскадами: із загальним емітером ЗЕ, загальним істоком ОІ, загальною базою ЗБ й загальний затвор ЗЗ

• з каскодними схемами: ЗЕ-ЗБ, ЗІ-З3, ЗІ-ЗБ, ЗІ-ЗЕ, ЗЕ-ЗЕ й ЗІ-ЗІ.

Серед однотранзисторних схем з біполярними транзисторами в ПРЧ на помірковано високих частотах найбільше поширення одержала схема з ЗЕ, що дозволяє одержати максимальне підсилення номінальної потужності при невеликому рівні власних шумів. ПРЧ із ПРО мають менше посилення в порівнянні з ПРЧ із ЗЕ через менший вхідний опір. З ростом частоти вхідний опір ПРЧ із ЗЕ швидко падає. На досить високих частотах (для даного типу транзистора) ПРЧ із ПРО може бути так само або навіть більше ефективний, чим ПРЧ із ЗЕ.

При використанні польових транзисторів найбільше поширення одержала схема з ЗІ, що дозволяє поліпшити коефіцієнт шуму приймача. Серед каскодних ПРЧ кращими за своїми показниками є реалізовані по схемах типу ЗЕ-ЗБ, ЗІ-ЗЗ, аналогічні по своїх властивостях. Схема каскодного ПВЧ із ЗЕ-ЗБ представлена на (мал. 2).

Рис. 2 Схема каскодного ПВЧ із ЗЕ-ЗБ.

Змішувач – призначений для виділення проміжної частоти. На вхід змішувача подається напруга із частотами сигналу f_c і гетеродина f_г. У результаті взаємодії двох напруг різних частот у спектрі вихідного струму змішувача з'являється багато комбінаційних частот, у тому числі й складова частота, рівна різниці цих частот. Величина різницевої частоти повинна бути нижче або вище частоти радіосигналу, але обов'язково вище частоти модуляції, тому неї називають проміжною f_пр. Проміжна частота може бути рівної f_пр= f_c + f_г й f_пр= f_c - f_г . особливістю супергетеродинного приймача є те, що незалежно від частоти прийнятого сигналу проміжна частота постійна й вибирається так, щоб забезпечити найменші перешкоди від близько розташованих по частоті станцій й одержати необхідне посилення й вибірковість.

Гетеродин – являє собою високостабільний автогенератор. Його завдання полягає в генерації частоти яка потрібна для виділення проміжної частоти із прийнятого сигналу. У діапазонних приймачах перебудовуються тільки контури вхідного ланцюга, ПРЧ і гетеродина.

ППЧ - підсилювач проміжної частоти. Їх можна класифікувати по ряду ознак.

По величині відносної ширини смуги пропущення їх підрозділяють на вузькосмугові і широкосмугові. ППЧ із відносною смугою пропущення, що не перевищує 0,05, умовно вважають вузькосмуговими, а з більшою відносною смугою - широкосмуговими.

По характері розподілу вибірковості в каскадах розрізняють ППЧ із розподіленою й зосередженою вибірковістю. В ППЧ із розподіленою вибірковістю функції посилення й вибірковості забезпечуються в кожному каскаді.

По способі включення транзисторів ППЧ можна класифікувати на підсилювачі із загальним емітером і з каскодним з'єднанням двох транзисторів. Основним способом включення транзисторів в УПЧ є схема з ЗЕ, що володіє більшими підсилювальними можливостями, чим схема із ПРО, через більшу величину вхідного опору. У данам курсовому проекті зроблю розрахунок ППЧ із за схемою включення з ЗЕ (схема мал. 3)

Рис. 3 ППЧ

Детектор – призначений для виділення з модульованого сигналу, корисного сигнала, миттєве значення якого змінюється в часі за законом модуляції.

ПНЧ – підсилювач низької частоти призначений для посилення продетектованого сигналу до потрібного рівня, і передачею його на відтворюючий або записуючий пристрої.

Супергетеродинний метод прийому дотепер залишається основним. Це порозумівається тим, що він дозволяє забезпечити стійкий прийом слабких сигналів в умовах інтенсивних перешкод. Незважаючи на зазначену перевагу, супергетеродинні приймачі мають деякі недоліки. У першу чергу відзначимо наявність паразитного додаткового каналу прийому, називаного дзеркальним або каналом симетричної станції. Таким чином, супергетеродинний приймач буде одночасно приймати радіостанції, що працюють на частотах f_с й f_зк, симетрично розташованих щодо частоти гетеродина f_г.

Крім того, канал прийому, по якому може виникнути перешкода, виникає на частоті, рівної проміжної, тому що змішувач для сигналів, у яких f_с = f_пр, є підсилювачем. Такі перешкоди називаються перешкодами прямого проходження. Для зменшення перешкод дзеркального каналу, а також перешкод прямого проходження їх необхідно послабити до влучення на вхід перетворювача. Це виконується резонансними системами тракту радіочастоти, які часто називають преселектором.

Приймальні пристрою характеризуються наступними основними показниками:

Чутливість - Здатність радіоприймального пристрою приймати слабкі сигнали, при яких забезпечується нормальна робота відтворюючого пристрою, називається чутливістю.

Вибірковість - Здатність радіоприймального пристрою виділяти корисний радіосигнал із сукупності різних радіочастотних коливань, що існують у місці прийому внаслідок роботи інших радіопередавачів, називається вибірковістю.

Якість відтворення На виході приймача якість відтворення сигналу визначається частотними, нелінійними й фазовими перекручуваннями, а також динамічним діапазоном приймача. Частотні перекручування, створювані в приймачах, оцінюються по загальній частотній характеристиці або по характеристиці вірності.

Загальна частотна характеристика але напрузі представляє залежність напруги на виході радіоприймача від частоти модуляції при постійній глибині модуляції. На відміну від частотної характеристики підсилювача низької частоти, загальна частотна характеристика приймача відбиває також і частотні перекручування, внесені високочастотною частиною приймача. Якщо характеристика вибірковості приймача недостатньо широка, то крайні частоти спектра, випромінюваного антеною передавача, будуть пропускатися резонансними контурами приймача гірше, ніж середні частоти. Це еквівалентно зменшенню глибини модуляції для верхніх частот сигналу, що модулює. У підсумку високочастотні каскади приймача будуть створювати частотні перекручування в області верхніх частот.

Завадостійкість - Здатність приймача забезпечити достовірний прийом корисної інформації при дії перешкод називають завадостійкістю. Різні види перешкод діють не однаково, тому при конструюванні приймачів прагнуть до того, щоб забезпечити необхідну завадостійкість відносно багатьох можливих типів перешкод. Наприклад, коли спектральна структура перешкоди досить близька до структури корисного сигналу (сигнал передавача, що заважає), а несучі частоти перешкоди й корисного сигналу істотно відрізняються, то завадостійкість приймача може бути забезпечена його високою частотною вибірковістю.