Эскизный расчет курсового проекта
Приемники непрерывных сигналов
1. Разбиение диапазона частот на поддиапазоны
1.Коэффициент перекрытия диапазона (показывает во сколько раз максимальная несущая частота входного сигнала больше минимальной ):
(1)
где - максимальная и минимальная несущая частота входного сигнала.
2.Выбор элементов перестройки контуров приемника
Для контуров с сосредоточенными параметрами перестройку по частоте можно осуществлять:
конденсатором переменной емкости =2,5-3
катушкой переменной индуктивности =1,4-3
варикапом =2,3-2,7
где - максимальные значения коэффициентов перекрытия диапазона различными реактивными элементами контуров.
3.Так как >, то приемник однодиапазонный.
2.Полоса пропускания линейного тракта приемника
Полоса пропускания линейного тракта приемника:
=+(2)
где - ширина спектра полезного сигнала, равная:
(3)
( - верхняя частота модуляции),
- запас по полосе, обусловленный нестабильностью передатчика, равный:
(4)
(- относительная нестабильность частоты передатчика)
(5)
Если /<1,2 , то расширение полосы пропускания приемника за счет нестабильности частоты передатчика незначительно и принимаем полосу пропускания линейного тракта приемника равной П. Если же />1,2 расширение полосы существенно и требует введения системы ЧАП. В этом случае:
(6)
где =10-35 –коэффициент передачи системы ЧАП.
(7)
Так как /<1,2, то останавливаемся на введение системы ЧАП
3. Выбор структуры преселектора для обеспечения требуемой избирательности
В данном разделе выбираются фильтры преселектора, позволяющие обеспечить требуемое подавление двух основных паразитных каналов приемника - зеркального и канала прямого прохождения.
Приводимый расчет предполагает знание промежуточной частоты приемника. Задаемся промежуточной частотой проектируемого приемника:
(8)
(- средняя несущая частота входного сигнала) для КВ диапазона (3МГц - 30МГц) и УКВ диапазона (30МГц - 300МГц);
(9)
Далее последовательно для каждого из паразитных каналов находим структуру преселектора.
А) Определение структуры преселектора, обеспечивающей подавление зеркального канала.
Находим обобщенную расстройку зеркального канала:
(10)
где - частота зеркального канала.
(11)
Эквивалентное затухание контуров тракта сигнальной (высокой) частоты dэсч выбирается из таблицы 1.
(12)
Таблица 1
Для наименьшего из полученных в многодиапазонных приемниках (худший вариант) и требуемого подавления зеркального канала находим по рис.1, вид избирательной системы, подавляющей паразитный зеркальный канал. На этом рисунке номер кривой соответствует виду фильтровой системы преселектора:
1 – ОКК (одиночный колебательный контур),
2 – ДПФ (двойной полосовой фильтр),
3 – два ОКК,
4 – ДПФ и ОКК,
5 – три ОКК,
6 – два ДПФ,
7 – ДПФ и два ОКК,
8 – два ДПФ и один ОКК,
9 – три ДПФ,
10 – ДПФ при и ОКК с
Рис.1
Б) Определение структуры преселектора, обеспечивающей подавление канала прямого прохождения.
Находим обобщенную расстройку канала прямого прохождения:
(13)
Обычно обобщенная расстройка канала прямого прохождения много больше обобщенной расстройки зеркального канала, то есть <<. Это говорит о том, что паразитный канал прямого прохождения расстроен относительно полезного сигнала гораздо сильнее по сравнению с зеркальным каналом. В этом случае можно утверждать, что выбранная ранее избирательная система для подавления зеркального канала надежно подавит и паразитный канал прямого прохождения.
4. Выбор структуры УПЧ
В данном разделе выбираются фильтры УПЧ, позволяющие обеспечить требуемое подавление соседнего канала.
Для выбора фильтров необходимо выяснить по техническому заданию величину требуемого подавления и рассчитать коэффициент прямоугольности требуемой АЧХ УПЧ:
(14)
где - расстройка по соседнему каналу
Наиболее широкое распространение в каскадах УПЧ получили ФСС (фильтры сосредоточенной селекции), параметры которых приведены в таблице 2.
Выбирая ФСС надо учитывать, что его подавление должно быть не меньше требуемого по ТЗ, а коэффициент прямоугольности - не больше требуемого. Выбрав фильтр и определив по таблице 2 его коэффициент , определяем частоту, на которой ФСС будет работать:
(15)
где - эквивалентное затухание контуров на первой промежуточной частоте (Таблица 1).
(16)
Таблица 2
Вид фильтра
Число LC контуров
Коэффициент
Число каскадов
1
2
ФСС
ЧетыреLC контура
2,2
1,3
3,7
1,7
0,35
0,385
ПятьLC контуров
1,8
1,2
2.7
1.5
0.385
ШестьLC контуров
1,52
1,15
0.35
5.Выбор количества преобразований частоты в приемнике
При выборе структуры преселектора в третьем разделе была выбрана первая промежуточная частота приемника, при выборе структуры УПЧ – вторая. Так как , приемник выполняется с двойным преобразованием частоты с .
6. Допустимый коэффициент шума приемника
Нахождение максимально допустимого коэффициента шума приемника производится по формуле (17):
где - чувствительность приемника,
к =1,39дж/град – постоянная Больцмана,
=293К – температура по Кельвину,
=1,1П – шумовая температура приемника,
(18)
- сопротивление антенны.
- отношение сигнал/шум на входе детектора, производится по формуле (19):
где - отношение сигнал/шум на выходе детектора. В формулу (19) подставляется в разах по напряжению;
- пик-фактор сигнала;
- максимальный индекс Ам сигнала;
- полоса пропускания УНЧ;
(20)
7. Коэффициент шума приемника
Коэффициент шума приемника определяется через коэффициенты шума отдельных каскадов приемника по формуле:
(21)
где - коэффициенты шума входной цепи , усилителя сигнальной частоты и преобразователя частоты соответственно,
- коэффициенты передачи по мощности входной цепи и усилителя сигнальной частоты.
Коэффициенты шума и коэффициенты передачи по мощности отдельных каскадов приемника приведены в таблице 3.
Таблица 3
Вид каскада
Коэффициент шума
Максимальный коэффициент усиления по мощности
Одноконтурная входная цепь
1/(1+а)
Усилитель на транзисторе:
с общим эмиттером
с общей базой
- по каскодной схеме
Преобразователь частоты:
на транзисторе с общим эмиттером
на транзисторе с общей базой
- на тунельном диоде
5…12
10…30
В Таблице 3:
а – коэффициент, который равен для диапазонных приемников а=0,5;
- коэффициент шума выбранного транзистора, который в справочниках задается в дБ, а в формулу (12) подставляется в разах по мощности;
- параметры транзистора.
В Приложении 1 приведены некоторые наиболее широко используемые транзисторы. В приложении 2 – формулы для расчета параметром этих транзисторов. В Приложении 3 перевод дБ в разы.
Проверкой правильности выбора транзистора служит выполнение условия:
(22)
Выбираем транзистор КТ3127А с параметрами:
Параметры биполярных транзисторов
Тип транзистора
(МГц)
(Ом)
(пФ)
(пС)
Шт (дБ)
(Ом) (Ом)
КТ3127А
600
6
150
10
5
5 10
Шт=5дБ=3,2раз ;
Страницы: 1, 2, 3