Розрахунок приймача АМ-сигналiв на iнтегральних мiкросхемах

Укрзалiзниця

Киiвський електромеханiчний технiкум залiзничного транспорту iм. М. Островського

Курсова робота з теми:

РОЗРАХУНОК ПРИЙМАЧА АМ-СИГНАЛРЖВ НА РЖНТЕГРАЛЬНИХ МРЖКРОСХЕМАХ

Вступ

Радiоприймач - електронний пристрiй призначений для прийому, обробки та вiдображення в зрозумiлому для людини виглядi iнформацii, яка передаiться електромагнiтними хвилями. Приймач являiться найбiльш розповсюдженим радiо технiчним пристроiм, значення якого в економiчному, соцiальному i культурному життi людини неможливо переоцiнити. Радiозв'язок неможливий без радiоприймача, з винайденням якого i розпочалася ера радiо.

Початком розвитку сучасноi радiоприймальноi технiки прийнято вважати 7 травня 1895р. коли на засiданнi росiйського фiзико-хiмiчного товариства в Петербурзi А.С. Попов продемонстрував перший в свiтi приймач електромагнiтних хвиль. Приймач Попова був створений для знаходження i реiстрацii електричних коливань (використовувався для попередження про бурi). Вже в той час вiн мiстив всi елементи, якi присутнi в сучасному радiоприймальному пристроi, включаючи антену (вертикально розмiщений дрiт), детектор (когерер) i кiнцевий пристрiй (реле i дзвiнок).

12 березня 1896р. на засiданнi фiзичного вiддiлу Росiйського фiзико-хiмiчного товариства Попов показав передачу сигналiв на вiдстанi (250м). Тодi була вiдправлена перша радiограма з двох слiв ВлГенрiх ГерцВ».

В 1897р. А.С. Поповим був здiйснений запис на телеграфну стрiчку сигналiв, прийнятих по радiо. Робота по пiдвищенню чутливостi приймача дали можливiсть збiльшити дальнiсть дii радiозв'язку, а вiдповiдно, розширити ii використання. Спочатку радiоприймальнi пристроi використовувалися для зв'язку мiж кораблями.

Дальнiсть зв'язку складала 11км.

В 1898р. прилад створений Поповим врятував життя 27 рибалкам, яких вiднесло на крижинi. Дальнiсть зв'язку склала 44 км.

В 1901р. А.С. Попов в своiх дослiдах на Чорному морi добився зв'язку на вiдстанi 148 км.

В перiод 1902-1908рр. були проведенi роботи по удосконаленню окремих елементiв приймача: детектора, коливального контуру з змiнним конденсатором.

Ламповий перiод в технiцi радiо приймача розпочався з 1906р. коли з'явилися вакуумнi лампи. Швидкий розвиток радiоприймальноi технiки розпочався пiсля Жовтневоi соцiальноi революцii. В 1918 р. була створена науково-дослiдна база радiотехнiки в Нижегородськiй радiолабораторii, науковим керiвником якоi був М.А. Бонч-Бруiвич.

В 1922 р. працiвники Нижегородськоi радiолабораторii вперше здiйснили пiдсилення i генерування електричних коливань з допомогою кристалiчних напiвпровiдникiв. В 40-х роках були розробленi новi типи електронних приладiв для приймачiв НВЧ при вдосконаленнi напiвпровiдникових дiодiв були створенi транзистори. Важливi переваги транзисторiв - малi габарити розмiри i мале споживання потужностi - забезпечило iх широке використання в радiотехнiцi. З появою iнтегральних мiкросхем (РЖМС) i мiкропроцесорiв вдалось реалiзувати ефективнi методи обробiтку сигналiв в приймачах.

Сучаснi радiоприймальнi пристроi вiдрiзняються один вiд одного призначенням, видом приймаючих сигналiв, параметрами та iн. По призначенню радiоприймальнi пристроi можна подiлити на професiйнi i радiотрансляцiйнi.

Радiоприймальнi пристроi можна класифiкувати по наступним ознакам:

- по мiсцю встановлення приймачiв - стацiонарнi, переноснi, автомобiльнi та iн.;

- по дiапазону приймальних хвиль приймачi: мiлiметрових, кiлометрових, гектометрових, декаметрових, метрових, дециметрових, сантиметрових, мiлiметрових i оптичних хвиль;

- по виду модуляцii прийнятих сигналiв для прийому сигналiв, модульованих по амплiтудi (АМ), частотi (ЧМ),або фазi (ФМ), а також iмпульсних сигналiв;

- по довжинi лiнiй радiозв'язку - магiстральнi для постiйноi експлуатацii на довгих лiнiях радiозв'язку мiж: великими мiстами; обласнi для зв'язку мiж: обласними центрами; низовий зв'язок для зв'язку в серединi районiв, пiдприiмств та iн.;

- по методу живлення - вiд мережi змiнного струму, бортовоi мережi, вiд акумуляторiв та iн.;

- по роду роботи телефоннi, телеграфнi, фототелеграфнi та iн.;

- по методу побудови трактiв приймачi прямого пiдсилення i супергетеродиннi.

1. Вибiр та обгрунтування супергетеродинного прийому i вибiр промiжноi частоти

Призначення радiо трактiв в приймачi - забезпечуi пiдсилення сигналу i його фiльтрацiю вiд шумiв. Для пiдсолення сигналу використовують пiдсилювачi, для фiльтрацii - частотно селективнi ланцюги. Пiдсилення сигналу в радi трактi може забезпечуватися на радiочастотi без ii перетворення, або з радiо трактом, в якому здiйснюiться пiдсилення на радiочастотi, називаiться приймачем прямого пiдсилення, приймач з перетворенням частоти в радiотрактi супергетеродинним.

Приймач прямого пiдсилення дозволяi здiйснити прийом сигналiв з рiзними видами модуляцii i забезпечуi фiльтрацiю корисного сигналу вiд шумiв. При настройцi приймача прямого пiдсилення на частоту сигналу перестроюють всi селективнi ланцюги його радiотракту. До недолiкiв приймача прямого пiдсилення можна вiднести:

- складнiсть схеми настройки радiоприймального пристрою при змiнi сигналiв в заданому дiапазонi частот;

- суттiва змiна основних показникiв радiо тракту при його перестройцi;

- складнiсть отримання стабiльного пiдсилення сигналу в радiотрактi.

Дiапазонний приймач прямого пiдсилення з високими якiсними показниками - це складний, а вiдповiдно дорогий пристiй.

Хоч як би ми ускладнювали схеми приймачiв прямого

пiдсилення, все ж вони не можуть забезпечити належноi вибiрковостi i чутливостi. Якщо, наприклад, взяти понад 2-3 резонанснi контури у ПВЧ, то приймач буде важко настроiти, вiн працюватиме нестабiльно i буде здатний до самозбудження. Якщо ж додавати каскади ПНЧ, то вибiрковiсть не полiпшиться, збiльшиться тiльки загальне пiдсилення сигналiв. Як правило в приймачах встановлюють не бiльше як три каскади ПНЧ. Цей недолiк було усунено у супергетеродинному приймачi, в якому основне пiдсилення сигналу i вибiрковiсть проводяться на однiй фiксованiй, так званiй промiжнiй частотi.

Щоб добути промiжну частоту, прийнятий сигнал змiшують з коливаннями ВЧ вiд генератора (гетеродина) в змiшувачi. В наслiдок змiшування двох напруг двох частот (прийнятого сигналу i гетеродина) виникаi нова напруга, частота якоi дорiвнюi рiзницi частот змiшуваних сигналiв. Якщо частоту гетеродина змiшувати пропорцiйно частотi змiнi вихiдного сигналу пiд час перестроювання з однiii станцii на iншу, то рiзниця частот залишаiться сталою. Стала (промiжна) частота залишаiться модульованою, i пiсля детектування створюiться можливiсть вiдновити сигнал НЧ. Сигнал вiд радiостанцii так само, як i в приймачi прямого пiдсилення, надходять з антени на вхiднi кола, а потiм у ПВЧ. Видiлений вхiдними колами i пiдсилений в ПВЧ вiн потрапляi на перетворювач. Одночасно на перетворювач подаiться напруга з частотою гетеродина. В наслiдок змiщування двох частот видiляiться напруга ПЧ, яка пiдсилюiться в каскадi ППЧ. Пiсля каскаду ППЧ встановлено зазвичай, як i в приймачах прямого пiдсилення, детектор i ПНЧ.

Переваги супергетеродинного приймача в порiвняннi з приймачем прямого пiдсилення заклечаiться в тому, що:

- суттiво спрощуiться його система настройки, оскiльки перестроюються тiльки селективнi ланцюги вхiдного кола, УРЧ i гетеродина;

- в супергетеродинному приймачi можна забезпечити значно кращу фiльтрацiю сигналу вiд шумiв. Результуюча АЧХ радiотракту приймача визначаiться в основному АЧХ селективних ланцюгiв тракту промiжноi частоти. Цей тракт не перестроюiться, тому в ньому можна використовувати складнi резонанснi ланцюги з АЧХ, дуже близьким до iдеальних;

- при перестройцi приймача основнi показники радоiтракту практично не змiнюються, так як вони в основному визначаються показниками тракту промiжноi частоти, настроiного на постiйну частоту;

- в супергетеродинному приймачi простiше забезпечити велике пiдсилення.

В одних випадках промiжну частоту потрiбно вибирати бiльш високою, а в iнших - бiльш низькою.

Вибiр бiльш низькоi частот забезпечуi:

- бiльше пiдсилення на один каскад УПЧ;

- бiльшу вибiрковiсть по сусiдньому каналу;

- необхiдну смугу пропускання при конструктивному забезпеченi добротностей контурiв;

- менший вплив пiдсилювальних приладiв на стiйкiсть роботи приймача.

Вибiр бiльш високоi промiжноi частоти забезпечуi:

- кращу вибiрковiсть по сусiдньому каналу;

- краще i бiльш просте роздiлення несучоi частоти i частоти модуляцii модуляцii в детекторi;

- бiльш високу стабiльнiсть гетеродина за рахунок меншого впливу параметрiв сигнального контуру на параметри гетеродинного контуру.

Промiжну частоту вибирають iз наступних мiркувань:

- повинна вибиратися поза дiапазоном приймаючих частот i знаходитись як можна далi вiд його меж. Це пiдвищуi вибiрковiсть по дзеркальному каналi;

- повинна знаходитися як можна далi вiд частоти потужноi близько розмiщеноi радiостанцii. Промiжна частота встановлюiться ГОСТом:

- для радiооповiщення i трансляцiйних приймачiв - 465 кГц, 10,7 МГц;

- для телевiзiйних приймачiв: канал зображення - 38 МГц; для звукового каналу - 31,5МГц;

- для зв'язаних приймачiв - стандартнi промiжнi частоти 85, 128, 205, 465, 500, 915, 1222кГц; 12,8; 10,7; 25; 37,8; 42,8МГц.

Для свого приймача я обираю промiжну частоту рiвну 465 кГц.

2. Попереднiй розрахунок

2.1 Розподiл частотних спотворень по трактах приймача

Данi курсового проекту зведенi в таблицю 1.

Таблиця 1

Дiапазон	Чутливiсть	Вибiрковiсть	Вибiрковiсть	Вибiрковiсть	Полоса	Часто-	Вихiдна
частот		по сусiд-	по дзер-	на краях	вiдтво-	тнi спот-	потуж-
приймаiмого		ньому	кальному	тракта	рюваних	ворення	нiсть
сигналу		каналу	каналу	радiоча-	НЧ		тракту
				стоти			НЧ
МГц	мкВ	дБ	дБ	дБ	Гц	бД	Вт
6÷7,5	70	44	20	8	150÷3000	8	0,8

Вместе с этим смотрят:

GPS-навигация

IP-телефония. Особенности цифровой офисной связи

РЖсторiя звтАЩязку та його розвиток

Автоматика, телемеханика и связь

Анализ режимов автоматического управления