методические указания к КП по РПдУ (курсовое проектирование радиопередающих устройств (методичка))

ПРЕДИСЛОВИЕ ( ) Московский авиационный институт, 1991 621.396.6 (О7 5) М 545 УДК: 621,396.61.ОО1.2 (О71.1) Автор-составитель: Н.С. Давыдова Методические .указания к курсовому проектированию радиопере- даиших устройств /Авт,-сост.: Н.С. Давидова. - М.: Изд-во МАИ, 1991, - 6О с.: ил, Рассмотрены вопросы организации и методики курсовога проектирования радиопередаюших устройств. Приведены структурные и принципиальные схемы маломошных полупроводниковых радиопередатчиков и их отдельных каскадов и методы их расчета. ,Пля студентов радиотехнических специальностей дневного и вечернего Отделения, Рецензенты: кафедра микроэлектронных радиотехнических устройств и систем МИРТ, к,т.н, В,А, Матвеев, Методические указания предназначены для облегчения само- стоятельной работы студентов всех специальностей дневного и вечернего отделения факультета радиоэлектроники летательных аппаратов над курсовым проектом по радиопередакапим устрой- ствам.

Причем под термином "радиопередакипие устройства" по- нимается как радиопередатчик в целом, так и его отдельные функциональна автономные элементы и узлы. Здесь указаны це- ли и задачи курсового проектирования, объем, содержание и по- рядок выполнения отдельных его этапов и проекта в целом, при- ведена методика проектирования полупроводниковых передатчи- ков малой и средней мощности, определяющих тематику выда- ваемых заданий, список рекомендуемой литературы по отдель- ным разделам и справочные материалы. Методические указания не заменяют специальной техничес- кой литературы по проектированию отдельных устройств и узлов радиопередатчиков, Предлагаемое издание обобшает многолетний опыт коллек- тива преподавателей кафедры радиопередакнцих и антенно-фидер- ных устройств МАК, 1, ОНИИЕ СВЕДЕНИЯ 1,1.

ЗАДАЧИ, ТЕМАТИКА И ОБЪЕМ КУРСОВОГС ПРОЕКТ ИРОВАН ИЯ Курсовой проект по радиопередакацим устройствам (РПУ) является важнейшим этапом профессиональной подготовки студентов. Тематика курсовых проектов определяется реальными задачами, возникакяцими при разработке радиопередающей аппаратуры радиоэлектронных систем (РЭС) различного назначения„и может включать и себя как разработку всего радиопередатчика (РПЙ) в целом, так и отдельных составляющих его функционально завершенных устройств, например устройства формирования сигнала (УФС) - возбудителя, выходного усилителя мощности (ВУХ) и т.п. Наибольшее число заданий связано с разработкой полупроводниковых РПУ малой и средней мощности, работаюших в метровом, дециметровом, сантиметровом и (реже) миллиметровом диапазонах волн для связных, радиолокационных, радиотелеметрических РЗС и модулей активных фазированных антенных решеток (АФАР), В процессе выполнения курсового проекта студенту необходимо: 1) оэнакомиться с научно-технической литературой по т~ ме проекта; 2) произвести "системный" анализ технических требований к параметрам разрабатываемого РПУ» 3) составить структурную и принципиальную схему РПУ; 4) произвести электрический и конструктивный расчет всех или части каскадов структурной схемы (по согласованию с преподавателем); 5) раэработать конструкцию РПУ и некоторых его узлов.

Результаты проектирования представляются в виде: 1) пояснительной записки, содержание и структура которой приведены в разд. 3,1; 2) чертежа полной принципиальной схемы РПУ; 3) сборочного чертеже конструкции и чертежа с элементами ее деталировки. 1,2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ЗАШИТЫ ПРОЕКТА Курсовой проект выполняется студентом самостоятельно под руководством преподавателя, который, однако, является только консультантом, помогак»щим избежать грубых ошибок.

Инициатива по выбору всех принимаемых решений должна при- надлежать студенту. При этом за студентом остается право вы- бора окончательного варианта, даже такого, который не пред- ставляется руководителю лучшим, но, однако, не является о~щ~- бочным, Для равномерного распределения трудоемкости на ведь срок, отведенный учебным планом на курсовое проектирование (13-15 недель в зависимости от специальности), и обеспече- ния высокого качества проектирования на каждом его этапе ра- бота над проектом выполняется поэтапно (последовательно) в соответствии со сроками» установленными. типовым календщ3 ным планом, который доводится ао сведения студентов на пер- вой консультации при выдаче задания. Выполнение сроков, уста- новленных календарным планом, является обязательным, что соответствует реальным условиям производственной работы, где срыв сроков разработки часто приводит к существенной, а иногда и практически полной утрате ее ценности, Зашита проекта является важнейшим заключительным эта- пом разработки, на котором студенты обучаются публичному изложенщо результатов своей работы, обоснованию выбранных и предложенных методов решения поставленной задачи и твор- ческой дискуссии.

Защита проекта производится в заранее уста- новленный срок перед специальной комиссией из 2-3 специа- листов, выделенных кафедрой, при непосредственном участии руководителя курсового проектирования в присутствии студен- тов группы. Защита начинается с краткого доклада-сообщения студента (6 ... 8 минут) по содержанию выполненной работы, в котором последовательно излагаются следукяцие вопросы: 1) основные технические требования, которым должно удовлетворять разработанное РПУ для выполнения своего функ- ционального назначения в РЗС и особенности его эксплуатации в данной РЭС; 2) обоснование структурной и принципиальной схемы РПУ; 3) особенности конструкции, системы питания, контроля и управления устройств обеспечения техники безопасности, 5 Особое внимание следует уделить специфике проекта, соб ственным оригинальным предложениям, Опуская Общеизвестные ПОЛОЖЕНИЯ, Доклад сопровождается демонстрацией представленных чертежей, Отлично выполненные и защишенные проекты, Отличающиеся Оригинальностью и представляющие теоретический и практический интерес для специалистов, выдвигаются комиссией на конкурс, победители которого поошряются премиями или грамотами.

2, МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ 2,1. ОБШИЕ УКАЗАНИЯ ПО МЕТОДИКЕ ПРОЕКТ ИРОВАН ИЯ Разрабатываемое РПУ входит, как правило, в состав информационной РЭС предназначенной для передачи Ядвлечения и преобразования информации-сообщения, Проектирование такого РПУ, как и всей радиоэлектронной аппаратуры, традиыионно распадается на три последовательных этапа: системное проектирование, функциональное проектирование и техническое проектирование, которые являются взаимосвязанными и многократно корректируются по мере выполнения каждого последующего этапа. На всех трех этапах могут быть использованы различные методы проектирования: математические (в том числе и автоматизированное проектирование), экспериментальные, эвристические. Необходимо отметить, что в настоящее время не существует единой теории проектирования РПУ различнОгО класса назначения, однако для всей радиоэлектронной аппаратуры сформировался и находит все большее практическое применение Общий метод "снстемнОГО анализа", при котором проектирование Осуществляется на Основе целостного рассмотрения проектируемого устройства в процессе взаимодействия его с другими устройствами РЗС.

Этот метод Обеспечивает Оптимизацию Ооновных информационных показателей качества РЗС, Определяющих достоверность передачи информации при воздействии помех: точности, разрешающей или пропускной способности„помехоустойчивости„электромагнитной совместимости ( ЭМС), надеж- 6 ности, стоимости, массогабаритяых характеристик. При испопь- зовании этого метода о деляю этапом является систем- ное ректор рвание, результаты которого реализуются затем нри выполнении последующих этапов на базе современных до- стижений электроники СВЧ и технологии производства. Однако в рамках выпопняемого проекта реализация строго системного подхода ограничивается, во-первых, отсутствием специальной подготовки студентов ПО ОСНОВным системным курсам, кОто- рые изучаются поспе выполнения курсового проекта, и во-вто- рых, недостаточностью или отсутствием в большинстве случае~ В литературе сведений об аналитической связи между парамет- рами излучаемого радиосигнала и информационными показате- лями качества РЗС.

Поэтому иэ комплекса проблем "системно- го аналкэа" полностью исключаются вопросы синтеза оитималь- ных пврамвтроа рваиолинии — несуаей частоты Д,, ыошности Р, Вида модуляции и спектральных характеристик излучения, которые полагают эаданБыми, и задача сводится к Обоснова нию полученного технического задания и формулировке недостаю- щих электрических, конструктивных, эксплуатационных и спе- циальных требований, определяккцих схемотехническое и конст руктивное построение устройств. 2.2, СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ОБОСНОВАН ИЕ ТЕХН ИЧЕСКОГО ЗАЙАНИЯ Работу на этом этапе следует начинать с ознакомления.с заданием, Выдаваемым преподавателем — руководитепем группы, подбора специальной научнс технической литературы, список которой приводится ниже, и ее изучении, Задание иа курсовой проект содержит, как правило, лишь часть полных технических требований, предъявляемых к РПУ, чаше всего только электрические требования, обеспечивакицие оптимальные для РЗС параметры радиолинии, например, назначение РПУ; выходная мощность Р; несущая частота ~~ или Уд пиапааон частот ~ ...

~~ ~~~; основные характеристики рапиосигнвла на айхале Р: йестабнльность частоты Е~ вид и параметры модуляции, например, амплитудная модуляция В Отдельных случаях студент может предложить свою тему для курсового проектирования, обосновав необходимость и целе сообразность ее разработки. 7 РЯС, используемых в качестве радиолокационных измерителей скорости движения, где относительная ошибка измерения скорости цели определяется среднеквадратичесжой девиацией частоты ЧШ Ь~еы (Г) при помоюи выражения (ХЯ), прнведющого в ~16 с131 * Другие параметры, опредепякппие уровень ЧШ, сщ~ завы с Л~„ю ~ Г ) при помоюи спедукацви соотношений лР К, Ю - -гПЩПГ~)/в~'„, Я, ж~„,Ж-~йвьИЙ ГДЕ М ( Р3 — ОТНОШЕНИЕ МоЩКОСтИ ЧШ К МОШНОСти СИГНЙЛЙ в определенной полосе частот ЛГ при отстройке от несущей нй Г кГц, дБ, Я (Г ) - Относительная спектральная ппотность флуктуаций частоты сигнала излучении» Гц При отсутствии подобных соотношений требования по КСЧ могут быть сформулированы в общем вице как обеспечение ьа~- НИМЙЛЬИО ВОЭМаКНОГО УРОВНЯ ЧЙСтОтНОГО ШУМЙ (СМетабл.

Х). Требования к системе питания упрйВлеииЯ» контроля .и зй шиты устанавпиваются исходи из назначения, места установки и услОвий эксплуатации РПУ с учетом характеристик еюйствяО ших Образябв прото'Рипов Этап системного проект~ования заканчивается принятием ТЗ на проектирование, На этапе функционального проектировании осуществляется разработка наиболее общей модели прсектируемого РПУ его структурной схемь4 (СС ), Обобщенная СС.РПУ (рис. 1) представляет его в вице совокупности отдельных функционально автономных блоков и устройств с указанием их взаимосвязи в процессе взаимодействия, Основными элементами этой схемы являютсж устройство формировании сигнала УФС (возбудитель) и усилитель мощно сти УМ, образукзцие высокочастотный тракт передатчика ВЧ; модулятор и подмодулитор, образующие низкочастотный тракт передатчика НЧ; устройства контроля, блокировки, сигнализации, Ф Х1 ЧФС-$~рб|фиуу)еАь ЗГ Ы Р защиты и управления УКБСЗУ; исто мик питания ИП, В неко- торых случаях испольэу)отса "выносные" Ип, конструктивно расположенные вне корпуса РПУ и.