Содержание

I. ВВЕДЕНИЕ.

II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

1. Общие приемы проектирования

2. Содержание технического задания на проектирование приемника.

3. Порядок проектирования приемника.

III. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИЕМНО-УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ.

IV. ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К УЗЛАМ ПРИЕМНИКА БОРТОВОЙ ИМПУЛЬСНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ.

1. Техническое задание.

2. Порядок определения требований

V. ПРИМЕР СОСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К УЗЛАМ ПРИЕМНИКА МНОГОКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ. 22

1. Техническое задание. 22

2. Порядок определения требований к узлам приемника. 23

VI. ОРГАНИЗАЦИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ОФОРМЛЕНИЕ И ЗАЩИТА ПРОЕКТА. 29

ЛИТЕРАТУРА 31

ОГЛАВЛЕНИЕ 32

________________________________________________

Московский государственный авиационный институт

(Технический университет)

________________________________________________

Бакалов В.П., Белоусов Н.Н., Выборный В.Г

(под редакцией Протопопова А.С.)

Методические указания

по курсовому проектированию

радиоприемных устройств

(для дневной и вечерней форм обучения)

кафедра 407

Москва 1999

1

32

2

Литература

1. Радиоприемные устройства /Под редакцией А.П.Жуковского.-М.: Высшая школа, 1989

2. Проектирование радиоприемных устройств /Под общей редакцией А.П.Сиверса.-М.:Советское радио, 1976

3. Клэппер Д., Фрэнкл Д. Системы фазовой автоподстройки частоты.-М.:Энергия, 1977.

31

Результаты выполнения курсового проекта оцениваются в процессе его защиты комиссией, состоящей из двух-трех преподавателей кафедры. Защита курсового проекта состоит из краткого (5-7 мин.) доклада студента, затем студент отвечает на поставленные комиссией вопросы.

В случае неудовлетворительной защиты студент в установленном порядке допускается к повторной защите или выполняет новый курсовой проект.

В некоторых случаях курсовой проект по радиоприемным устройствам с разрешения заведующего кафедрой может быть заменен исследовательской работой, выполняемой студентом по заданию того подразделения, где он занимается НИРС. Объем и характер работы в этом случае должен соответствовать курсовому проекту по радиоприемным устройствам.

Оформление и защита такой работы производится в указанном выше порядке.

30

I. Введение.

Основная цель курсового проектирования - развить у студентов максимальную самостоятельность, творческое мышление и инициативу в работе.

При современном подходе проектирование сложных систем рассматривается как итерационный процесс. Справедливость такого подхода отчетливо проявляется при проектировании приемно-усилительных устройств. Процесс проектирования приемно-усилительных устройств представляет собой многоэтапную процедуру со множеством обратных связей. Каждый крупный этап включает в себя изготовление макета или образца устройства. Естественно, что курсовое проектирование как учебное не может полностью отразить все этапы реального проектирования приемного устройства, но студент при выполнении курсового проекта должен отчетливо представлять полный процесс проектирования. Важны инструментом, при проектировании приемно-усилительного устройства, являются методы автоматизированного проектирования, позволяющие не только ускорить процесс проектирования, но и получить качественно новые решения. В методических указаниях отражены методы автоматизированного проектирования и их место при проектировании приемно-усилительных устройств.

В методических указаниях приведены два примера заданий на курсовой проект с методикой выбора структуры приемника и определения требований к его функциональным узлам.

3

В приложениях к методическим указаниям содержатся правила и примеры выполнения и оформления курсового проекта, примеры заданий, вспомогательные таблицы и графики. Приложения находятся в кабинете курсового проектирования.

В кабинете курсового проектирования имеется также аннотированный указатель литературы по курсовому проектированию радиоприемных устройств.

II. Проектирование приемных устройств

1. Общие приемы проектирования

Радиоприемники представляют собой сложные системы, поэтому их проектирование является задачей, которая не имеет однозначного решения. Исходные данные для проектирования содержатся в техническом задании (ТЗ).

Процесс проектирования радиоприемника состоит из двух основных этапов: этапа эскизного проектирования и этапа технического проектирования. Каждый из этих этапов может содержать два подэтапа: предварительное и окончательное проектирование. Крупные этапы проектирования делятся на ряд мелких этапов (рис. 1).

Этап эскизного проектирования включает в себя: выбор и обоснование структурной схемы приемника (синтез структуры), анализ приемника, оптимизацию его параметров, проектирование отдельных функциональных звеньев и электрических схем, конструктивную проработку, машинные и натурные эксперименты.

4

входе. Так как принято решение об использовании ограничителя амплитуд, в приемнике не используется автоматическая регулировка усиления.

VI. Организация курсового проектирования, оформление и защита проекта.

В начале курсового проектирования каждый преподаватель - консультант читает вводную лекцию. Затем еженедельно в соответствии с расписанием для студентов проводятся консультации. Кроме индивидуальных бесед, на консультациях преподаватель проводит занятия и со всей группой, посвящая их методам проектирования тех или иных систем и узлов радиоприемных устройств.

Студенты должны посещать консультации не реже двух раз в месяц и присутствовать на всех групповых занятиях.

Выполненный курсовой проект (расчетно-пояснительная записка) и графический материал) представляется студентом к защите. В записку должна входить расчетная часть проекта, изложенная на 20 - 30 с. стандартной писчей бумаги. Принципиальная электрическая схема разработанного в проекте устройства, конструкция его узлов выполняется на листах чертежной бумаги в соответствии с ЕСКД.

29

За две недели до срока защиты, указанного в бланке задания на проект, студент должен сдать оформленную расчетно-пояснительную записку на проверку консультанту.

Для определения требований к усилению УПЧ найдем входное напряжение УПЧ :

где R_вх АПЧ принимаем ориентировочно равным 300 Ом;

Таким образом коэффициент усиления УПЧ должен быть

С учетом коэффициента запаса K_зап³3 требуемое усиление УПЧ будет равно:

Полоса пропускания УПЧ ориентировочно должна быть равной П_УПЧ = П = 4100 кГц. Окончательное уточнение значения П_УПЧ может быть сделано после расчета УВЧ и ВЧ и определения их влияния на общую полосу пропускания линейного тракта.

УПЧ должен обеспечивать требуемое значение избирательности по соседнему каналу.

Входная цепь и УПЧ должны обеспечивать заданную избирательность по зеркальному каналу.

Выберем промежуточную частоту в соответствии с условием

.

Выберем стандартное значение промежуточной частоты

f_пр = 60 МГц.

28

5

Требования к ограничителю амплитуд могут быть сформулированы после расчета СФД и определения допустимого изменения сигнала на его

Эскизное проектирование отдельных функциональных звеньев приемника и принципиальных электрических схем содержит такие же этапы, как и эскизное проектирование приемника.

В целом этап эскизного проектирования заканчивается выпуском макетов приемника.

Рис. 1. Этапы проектирования

Этап технического проектирования радиоприемника включает в себя : разработку и выпуск технической документации для производства опытной серии, а затем для серийного выпуска приемника. Основой для выполнения этапа технического проектирования является эскизный проект.

Подробно задачи технического проектирования радиоприемника в настоящем пособии не рассматриваются. При выполнении курсового проекта проектирование радиоприемника ограничивается элементами этапа эскизного проектирования.

Рассмотрим кратко основные особенности процесса эскизного проектирования радиоприемника.

Рис. 2. Модель процесса эскизного проектирования.

Характерны моментом процесса проектирования является необходимость возвращения к предыдущим этапам. Так, например, в процессе эскизного проектирования приемника при его моделировании возможно многократное возвращение к вопросам уточнения его структуры, математического описания, дополнительного теоретического анализа. Процедура оптимизации параметров его звеньев сама по себе предусматривает возвращение в той или иной степени к о всем предыдущим этапам.

Таким образом, проектирование радиоприемника происходит путем последовательных приближений к желаемому результату. Или, как говорят, процесс носит итеративный характер.

Этапы проектирования радиоприемника можно представить с помощью структурной схемы (рис. 1, 2). Отметим, что итеративный

Перейдем к выбору типа демодулятора группового сигнала. ЧМ-демодуляторы, как известно, имеют пороговые свойства, которые ограничивают минимальное допустимое значение отношения сигнала к шуму g на входе демодулятора. Для частотных детекторов обычного типа пороговое значение g_пор=10 дБ. Проектируемый приемник имеет существенно меньшее значение g=5,44 дБ, т.е. частотный детектор в качестве демодулятора группового сигнала не может быть использован.

Оценим возможность применения в качестве демодулятора группового сигнала синхронно-фазового демодулятора, имеющего пороговое значение отношения сигнала к шуму g_2fmax, равное [2] при частотном разделении каналов .

Значение (g_{2fmax пор}+1 дБ) соответствует такому отношению сигнала к шуму на входе, при котором действует соотношение между g_К и g_2fmax , использованное выше для расчета g_2fmax.

Имеем

Так как

то принимаем, что в проектируемом приемнике в качестве демодулятора группового сигнала используется синхронно-фазовый детектор (СФД).

Зададимся требуемым U_СФД - входным напряжением СФД. На входе СФД для стабилизации его параметров необходимо поставить ограничитель амплитуд. Входное напряжение ограничителя амплитуд должно быть более 0,5 В.

6

27

Обеспечение рассчитанной величины g зависит от мощности сигнала P_С - коэффициента шума приемника F, относительной шумовой температуры антенны t_a, шумовой полосы приемника Dt_Ш (см. разд. 4)

Примем

,

где :

T_A =200 К - шумовая температура антенны [2];

T₀ =293 К;

Df_Ш = 1,1 П.

Теперь можно определить требуемый коэффициент шума приемника, как и в работе [2] :