Proect_1 (Архив с пятью методиками по выполнению курсовых работ)

ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ КУРСОВОГО

ПРОЕКТА

для приемников дискретных сигналов.

Задания на расчет связных приемников дискретных сигналов приведены в таблицах 1,2 и 3 Методических указаний по выполнению курсового проекта (№ 0020).

Эскизный расчет приемника включает в себя следующие разделы:

I.Разбиение диапазона частот на поддиапазоны .

Ниже приведен один из возможных способов разбиения: способ равных частотных интервалов, включающий последующие расчеты.

1.Коэффициент перекрытия диапазона (показывает во сколько раз максимальная несущая частота входного сигнала больше минимальной ):

, где (1)

- 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.Если > , то приемник однодиапазонный,

если же < , то проектируемый приемник будет многодиапазонным и необходимо вычислить крайние частоты его поддиапазонов.

(2)

где i - номер поддиапазона (i=1,2,3....),

- запас по частоте в начале и конце каждого поддиапазона.

При разбиении диапазона на поддиапазоны по этому способу полученные значения частотных интервалов каждого поддиапазона должны быть равны.

II.Полоса пропускания линейного тракта приемника.

Полоса пропускания линейного тракта приемника :

= + (3)

где - ширина спектра полезного сигнала, равная:

-=3V- для сигналов АТ, ОФТ, ДОФТ (V- скорость телеграфирования в Бод),

= V - для сигналов ЧТ ( - индекс частотной модуляции);

- запас по полосе, обусловленный нестабильностью передатчика, равный:

(4)

( - относительная нестабильность частоты передатчика).

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:

= + , (5)

где =10-35 –коэффициент передачи системы ЧАП.

Снова проверяем соотношение / . Если с введенной системой ЧАП / <1,2, то останавливаемся на полученном с системой ЧАП значении П.

Если условие не выполняется, то вводим в разрабатываемый приемник систему ФАП и принимаем полосу пропускания приемника равной ширине спектра полезного сигнала, то есть = .

III. 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:

( - средняя несущая частота входного сигнала) для КВ диапазона (3МГц - 30МГц) и УКВ диапазона (30МГц - 300МГц);

для ДВ (30 КГц -300КГц) и для СВ (300 КГц -3МГц).

Далее последовательно для каждого из паразитных каналов находим структуру преселектора.

А) Определение структуры преселектора, обеспечивающей подавление зеркального канала.

Находим обобщенную расстройку зеркального канала:

(6)

где - частота зеркального канала. В многодиапазонных приемниках вычисляется для каждого поддиапазона, подставляя максимальную частоту этого поддиапазона. Эквивалентное затухание контуров тракта сигнальной (высокой) частоты выбирается из таблицы 1.

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

(дБ)

80

60

40

20

0 3 5 10 20 30 40 50 x

рис.1

Для приемников, у которых несущая частота фиксирована, выбор структуры преселектора, подавляющей паразитный зеркальный канал производится по формуле:

(7)

где - количество ОКК в преселекторе,

- количество ДПФ в преселекторе.

Подавление зеркального канала в формуле (7) подставляется в разах.

Б) Определение структуры преселектора, обеспечивающей подавление канала прямого прохождения.

Находим обобщенную расстройку канала прямого прохождения:

(8)

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.

Если условие << не выполняется то, как и ранее, находим структуру преселектора надежно подавляющую канал прямого прохождения:

а) в диапазонном приемнике используя рис.1 для и ;

б) в приемнике с фиксированной частотой входного сигнала – по формуле (7), в которой подавление и обобщенная расстройка берутся для паразитного канала прямого прохождения.

Из найденных двух избирательных систем выбираем наиболее сложную, она подавит оба паразитных канала приема.

IV. 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:

, (9)

где - расстройка по соседнему каналу, задаваетая в ТЗ.

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:

(10)

где - эквивалентное затухание контуров на первой промежуточной частоте (Таблица 1).

Таблица 2

Вид Число Коэффициент Число каскадов

фильтра LC контуров 1 2

Четыре 2,2 1,3

ФСС LC контура 3,7 1,7

0,35 0,385

Пять 1,8 1,2

ФСС LC контуров 2,7 1,5

0,35 0,385

Шесть 1,52 1,15

ФСС LC контуров 2,2 1,3

0,35 0,385

V. Выбор количества преобразований частоты в приемнике.

При выборе структуры преселектора в третьем разделе была выбрана первая промежуточная частота приемника, при выборе структуры УПЧ – вторая. Если , приемник выполняется с двойным преобразованием частоты с . Если , проектируемый приемник будет иметь однократное преобразование частоты с .

VI. Допустимый коэффициент шума приемника.

Нахождение максимально допустимого коэффициента шума приемника производится по формуле:

(11)

где - чувствительность приемника.задаваемая в ТЗ,

к =1,39 дж/град – постоянная Больцмана,

=293 К – температура по Кельвину,

=1,1П – шумовая температура приемника,

- отношение сигнал/шум на входе детектора, определяемое заданной в ТЗ вероятностью ошибки и выбранной схемой приемника: когерентной или некогерентной (рис.2),

- сопротивление антенны.

Рис.2

VII.Коэффициент шума приемника.

Коэффициент шума приемника определяется через коэффициенты шума отдельных каскадов приемника по формуле:.

(12)

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

В Таблице 3:

а – коэффициент, который равен для диапазонных приемников а=0,5; для приемников с фиксированной настройкой а=1;

- 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:

(13)