Proect_3 (Архив с пятью методиками по выполнению курсовых работ)

ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ КУРСОВОГО

ПРОЕКТА

навигационного приемника.

Задания на расчет навигационных приемников приведены в таблице 9 Методических указаний по выполнению курсового проекта (№ 0020).

Эскизный расчет приемника включает в себя следующие разделы:

I.Полоса пропускания линейного тракта приемника.

Полоса пропускания линейного тракта приемника :

= + (1)

где - ширина спектра полезного сигнала, равная:

-= - для АМ сигналов, используемых в приемниках данного назначения ( - верхняя частота модуляции);

- запас по полосе, обусловленный нестабильностью передатчика, равный:

(2)

где - относительная нестабильность частоты передатчика и гетеродина приемника соответственно,

- частоты сигнала и гетеродина. При верхней настройке , при нижней , где .

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:

= + , (3)

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 = .

II. 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:

(4)

А) Определение структуры преселектора, обеспечивающей подавление зеркального канала .

Находим обобщенную расстройку зеркального канала:

(5)

где - частота зеркального канала.

- эквивалентное затухание контуров тракта сигнальной (высокой) частоты , которое выбирается из таблицы 1.

Таблица 1

Далее определение структуры преселектора, подавляющей паразитный зеркальный канал, производится по формуле:

(6)

где - подавление зеркального канала, задаваемое в ТЗ, в формулу (6) подставляется в разах по напряжению,

- количество ОКК в преселекторе,

- количество ДПФ в преселекторе.

Подбирая необходимое число и , находят структуру преселектора.

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

Находим обобщенную расстройку канала прямого прохождения:

(7)

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, по формуле (6), в которой подавление и обобщенная расстройка берутся для паразитного канала прямого прохождения, находим структуру преселектора надежно подавляющую канал прямого прохождения:

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

III. 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:

, (8)

где - расстройка по соседнему каналу, задаваемая 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:

(9)

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

IV. Выбор количества преобразований частоты в приемнике.

При выборе структуры преселектора во втором 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 .

V. Допустимый коэффициент шума приемника.

Нахождение максимально допустимого коэффициента шума приемника производится по формуле:

(10)

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 по формуле:

(11)

где - ошибка пеленгования, задаваемая в ТЗ, подставляется в (11) в радианах,

- масштаб пеленга, подставляется в (11) в радианах,

- коэффициент фильтрации, - полоса пропускания узкополосных низкочастотных фильтров,

- сопротивление антенны.

VI.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 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)

VII.Расчет коэффициента усиления приемника и распределение усиления по каскадам.

Обобщенная структурная схема части навигационного приемника приведена на рис.3

Рис.3

Необходимо провести следующие вычисления.

1.Рассчитать число каскадов тракта сигнальной частоты.

Для этого вычисляется требуемое усиление:

(14)

где - чувствительность проектируемого приемника,

- напряжение на входе первого преобразователя частоты, равное 200…500мкВ для полевых транзисторов (ПТ) и 30…40мкВ для биполярных транзисторов (БТ).

Далее определяется необходимое число каскадов N в тракте сигнальной частоты, обеспечивающее требуемое усиление:

(15)

где - уточненный коэффициент передачи входной цепи ( - коэффициент, определяемый по таблице 4),