120_Pvu (Проектирование радиоприемных устройств методичка)

УДК:621.396.62.001.2(071.I)В.П.Бакалов, В.Н.Белоусов, В.Г.ВыборныйМетодическое пособие содержит общие сведения о проектировании радиоприемныхустройств; требования к курсовому проекту; примеры составления структурных схемрадиоприемных устройств и определения требований к их узлам; правила выполнения,оформления и защиты курсовых проектов.Методические указания по курсовому проектированию радиоприемных устройствпредназначены для студентов, выполняющих курсовой проект по курсам "Приемноусилительные устройства", "Радиоприемные устройства систем управления летательнымиаппаратами".I.

ВВЕДЕНИЕОсновная цель - курсового проектирования - развить у студентов максимальнуюсамостоятельность, творческое мышление и инициативу в работе.При современном подходе проектирование сложных систем рассматривается какитерационный процесс. Справедливость такого подхода отчетливо проявляется припроектировании приемно-усилительных устройств. Процесс проектирования приемноусилительных устройств представляет собой многоэтапную процедуру с множествомобратных связей. Каждый крупный этап включает в себя изготовление макета или образцаустройства.

Естественно, что курсовое проектирование как учебное не может полностьюотразить все этапы реального проектирования приемного устройства, но студент привыполнении курсового проекта должен отчетливо представлять полный процесспроектирования. Важным инструментом при проектировании приемно-усилительногоустройства являются методы автоматизированного проектирования, позволяющие не толькоускорить процесс проектирования, но и получить качественно новые решения.

В методических указаниях отражены методы автоматизированного проектирования и их место припроектировании приемно-усилительных устройств.В методических указаниях приведены два примера заданий на курсовой проект сметодикой выбора структуры приемника и определения требований к его функциональнымузлам.В приложениях к методическим указаниям содержатся правила и примеры выполнения иоформления курсового проекта, примеры заданий, вспомогательные таблицы и графики.Приложения находятся в кабинете курсового проектирования.В кабинете курсового проектирования имеется также аннотированный указатель литературыпо курсовому проектированию радиоприемных устройств.II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВI.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯРадиоприемники представляют собой сложные системы, поэтому их проектированиеявляется задачей, которая не имеет однозначного решения. Исходные данные дляпроектирования приемника содержатся в техническом задании (ТЗ).Процесс проектирования радиоприемника состоит из двух основных этапов: этапаэскизного проектирования и этапа технического проектирования. Каждый из этих этаповможет содержать два подэтапа: предварительное и окончательное проектирование. Крупныеэтапы проектирования делятся на ряд мелких этапов (рис.1).Этап эскизного проектирования включает в себя: выбор и обоснование структурнойсхемы приемника (синтез структуры), анализ приемника, оптимизацию его параметров,проектирование отдельных функциональных звеньев и электрических схем, конструктивнуюпроработку, машинные и натурные эксперименты.Эскизное проектирование отдельных функциональных звеньев приемника ипринципиальных электрических схем содержит такие же •этапы, как и эскизноепроектирование приемника.В целом этап эскизного проектирования заканчивается выпуском макетов приемника.Этап технического проектирования радиоприемника включает в себя: разработку ивыпуск технической документации для производства опытной серии, а затем для серийноговыпуска приемника.

Основой для выполнения этапа технического проектирования являетсяэскизный проект.Подробно задачи этапа технического проектирования радиоприемника в настоящемпособии не рассматриваются. При выполнении курсового проекта проектированиерадиоприемника ограничивается элементами этапа эскизного проектирования.Рассмотрим кратко основные особенности процесса эскизного проектированиярадиоприемника.Характерным моментом процесса проектирования является необходимость возвращения кпредыдущим этапам.

Так, например, в процессе эскизного проектирования приемника при егомоделировании возможно многократное возвращение к вопросам уточнения его структуры,математического описания, дополнительного теоретического анализа. Процедураоптимизации параметров его звеньев сама по себе предусматривает возвращение в той илииной степени ко всем предыдущим этапам.Таким образом, проектирование радиоприемника происходит путем последовательныхприближений к желаемому результату. Или, как говорят, процесс проектирования носититеративный характер.Этапы проектирования радиоприемника можно представить с помощью структурнойсхемы (рис.1,2).Отметим, что итеративный характер процесса проектирования распространяется такжена техническое задание, т.е. сам замысел может изменяться (уточняться) под влияниемпроцесса проектирования.Вторая существенная особенность процесса проектирования состоит в том, что каждаяитерация (на любом уровне) заканчивается принятием решения.

При этом решение всегдапринимается в условиях неопределенности, так как оно представляет собой процесс выбораодного или нескольких предпочтительных вариантов из множества возможных (нескольковариантов выбирается, как правило, только на стадии предварительного эскизногопроектирования). Именно эта неопределенность является, прежде всего, причинойнеоднозначности результата проектировании. Поэтому вторым существенным свойствомпроцесса проектирования является неоднозначность результата.2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЕМНИКАПриемник в радиотехнической схеме предназначен для преобразования радиосигнала всообщение.Основной характеристикой приемника является качество воспроизведения сообщения. Сколичественной точки зрения качество воспроизведения сообщения характеризуется поразному.

Прежде всего, на качество воспроизведения сообщения влияют различного родапомехи.Такие характеристики, как точность воспроизведения сообщений или вероятностьошибочного приема, связаны с отношением сигнала к аддитивному шуму в полосепропускания приемника. Эти зависимости определены в настоящее время для весьмабольшого количества разнообразных случаев приема.

Часть из них в виде формул и графиковприведена в приложениях к пособию. Зная заранее требуемые точности или вероятностиошибок при воспроизведении сообщений с помощью этих зависимостей для конкретныхслучаев приема, можно определить необходимое отношение сигнала к шуму и, следовательно,необходимую реальную чувствительность приемника. Сведения о требуемой точности или одопустимых вероятностях ошибок содержатся в ТЗ.Существенное влияние на качество воспроизведения сообщений оказываютмультипликативные (модулирующие) помехи. Для борьбы с ними в приемниках применяютсяразличные методы, в частности автоматические регулировки.

В ТЗ содержатся необходимыеданные для проектирования автоматических регулировок и других устройств, для борьбы суказанными помехами.В техническом задании имеются сведения о характере всех предполагаемых помех изадаются требования по помехоустойчивости приемника по отношению к ним, напримерчастотная, пространственная и временная избирательность.В ТЗ задаются также требования по допустимому уровню линейных и нелинейныхискажений сообщения, перекрестных искажений в многоканальных приемниках,межсимвольных искажений в приемниках дискретных систем передачи информации.Моменты, которые оказывают существенное влияние на качество воспроизведениясообщения, определяют основное содержание технического задания на проектированиеприемника.

Вместе с этим в ТЗ включаются также данные, которые не оказываютнепосредственного влияния на качество воспроизведения сообщения. Это такой наборданных, с помощью которого осуществляется как бы привязка проектируемого приемника кусловиям работы всей радиосистемы. Это данные о рабочем диапазоне частот, о наборепромежуточных частот, способ модуляции, число каналов, способ перестройки по диапазонуи т.д. Ряд исходных требований ТЗ связан с конструктивной и эксплуатационной стороной:масса, габариты, установочные размеры, климатические условия, устойчивость кмеханическим перегрузкам. Часто в ТЗ накладываются ограничения на типы применяемыхактивных и других элементов схем, на потребление Энергии от источников питания.

Задаютсяв ТЗ также требования по надежности работы приемника, накладываютсястоимость разработки и себестоимостьможетограничения наприемника при его серийном производстве. ТЗвключать и ряд других требований, например требования по внешнемуоформлению, по расположению элементов управления и т.д. Набор исходных данныхв задании на курсовое проектирование существенно ограничен. Ограничен также и объемвыполняемых работ, который в процессе выполнения проекта может корректироватьсяведущим преподавателем. В приложениях приведены примеры заданий на курсовой проект,рассматривается порядок выполнения типовых проектов, указан необходимый минимумработ.3.