Выбор структурной и обоснование функциональной схем устройства

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

В качестве схемы приемника будем использовать супергетеродинную схему с многократным преобразование частоты. Такая схема обеспечит нам заданную стабильную избирательность и равномерное усиление по рабочему диапазону частот. Структурная схема такого приемника представлена на рисунке 4.

ФД

Рис. 4 Структурная схема приемника

Часть приёмника – преселектор, включающий ВЦ, МШУ и УРЧ, подобен структуре приёмника прямого усиления и обеспечивает чувствительность и предварительную избирательность по частоте. С выхода преселектора напряжение сигнала и помех поступает на первый преобразователь частоты (ПЧ1), где происходит изменение (перенос) несущей частоты сигнала в другую область частотного диапазона.

Для этого полезный сигнал и колебания местного генератора-гетеродина (Г1) одновременно воздействуют на смеситель (СМ1), частотно-избирательная нагрузка (колебательный контур) выделяет напряжение новой несущей частоты (в нашем случае f_пч1).

Поскольку сигнал с выхода УРЧ несет в себе полную информацию, то в процессе преобразования частоты эта информация должна сохраняться, т.е. преобразователь частоты для полезного сигнала быть линейным элементом. Это обеспечивается за счёт выбора . Таким образом, в процессе преобразования частоты несущей полезного сигнала происходит перенос спектра сигнала в область промежуточной частоты без нарушения амплитудных и фазовых соотношений его составляющих.

За первым смесителем располагается усилитель первой промежуточной частоты (УПЧ1), нагрузка которого в виде частотно-избирательного контура настроена на частоту f_пч1, которая как правило фиксирована и не зависит от частоты принимаемого сигнала. Поэтому на частоте f_пч1 легко обеспечить устойчивое усиление (особенно когда она не высокая).

При перестройке супергетеродинного приёмника на другую рабочую частоту, по диапазону одновременно перестраиваются резонансные системы преселектора и первого гетеродина Г1 синтезатора частот, до тех пор, пока не образуется фиксированная промежуточная частота f_пч1. Т.к. УПЧ1 не перестраивается по частоте, то это позволяет получить в супергетеродинном приёмнике высокую избирательность при неизменяемой полосе пропускания, а также реализовать оптимальную фильтрацию сигнала от помех, применяя согласованные фильтры на промежуточной частоте.

Выбрав структурную схему приемника можно перейти к синтезу и обоснованию функциональной схемы приемника. Для эффективной работы приемного устройства зададимся условиями синтеза функциональной схемы:

- разбить частотный диапазон на поддиапазоны (для каждого поддиапазона своя ВЦ и свой УРЧ), что обеспечит равномерное усиление по частотному диапазону и хорошую избирательность;

- использование коммутатора для подключения соответствующих рабочей частоте ВЦ и УРЧ (минимальное время перестройки УБ);

- наличие унифицированного синтезатора частот, обеспечивающего формирование высокостабильных опорных частот первого и второго преобразователей частоты;

- один каскад УПЧ1 и. необходимое число каскадов УПЧ2, обеспечивающих необходимый коэффициент усиления сигнала;

- схему АРУ, обеспечивающую требуемый динамический диапазон приемника;

- демодулятор, тип которого определяется способом модуляции сигнала.

Число поддиапазонов рассчитываем способом равных частотных интервалов:

(12)

где - частотный интервал одного поддиапазонадля метрового диапазона волн порядка .

Номиналы промежуточных частот f_пч1 и f_пч2 определяются по следующим соотношениям:

, (13)

(14)

где - параметр рассогласования антенно-фидерного тракта и входа приемника;

- требуемое подавление зеркальной помехи, в формулу подставляется в разах 10^65[дБ]/20= 1778[раз];

- добротность контуров (20…60 для диапазона 20…60 МГц;

- функция числа каскадов УПЧ;

- полоса пропускания приемника.

Для определения значения необходимо определить число каскадов УПЧ2. При этом учитывают, что уровень сигнала на входе демодулятора составляет 1…3 В, а уровень входного сигнала приёмника определён во втором разделе по формуле 6. Тогда требуемый коэффициент усиления равен:

(15)

Так как результирующий коэффициент усиления задается соотношением:

(16)

тогда задавшись коэффициентами усиления других каскадов определим усиление, которое должны обеспечивать каскады УПЧ2, при этом необходимо выполнить условие:

(17)

Каскад	ВЦ	УРЧ	ПЧ1	УПЧ1	ПЧ2	УПЧ2
Коэффициент усиления	0,9	4	2,5	9	2,5	9

Таблица 1. Коэффициенты усиления по каскадам

Исходя из таблицы 1 и формулы 16 получим что каскадам УПЧ2 нужно обеспечить коэффициент усиления:

Такого коэффициента усиления можно добиться пятью каскадами УПЧ2 ( ), тогда:

, при этом выполняется условие .

Из стандартных номиналов промежуточных частот в соответствии с условиями выбираем:

Рассчитаем частоты гетеродинов:

(18)

На основании произведенных расчетов синтезируем функциональную схему приемного устройства, представленную на рисунке 5.

Рис. 5 Функциональная схема приемного устройства

Заключение

В ходе выполнения КР произведено:

- описание механизма распространения радиоволн метрового диапазона;

- энергетический расчет радиоканала;

- выбрана структурная схема приемного устройства и обоснована функциональная схема устройства.

При энергетическом расчете радиоканала пришли к выводу что при заданных исходных данных не обеспечивается высокая вероятность доведения сообщения, в следствии чего произведена замена штыревой антенны на рамочную антенну с ферритовым сердечником. При проектировании реального канала радиосвязи данные изменения необходимо согласовывать с заказчик и искать компромиссные пути повышения вероятности доведения сообщения (повышение соотношения сигнал/шум).

Список использованной литературы

1. Зеленевский В.В. Каналы связи в автоматизированных системах управления,МО РФ, 2005.- 439с.

2. Зеленевский В.В., Зеленевский Ю.В. Системы и средства связи. Часть первая. МО РФ, 2008.- 283с.

3. Зеленевский В.В., Зеленевский Ю.В. Системы и средства связи. Часть вторая. МО РФ, 2008.- 267с.

4. Савельев А.М. Конспект лекций на правах рукописи по курсу «Системы и сети связи» Зеленевского В.В. 2009 г.

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 522; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!