Розрахунок структури загального радіотракту супергетеродинного радіоприймача

 

Завдання

1. Розрахунок розподілу діапазону частот на піддіапазони

2. Розрахунок смуги пропуску фільтра зосередженої селекції останньої проміжної частоти

3. Розрахунок кількості перетворень та номіналів проміжних частот тракту ПЧ

Висновок

Список використаної літератури

Додаток

 

 

Здійснити розподіл діапазону частот приймача на піддіапазони.

Визначити смугу пропускання фільтра зосередженої селекції останньої проміжної частоти.

Визначити кількість перетворень та номінали проміжних частот тракту ПЧ.

ВИХІДНІ ДАНІ

№ Діапазон частот fmin та fmax,

(МГц) Спосіб розпо-ділуКоефіцієнт перекриття по піддіапазону КПД, не більше Девіація Δfдев або

зсув частоти ΔfЗС, ГцВид сигналуСпектр первинного сигналу

Fmax і Fmin, кГц

222-8411, 38000F30, 3-4, 2

№Кількість контурів вхідного пристроюКількість контурів ПВЧ, не більшеВідносна нестабільність частотиКП

100DПЧ

дБDЗК

дБ

2212, 5*10-65, 64858

Примітка:

Спосіб розподілу на піддіапазони: рівних коефіцієнтів перекриття піддіапазону.

 

1. Розрахуємо кількість піддіапазонів, виходячи із загальної ширини діапазону частот і коефіцієнта перекриття по частоті.

Загальний коефіцієнт перекриття по частоті КЗАГ становить:

КЗАГ = fmax / fmin;

КЗАГ = 84/22 = 3, 81.

Кількість піддіапазонів n при цьому становить:

 ;

 .

За умов того, щоб коефіцієнт перекриття по частоті піддіапазону не перебільшував заданого, кількість піддіапазонів n обираємо

n = 6.

2. Відповідно до загальної ширини діапазону частот і обраної кількості піддіапазонів розрахуємо нове значення коефіцієнта перекриття по частоті піддіапазону:

Кf =   =   = 1, 25.

Відповідно до нових значень коефіцієнта перекриття по частоті піддіапазону розрахуємо та занесемо в табл. 1 частотні межі піддіапазонів fi та fi+1:

 ;

 ,

де i – номер піддіапазону.

 

Таблиця 1

Частотні межі під діапазонів

Номер

піддіапазонуfi, МГцfi+1, МГц

122, 00027, 5

227, 534, 375

334, 37542, 969

442, 96953, 711

553, 71167, 139

667, 13983, 924

 

Для забезпечення частотного перекриття піддіапазонів коефіцієнт перекриття по частоті кожного піддіапазону збільшимо на 2% (кожен fi та fi+1 на 1% зменшити та збільшити відповідно). При цьому частотні межі піддіапазонів fi та fi+1 змінються наступним чином:

fi зменшити на √1, 02;

fi+1 збільшити на √1, 02.

Частотні межі піддіапазонів, що розраховані з урахуванням частотного перекриття піддіапазонів, наведені в таблиці 2.

 

Таблиця 2

Частотні межі з урахуванням частотного перекриття піддіапазонів 

Номер

піддіапазонуfi, МГцfi+1, МГц

121, 78027, 775

227, 22534, 719

334, 03143, 399

442, 53954, 248

553, 17467, 810

 6 66, 468 84, 763

 

Графік, що відображає розподіл діапазону частот на під діапазони, поданий на рис. 1.

 Рис. 1. Графік розподілу діапазону частот на під діапазони.

 

 

Смуга пропускання ФЗС останньої ПЧ повинна бути визначена з урахуванням ширини спектра сигналу і нестабільності радіолінії, яка обумовлена нестабільністю опорних кварцових генераторів системи синтезу частот передавача і приймача.

Виходячи з того, що смуга пропускання ФЗС дорівнює

ΔFФЗС = ΔFСП + 2Δfн,

де ΔFФЗС – смуга пропускання ФЗС, Гц;

ΔFСП – ширина спектра прийнятого радіосигналу, Гц;

Δfн – абсолютна нестабільність частоти радіолінії, Гц.

Δfн = δf fmax,

де δf – відносна нестабільність частоти;

fПЧ – максимальна частота діапазону частот.

Оскільки вид сигналу F3, то для нього

 ,

де mЧМ = Δfдев / Fmax – індекс частотної модуляції, де Δfдев – девіація частоти.

mЧМ =8000/4200=1, 9.

 ,

Підстановка чисельних даних дозволяє отримати такі результати:

 

 

Графічне уявлення смуги частот, що пропускається ФЗС, зображено на рис. 2.

 

Рис. 2. Графічне уявлення смуги частот, що пропускається фільтром уявної селекції.

 

 

Розрахунок кількості перетворень та номіналів проміжних частот тракту ПЧ при таких вихідних даних:

НайменуванняПозначенняЗначення

Найменша робоча частота, МГцf min22

Найбільша робоча частота, МГцf max84

Необхідне подавлення дзеркального каналу, дБD зк58

Необхідне подавлення каналу проміжної частоти, дБD пч48

Коефіцієнт прямокутності ФЗСКп5, 6

Параметр узгодження вхідного пристрою з антеноюа0, 5

Коефіцієнт зв’язку між контурами двоконтурного пристроюη0, 8

Резонансна добротність контурів тракту ВЧQ вч рез100

Резонансна добротність контурів тракту ПЧQ пч рез35

Смуга пропуску ФЗС, ГцΔFФЗС36320

Функція виду ФЗСΨ (n) 2, 6

 

Параметр узгодження вхідного пристрою з антеною для роботи з неналагодженою антеною і коефіцієнт зв’язку між контурами двоконтурного пристрою для реалізації кращої чутливості обрані на підставі даних Додатку.

Значення резонансної добротності контурів трактів проміжної та високої частот взяти з таблиць 1 і 2 Додатку.

Смуга пропуску ФЗС розрахована у розділі 2 (попередньому розділі). Функція виду ФЗС обрана для найпростішого чотириконтурного ФЗС з таблиці 3 Додатку.

Визначимо еквівалентні добротності контурів ВЧ і ПЧ. Еквівалентна добротність вхідного пристрою Qекв ВЧ може бути визначена через його резонансну добротність Qрез ВЧ за формулою:

 

Еквівалентна добротність контурів трактів проміжної дорівнює резонансній. За таких умов еквівалентні добротності становлять:

 

QЕКВ ПЧ =35.

Для використання значень подавлення побічних каналів у розрахункових формулах переведемо їх з дБ у кількість разів за формулою:

 

Значення проміжної частоти, при якій забезпечується подавлення дзеркального каналу на величину не менше DЗ для двоконтурного вхідного пристрою та одноконтурного ПВЧ визначається за формулою:

 

Значення проміжної частоти, при якій забезпечується подавлення каналу проміжної частоти на величину не менше DПЧ, для двоконтурного вхідного пристрою й одноконтурного ПВЧ визначається:

 

Значення проміжної частоти, при якій забезпечується послаблення сусіднього каналу з відповідним коефіцієнтом прямокутності, визначається за формулою:

 

Розрахунок за вище зазначеними формулами, здійснений за допомогою засобів обчислення, дає такі результати: 

f ′ПЧ >3896кГц; 

f ′′′ПЧ <20610кГц; 

f ′′ПЧ <3305, 12кГц. 

 

Співвідношення проміжних частот, що визначені за умови забезпечення односигнальної вибірковості приймача, відображає рис. 3.

 

Рис. 3 – Взаємне розташування областей частот, визначених

за умови забезпечення подавлення неосновних каналів прийому

Перетинання діапазонів значень DЗ і DПЧ присутнє, що свідчить про можливість першого перетворення частоти «вниз».

Перетинання діапазонів значень DЗ і DС відсутнє, що свідчить про необхідність подвійного перетворення частоти, при якому f ПЧ1 забезпечить виконання вимог до DЗ, а f ПЧ2 – до DЗ.

Перше перетворення частоти – f ПЧ1 =10 МГц;

друге перетворення частоти – f ПЧ2 =3 МГц.

 

 

В розрахунково-графічній роботі був проведений розрахунок структури загального радіотракту супергетеродинного радіоприймача. На першому етапі був здійснений розподіл діапазону частот приймача на піддіапазони. В ході виконання роботи було отримано 6 піддіапазонів частот. На другому етапі була визначена смуга пропускання фільтра зосередженої селекції останньої проміжної частоти, її чисельне значення становило 36, 32 кГц. На третьому етапі було визначено кількість перетворень та номінали проміжних частот тракту проміжної частоти. В ході виконання роботи було визначено 2 перетворення проміжних частот з номіналом f ПЧ1 =10 МГц та f ПЧ2 =3 МГц.

 

 

1. Головин О. В. Профессиональные радиоприемные устройства декаметрового диапазона. – М. : Радио и связь, 1985. – 288 с.

2. Банков В. Н., Барулин Л. Г. и др. Радиоприемные устройства /Под ред. Барулина Л. Г. – М. : Радио и связь, 1984. – 272 с.

3. Калихман С. Г., Левин Я. М. Радиоприемники на полупроводниковых приборах. Теория и расчет. – М. : Связь, 1979. – 352 с.

 

 

Параметр узгодження вхідного пристрою з антеною а обирається:

а = 1 – при узгодженні показників потужності;

а = 1, 5 – 2 – при оптимальному узгодженні по шумам;

а = 0, 5 – при роботі з неналагодженою антеною.

Параметр (ступінь) зв’язку між контурами η для двоконтурного вхідного пристрою обирається:

η = 0, 8 – 0, 9 – для реалізації відповідної кращої чутливості;

η = 0, 4 – 0, 6 – для реалізації відповідної кращої вибірковості.

 

Еквівалентна добротність вхідного пристрою може бути визначена через його резонансну добротність за формулами: 

для одноконтурного вхідного пристрою

 

для двоконтурного вхідного пристрою

 

Еквівалентна добротність контурів (фільтрів) тракту проміжної частоти може вважатися такою, що дорівнює їхній резонансній добротності.

Значення резонансної добротності контурів трактів проміжної та високої частот наведені в таблицях 1 і 2. Значення функції  (n) наведені в таблиці 3.

 

Значення резонансної добротності контурів тракту проміжної частоти Таблиця 1

Діапазон частот, кГцРезонансна добротність контурів тракту проміжної частоти

100 – 200100 – 150

200 – 400150 – 200

400 – 600250 – 300

1500 – 500080 – 100

5000 – 2000050 – 100

20000 – 6000030- 50

 

Значення резонансної добротності контурів тракту високої частоти

Таблиця 2

Діапазон частот, МГцРезонансна добротність контурів преселектора

0, 1 і менш20 – 50

0, 1 – 1, 540 – 70

1, 5 – 3070 – 130

30 – 300100 – 150

 

Значення функції  (n) Таблиця 3

Тип схеми ППЧФункціяКількість каскадів

12345678910

ППЧ з однокортурними каскадами, що налагоджені на одну частоту  (n) 1, 01, 551, 962, 32, 62, 863, 13, 33, 53, 7

КП 100100, 015, 58, 96, 96, 05, 455, 14, 894, 74, 6

ППЧ з двійками взаємно розлагоджених каскадів (критичне розлагодження)  (n) 0, 710, 880, 991, 071, 14

КП 10010, 13, 93, 02, 632, 44

ППЧ з трійками взаємно розлагоджених каскадів (критичне розлагодження)  (n) 0, 50, 580, 63

КП 1004, 642, 492, 07

ППЧ з двоконтурними фільтрами

(критичний зв’язок)  (n) 0, 710, 880, 991, 071, 141, 21, 251, 291, 331, 37

КП 10010, 03, 932, 982, 632, 442, 332, 262, 212, 172, 14

ППЧ з ФЗСФЗС

4 контури (n) 2, 822, 6

КП 1002, 21, 3

ФЗС

5 контурів  (n) 2, 822, 6

КП 1001, 81, 2

ФЗС

6 контурів (n) 2, 822, 6

КП 1001, 51, 15