Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет

им. А.Н. ТУПОЛЕВА

Институт Радиоэлектроники и Телекоммуникаций.

Кафедра радиоэлектронных и квантовых устройств

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Устройства приёма и обработки сигналов»

на тему: «Приемник многоканальной линии связи»

Вариант 1г

Выполнил:

студент группы 5412

Вахитов Р.Р.

Проверила:

доцент каф.РЭКУ

Царева М.А.

Казань 2013

Содержание

Задание……………………………………………………...………………………………………………..3

Введение ………………………………………..............................................................................................4

I.Предварительный расчёт 1.Расчёт полосы пропускания……..…..…………………………………….6

2.Расчёт коэффициента шума……………………………….………..…......................................................7

3 .Обеспечение избирательности приёмника…………….. ……..………………………………………..8

4. Расчёт коэффициента усиления линейного тракта ……………….........................................................9

II.Основной расчёт.1.Расчет входной цепи…………………….…………………………………….......10

2. Расчет усилителя радиочастоты (УРЧ)……………………......………………………………………..16

3. Преобразователь частоты……………... ……………………….………………………………….........21

4. Расчет усилителя промежуточной частоты (УПЧ)……….…….….......................................................25

4.1 Расчет каскада с ФСС ……………………………….…….….….…………………………………….25

4.2 Расчет полосового фильтра …………….………………………...……………………………………26

Расчёт основного усиления УПЧ………………………………………………………………………….30

4.3 Расчет оконечного каскада………………..………………….………………………………………..31

4.4 Расчет амплитудного детектора………………………….….…….......................................................33

Список использованной литературы………………………….…………………………………………..35

Задание:

Вариант 1г

Полоса разрешенных частот, ГГц	0,85-0,852
Количество каналов связи	5
Чувствительность приемника, дБ/Вт	-120
Избирательность по зеркальному каналу, дБ Избирательность по соседнему каналу, дБ	60 60
Динамический диапазон вх. сигналов, дБ	50
Отношение с/ш на выходе приемника: вых(Uc|Ut) вых	8
Выходной сигнал, В	5
Модуляция	АМ
Наивысшая частота информации Fmax*кГц	50
Относительная нестабильность частоты сигнала	±5·10-5

2. Предварительный расчет приемника.

На первых этапах проектирования необходимо выбрать структурную схему радиоприемного устройства.

Любой супергетеродинный приемник (РПУ) состоит из трех функциональных частей:

• линейного тракта

• демодулятора

• устройство регулировок

Рис.1

В состав линейного тракта (Рис.1) входят:

• ВЦ - входная цепь

• УРЧ - усилитель радиочастоты (может и не входить)

• С - смеситель

• Г - гетеродин

• УПЧ - усилитель промежуточной частоты.

ВЦ и УРЧ обеспечивают усиление сигнала по мощности и избирательность по зеркальному каналу. Смеситель и гетеродин позволяют перенести спектр сигнала с частоты несущего колебания на промежуточную частоту: .

УПЧ обеспечивает заданную чувствительность радиоприемника и избирательность по соседнему каналу приемника.

2.1Расчет полосы пропускания приемника

Для того, чтобы в общем тракте проходили обе частоты (1,25 и 1,252 ГГц), необходимо настроить приемник на какую-то среднюю частоту:

f₀=(f₁+f₂)/2 = 1,25+1,252/2=1251 МГц

П_нс=2√(f_н)²+(f_г)²+(f_с)²+(f_п)² - полная нестабильность

Полоса разрешенных частот:

F_н = 1,252ГГц –1,25ГГц = 2 МГц

Общее количество каналов N=5, следовательно на один канал приходиться

Δf_к = 400 кГц

П_с=2F_max=2*50=100 (кГц)

Δf_п=30 (МГц)

f_с/f_с=±1·10^-5– относительная нестабильность сигнала

f_с= 10 (кГц)

тогда f_г=12,21 (кГц),f_н=12,21(кГц),f_п=0,3 (кГц)

П_нс≈202,96 (кГц)

Как видно Δf_к=400кГц больше рассчитанной полосы следовательно наш сигнал уместиться в данной полосе

2.2. Расчет допустимого коэффициента шума.

Определив необходимую полосу линейного тракта, нужно перейти к выбору первых каскадов приемника обеспечивающих требуемую чувствительность. Этот параметр характеризуется допустимым коэффициентом шума N_g.

Определим шумовую полосу линейного тракта:

B=1,1∙П=333,256 (кГц)

Подсчитаем допустимый коэффициент шума приемника:

, где:

• Р_А- номинальная мощность сигнала, отдаваемая антенной согласованному с ней приемнику

Р_А=10^Рч/10=10^-12(вт), где Р_ч– чувствительность приемника.

• _вх– минимально допустимое отношение эффективных напряжений сигнал/помеха на входе приемника (_вх= 7).

• Т₀- стандартная температура приемника (Т₀= 290К).

• Т_А- шумовая температура антенны, определяется по рис.1.4 {1} (100К).

• B- шумовая полоса линейного тракта (П_ш= 1,1 П).

• к - постоянная Больцмана (к = 1,3810^-23Дж/К).

Подставляем значения и получаем что: N_g≤11,8

Вычислим ожидаемый коэффициент шума приемника, для этого воспользуемся формулой :

,где:N_вц,N_увч,N_пч,N_упч– коэффициенты шума входной цепи, УВЧ, преобразователя частоты и УПЧ соответственно;

K_Рвц,K_Рувч,K_рпч– коэффициенты передачи мощности входной цепи, УВЧ и преобразователя частоты;

Избирательная ВЦ : К_ВЦ==0,8;N_ВЦ=1/ К_ВЦ=1,11

УРЧ: N_УРЧ=6; К_УРЧ=10

ПЧ: К_ПЧ=0,2;N_ПЧ=5.

УПЧ на транзисторах: N_УПЧ=10.

Теперь подставляем

Так как N₀незначительно большеN_gто можно считать, что выбранная схема удовлетворяет по коэффициенту шума

2.3. Выбор средств обеспечения усиления линейного тракта..

На рис. в изображена структурная схема рассчитываемого приемника.

Коэффициент усиления, который должен обеспечить преселектор рассчитывается по следующей формуле:

Входное напряжение УПЧ равно:

R_вхупч берем в диапазоне 3001000 Ом;R_вхупч= 781 (Ом),

Коэффициент усиления УПЧ равен:

раз, где

К_з= 13,=1 (В)

Коэффициент усиления фильтра сосредоточенной селекции (ФСС) К_фсс=2, коэффициент усиления оконечного каскада (ОК) К_ок=4. Коэффициент усиления предварительного усилителя (УС) К_ус=8. Определим количество каскадов усилителя для обеспечения требуемого усиления:

Для обеспечения необходимого усиления нужно выполнить все вышеперечисленные условия.