Рефераты

Главная

Программирование и
комп-ры

Психология

Радиоэлектроника

Аудит

АХД экпред финансы
предприятий

Банковское дело

Биографии

Биология и химия

Биржевое дело

Финансы деньги и налоги

Философия

Физика и энергетика

Военная кафедра

Ветеринария

Валютные отношения

География и экономическая
география

Геология гидрология и
геодезия

Государство и право

Товароведение

Транспорт

Нотариат

Архитектура

Химия

Гражданское право и
процесс

Графология

Делопроизводство

Деньги и кредит

Новые и неперечисленные

Цифровой канал радиосвязи с разработкой радиоприемного устройства и электрическим расчетом блока усилителя радиочастоты

СЕРПУХОВСКИЙ ВОЕННЫЙ ИНСТИТУТ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: «Цифровой канал радиосвязи с разработкой

радиоприёмного устройства и электрическим

расчётом блока усилителя радиочастоты».

Выполнил:

Проверил: профессор Г.А. Линючев

Оценка:

CЕРПУХОВ

1999г

«УТВЕРЖДАЮ»

Начальник кафедры №42

Полковник В.Зеленевский

«___» ________________1999 г.

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

По дисциплине «Д-4242»

Курсанту ______________ Учебная группа № _____

Выдано «___» _______ 1999г. Срок сдачи «___»_______ 1999г.

Руководитель:

Линючев Г.А.

1.ТЕМА ПРОЕКТА

Цифровой канал радиосвязи с разработкой радиоприёмного устройства и

электрическим расчётом блока усилителя радиочастоты

2.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Дальность радиосвязи L(км.) - 90;

2. 2. Мощность передатчика Р(Вт)- 500;

1. КНД передающей антенны Д (дб) - 1;

3. Тип приёмной антенны АШ;

1. Входное сопротивление антенны R (Ом) - 75;

4. Диапазон рабочих частот[pic]F(МГц)30...60;

1. Скорость телеграфирования V(Бод) - 240;

5. Отношение Pс/Pш (раз) - 9;

1. Коэффициент шума ПРМ N0(раз) - 6;

6. Вид сигнала АМ;

1. Разнос частот Fp (кГц) - 0;

7. Высота размещения антенны H(м) - 14;

1. Избирательность по зеркальному каналу (дб) - 60;

8. Избирательность по соседнему каналу (дб) - 60;

1. Коэффициент нестабильности частоты - 10-7;

9. Длина сообщения N (двоичных символов) - 720;

1. Вероятность доведения РД - 0,999;

10. Вероятность трансформации Pтр - 10-7.

3. ВЫПОЛНИТЬ:

1. Произвести расчёт радиоканала и оценить достоверность цифровой инфор-

мации.

2. Выбор и обоснование электрической структурной и функциональной

схем

устройства.

3. Выбор и обоснование электрической принципиальной схемы

устройства.

4. Электрический расчёт блока.

4. ПРЕДСТАВИТЬ:

1. Пояснительную записку (25 - 30 листов).

2. Электрическую принципиальную схему устройства (формат А4).

3. Листинг расчётов на ЭВМ.

Задание рассмотрено : «__» _______1999г. На заседании кафедры №42

Протокол №20

Преподаватель:_________________

ПОДПИСЬ

| |

|Содержание |

|Стр. |

|Введение…………………………………………………………………………… …2 |

|Анализ технического задания………………………………………………………. .3 |

|Энергетический расчёт………………………………………………………………. 4 |

|Оценка достоверности цифровой информации в канале связи…………………… 7 |

|Выбор типа структурной схемы радиоприёмника………………………………… 10 |

|Выбор промежуточных частот радиоприёмника……………………………….........11 |

|Разработка функциональной схемы приёмника……………………………………..13 |

|Электрический расчёт усилителя радиочастоты…………………………………….16 |

|Заключение…………………………………………………………………………….18 |

|Список литературы…………………………………………………………………..19 |

| |

| | | | | | |1 |

| | | |ь | | | |

| |

|Введение. |

| |

|В настоящее время к современным радиоприёмникам военного назначения |

|предъявляются высокие требования по массово - габаритным характеристикам, малому|

|энергоснабжению, безотказной работы в течение всего срока эксплуатации, которые,|

|прежде всего, определяются особенностями его эксплуатации. |

|Целью данной курсовой работы является разработка цифрового канала радиосвязи, с |

|электрическим расчётом усилителя радиочастоты радиоприёмника. |

|В соответствии с поставленной задачей был проведён анализ технического задания с|

|целью разработки цифрового канала радиосвязи, с электрическим расчётом усилителя|

|радиочастоты радиоприёмника при конкретных технических требованиях. В данной |

|курсовой работе была разработана функциональная модель цифрового канала |

|радиосвязи, а также был проведён его энергетический расчёт заданным техническим |

|требованиям. |

|Кроме того, по результатам, полученным в данной курсовой работе, была выбрана |

|наиболее целесообразная структурная схема приёмного устройства, на основании |

|которой разработана его функциональная и принципиальная схемы. |

|Высокие требования, предъявляемые к современным военным радиоприёмникам и с |

|учётом современной элементной базы, был произведён электрический расчёт |

|усилителя радиочастоты, и на основе полученных результатов была синтезирована |

|его принципиальная схема. |

| |

| | | | | | |2 |

| | | |ь | | | |

| |

|Анализ технического задания. |

| |

|В исходных данных технического задания отсутствуют требования по климатическим |

|условиям эксплуатации приёмника, а также вероятность его нормальной работы за |

|среднее время наработки на отказ Tотк.ср. |

|С учётом того, что радиоприёмник будет эксплуатироваться в войсках, то есть |

|работать в полевых условиях или же в закрытых, не отапливаемых, зачастую во |

|влажных помещениях, то были выбраны самые жёсткие условия эксплуатации. |

|Согласно ГОСТ 24375-80 для территории Российской Федерации диапазон рабочих |

|температур составляет от -500С до +500С, при влажности окружающей среды не более|

|90%. |

|С целью обеспечения требуемой надёжности эксплуатации предлагается двукратное |

|дублирование радиоприёмника, то есть так называемый «горячий резерв». |

|Исходя из этих условий, значение вероятности нормального функционирования было |

|выбрано P=0,998, за среднее время эксплуатации Тотк ср=3000 часов. |

|С учётом исходных данных технического задания и, разработанных требований |

|эксплуатации был произведён энергетический расчёт цифрового радиоканала. |

| |

| | | | | | |3 |

| | | |ь | | | |

| |

|Энергетический расчёт УКВ радиоканала. |

| |

|С учётом исходных данных в начале была рассчитана полоса пропускания[pic] |

|радиоприёмника по [5]: |

|[pic]=(1,1…1,2)*Fс , |

|где значение Fс для сигнала с амплитудной манипуляцией выбирается из условия: |

|Fс= [pic], |

|где Um=Rk[pic] |

|Исходя из этого, было вычислено значение: |

|В соответствии с техническим заданием и условиями работы определена |

|чувствительность радиоприёмника по формуле: |

|Uтр=2*[pic], (1)где |

|T=273 K - температура окружающей среды в Кельвинах; |

|K=1,38*10-23(Дж/к) - постоянная Больцмана; |

|N=6 - коэффициент шума приёмника; |

|Ra=75 Ом - входное сопротивление антенны; |

|[pic]=792 Гц; |

|h[pic]=9 - заданное превышение мощности сигнала над мощностью шума (помехи) на |

|входе приёмника. |

|Таким образом: |

|Uтр=2*[pic]=0,21*10-6(В). |

|3.Определена зона расположения приёмника. |

|Освещена зона (зона прямой видимости) найдена согласно [5]: |

|Lпр=3,57*([pic]), (2) |

|При этом нижняя зона блокирования определена по формуле [5]: |

|Lбл=18*[pic], (3) |

|Где [pic]- эквивалентные высоты антенн |

|[pic]- минимальная длина волны в используемом диапазоне 30…60 МГц |

| |

|[pic]=300/Fmax, где Fmax=60МГц; (4) |

| |

|[pic]=с/Fmax=3*108/6*107=5 м. (5) |

| |

| | | | | | |4 |

| | | |ь | | | |

| Подставляя в формулу значения [pic],и [pic]были получены: |

|[pic], (6) |

|где RЭЗ=8,5*106м - эквивалентный радиус Земли. |

|[pic]=3,6 м. |

|Lбл=18*[pic]=46,6(м). |

|Lпр=3,57*([pic])=26,7(км). |

|Сравнивая требуемую дальность радиосвязи Lсв со значением Lпр,получим |

|Lпр[pic]Lсв, |

|то есть 26,7(км) [pic]90(км). Следовательно, расчёт напряжённости |

|электромагнитного поля в точке приёма был произведён по формуле Фока, которая |

|имеет следующий вид: |

|EД=[pic] , (8), где: |

|L - длина радиолинии; |

|Lпр - расстояние прямой видимости; |

|v - коэффициент дифракции; |

|P1 - мощность подводимая к передающей антенне; |

|G - коэффициент усиления антенны ПРДУ; |

|[pic]- средняя длина волны; |

|Rзэ - эквивалентный радиус Земли (8500 км); |

|EД=[pic]=0,00015 В/м; |

|Зная напряжённость электромагнитного поля в точке приёма, определим действующее |

|значение напряжения на входе приёмника в точке приёма: |

|UД=ЕД*НД, (9) где |

|Нд сим=([pic])*tg(k*l)/[pic], (10)где |

|[pic] - средняя длина волны рабочего диапазона; |

|l - длина одного плеча симметричного вибратора; |

|k=[pic](2*3,14)/7,5=8,37 (1/м); |

|l=[pic]/4=1,875 м; |

|Нд сим=([pic])*tg(k*l)/[pic]=8,66*10-3м; |

|Нд несим=0,5*Нд сим=4,33*10-3 м. |

| |

| | | | | | |5 |

| | | |ь | | | |

| |

|UД=ЕД*НД=0,00015*4,33*10-3=0,65*10-6 В |

|Проверено выполнение следующего условия: UД[pic]Uтр[pic]065*10-6[pic]021*10-6. |

|Из этого вытекает, что радиоприёмное устройство будет уверенно принимать сигнал.|

| |

|Рассчитано номинальное значение отношения сигнал/шум на входе приёмника: |

|[pic]9(0,65*10-6/0,21*10-6)2=86; |

|После расчёта канала связи была проведена оценка достоверности цифровой |

|информации в канале связи. |

| |

| | | | | | |6 |

| | | |ь | | | |

|Оценка достоверности цифровой информации в канале связи. |

| |

|Оценка достоверности цифровой информации в канале связи проведена с учётом |

|вероятности отказа системы связи без учёта отказа аппаратуры канала связи |

|(техники), |

|т.е. Ротк=0 |

|Результатом проведения энергетического расчёта является обеспечение требуемого |

|отношения мощности полезного сигнала к мощности шума плюс помеха [pic] на входе |

|линейной части приёмника. В заданной полосе пропускания [pic]при фиксированной |

|дальности связи L и мощности передатчика P. Тогда по заданному виду сигнала |

|(модуляции), в данном случае сигнал АМ, для фиксированного значения [pic]по |

|известной зависимости [pic] в приёме дискретного символа. |

|При известной длине сообщения, в данном случае длина сообщения N=720 , |

|вероятность доведения некодированного сообщения определяется из графической |

|зависимости Pдов=(1-PЭ)N, где PЭ=1,25*10-2, определяется из графической |

|зависимости |

|PЭ=f([pic]), |

|Pдов=(1-1,25*10-2)720=0,000116604; |

|После расчёта вероятности доведения информации необходимо проверить условие |

|Рдов[pic]Рдов треб или 0,000116604[pic]0,999, то есть такая вероятность |

|доведения информации меньше требуемой. Для повышения вероятности доведения |

|информации |

|необходимо либо увеличивать мощность передатчика с целью увеличения [pic], а это|

|в данном случае невозможно и не выгодно, либо применять помехоустойчивое |

|кодирование, которое не требует дополнительных энергетических затрат, а требует |

|лишь возможности расширения полосы пропускания канала связи в n/k раз, по |

|сравнению с некодированной системой связи при фиксированном времени доведения |

|сообщения T, использовать кодирование информации. Выбираем код |

|(n,k,d)=(15,10,4), где |

|n - длина кодовой комбинации; |

|k - количество информационных символов; |

|d - минимальное кодовое расстояние. |

|Вероятность ошибки: Р0(n,k,d)=2,8*10-3 |

|Pтр=1-(1-Р0(n,k,d))n/k=5,36*10-9; |

|Следовательно, если мы сравним с требуемым значением =10-7, |

|Pтр[pic]Pтр треб[pic]5,36*10-9[pic]10-7, из этого можно сделать вывод о том, что|

|выбранный нами код правильный. |

|Рпр=1-(1-8,7*10-4)23=0,99975; |

|Рдов=0,99964; |

|Рпр дек=[pic], где |

|tи=1 - число гарантированно исправляемых кодом ошибок, |

|Рэк=1,75*10-2, исходя из этого вычисляем вероятность правильного декодирования: |

| | | | | |[pic] |7 |

| | | |ь | | | |

| |

|Рпр.дек=0,9998. |

|Вероятность ошибки на бит информации Р0 , которая отдаётся получателю, |

|определяется по формуле: |

|Р0=(1- Рпр.дек)/2=0,0001, |

|Следует отметить, что именно значение Р0 является одним из ключевых требований, |

|которые предъявляет заказчик на проектируемую систему связи, при этом |

|обязательно должно выполняться условие Р0[pic]Р0.тр, в данном случае это условие|

|выполняется. |

|Вероятность доведения сообщения, кодируемого (n, k dmin), то есть (15,10,4), |

|кодом определяется следующим выражением: |

|Рдов=(Рпр.дек)N/K=0,9998720/10=0,9996, |

|Данная вероятность доведения сообщения с использованием кода не менее требуемой.|

| |

|Важным параметром дискретной системы связи является вероятность трансформации |

|сообщения, которая определяется следующим выражением: |

|Ртр N=[pic]=1-[1-Pно(n,k,d)]N/K, |

|где Pно(n,k,d)=[pic] - выражает вероятность необнаруженной ошибки |

|(трансформации) кодовой комбинации, которая возникает при L1=3 и более, ошибочно|

|принятых двоичных символах. |

|L1=tи+2=3; |

|Рно(15,10,4)=[pic]=5,65*10-8 |

|Ртр15=1-[1-Pно(15,10,4)]15/10=8,4*10-9 |

|Таким образом вероятность доведения дискретного сообщения до получателя РДОВ и |

|связанная с ней вероятность ошибки на бит информации Р0, вероятность |

|трансформации сообщения Ртр15 при заданных дальности радиосвязи, частотно - |

|временных и энергетических затратах являются важнейшими тактико-техническими |

|показателями связи. |

|Pдов[pic]PДОВ.ТРЕБ, при Т=const; |

|Р0[pic] Р0ТРЕБ, при L=const ; |

|Ртр n[pic]Ртр n ТРЕБ, при Р1=const; |

|Для разрабатываемой системы радиосвязи обеспечивается выполнение указанных |

|условий при наименьших частотно-временных и энергетических затратах, то есть в |

|этом смысле она почти оптимальна. |

|Далее был проведён выбор структурной схемы приёмника. |

| |

| | | | | | |8 |

| | | |ь | | | |

| | | | | | | |

|ВЫБОР ТИПА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ РАДИОПРИЁМНИКА | | | | | | |

|Современные связные приёмники чаще всего строятся по супергетератинной схеме, | | | | | | |

|что позволяет реализовать наибольшую чувствительность и избирательность по | | | | | | |

|сравнению с другими типами схем. Однако супергетератинным приёмникам свойственны| | | | | | |

|наличие «паразитных» радиочастотных излучений гетеродинов; | | | | | | |

|наличие «паразитных» условий и амплитудной модуляции сигнала за счёт | | | | | | |

|Указанные недостатки необходимо учитывать при выборе типа структурной схемы. | | | | | | |

|Структурная схема радиоприёмника - это графическое изображение, дающее | | | | | | |

|представление о структуре радиоприёмника и состоящее из функциональных частей и | | | | | | |

|Основой для выбора структурной схемы связного радиоприёмника являются | | | | | | |

|к относительному изменению частоты подстройки радиоприёмника; | | | | | | |

|к избирательности по «зеркальному» и соседнему каналам; | | | | | | |

|Из двух возможных вариантов с одним или двойным преобразователем, была выбрана | | | | | | |

|схема с двойным преобразователем частоты, так как только она обеспечивает | | | | | | |

|требования селективности и требования технического задания. | | | | | | |

|Входная цепь выполняет следующую функцию: обеспечивает подстройку приёмной | | | | | | |

|антенны и входного фильтра радиоприёмника на заданную рабочую частоту. | | | | | | |

|С входной цепи сигнал поступает на усилитель радиочастоты, который обеспечивает | | | | | | |

|выполнение заданных требований по избирательности относительно зеркального | | | | | | |

|канала и осуществляет предварительное усиление принимаемого сигнала и исключения| | | | | | |

|паразитного излучения гетеродинов. В первом и во втором смесителе осуществляется| | | | | | |

|преобразование частоты радиосигнала соответственно в сигналы первой и второй | | | | | | |

|промежуточных частот. Гетеродинные напряжения поступают с синтезатора частот. В | | | | | | |

|первом и во втором усилителе промежуточной частоты осуществляется усиление | | | | | | |

|сигналов первой и второй промежуточных частот. Со второго усилителя | | | | | | |

|промежуточной частоты сигнал поступает на детектор. В зависимости от вида | | | | | | |

|модуляции принимаемых сигналов детектор может быть амплитудным, частотным, | | | | | | |

|фазовым или пиловым. Для обеспечения оперативного управления и контроля | | | | | | |

|современные радиоприёмники имеют в своем составе устройство управления и | | | | | | |

|контроля. Синтезированная структурная схема представлена на рисунке 1. Далее | | | | | | |

| | | | | | | |

| | | | | | |9 |

| | | |ь | | | |

| | | | | | | |

| | | | | | | |

Страницы: 1, 2