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

Разработка радиоприёмника на ИМС К174ХА2

| |

|1 Обоснование выбора супергетеродинного приёмника |

| |

|1.1 Структурная схема типовой супергетеродинной схемы приёмника |

| |

|Радиоприемник, использующий супергетеродинный метод приема отличается от |

|радиоприемника прямого усиления наличием преобразователя частоты. Структурная |

|схема содержит следующие элементы: антенна, усилитель радиочастоты (УРЧ) |

|преобразователь частоты, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель |

|низкой частоты и оконечное устройство. |

| |

|Входная цепь УРЧ ПЧ ФСС |

|УПЧ1 УПЧ2 детектор УЗЧ |

| |

|Рисунок 1.1 Структурная схема супергетеродинного приёмника |

| |

|Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина. Гетеродин - это |

|маломощный генератор, вырабатывающий частоту fr. На вход смесителя подается |

|напряжение частоты сигнала fc и напряжение с выхода гетеродина fr. В результате |

|взаимодействия двух этих частот на выходе смесителя появляется сигнал, содержащий|

|множество комбинационных составляющих, в то числе и составляющую, частота которой|

|равна разности двух этих частот fc-fr. Величина этой разности может быть выше или|

|ниже частоты сигнала, но обязательно выше частоты модуляции, поэтому ее называют |

|промежуточной. Таким образом, можно записать: |

| |

|Fпр = fг- fc при fг > fc (1.1) |

|Fпр = fc - fг при fr < fc (1.2) |

| | | | | | |4 |

| |

|На промежуточную частоту настроена резонансная система, включенная в выходную |

|цепь смесителя, что позволяет при соответствующей полосе пропускания выделить |

|напряжение сигнала на промежуточной частоте. Следовательно, назначение |

|преобразователя - преобразование частоты радиосигнала в другую промежуточную |

|частоту с сохранением закона модуляции. В случае работы радиоприемника в |

|диапазоне частот перестраиваются только избирательные цепи тракта радиочастоты, и|

|изменяется частота гетеродина так, чтобы разность их настройки всегда была равна |

|выбранной промежуточной частоте. Следует подчеркнуть, что настройка |

|радиоприемника на частоту принимаемого сигнала определяется, прежде всего, |

|настройкой гетеродина. |

|Входные контуры и контуры усилителя высокой частоты могут быть не |

|перестраиваемыми, но с полосой пропускания, равной диапазону рабочих частот |

|Усилитель, который усиливает сигнал на промежуточной частоте, получил название |

|усилителя промежуточной частоты. Таким образом, в супергетеродинном |

|радиоприемнике усиление и выделение радиосигнала осуществляется на трех частотах:|

|на радиочастоте, промежуточной частоте и частоте модуляции (низкой частоте). |

|Соответственно участки радиоприемника, на которых происходит соответствующее |

|усиление, называют трактом радиочастоты, промежуточной частоты и низкой частоты. |

|Постоянство промежуточной частоты позволяет использовать в усилителе |

|промежуточной частоты сложные избирательные системы, имеющие частотную |

|характеристику, весьма близкую по форме к прямоугольной. |

| |

|[pic] |

| |

|Рисунок 1.2 Образование зеркального канала при супергетеродинном |

|методе приёма. |

| | | | | | |5 |

| |

|Супергетеродинный метод приема по сей день остается основным, так как он |

|позволяет обеспечить устойчивый прием весьма слабых сигналов в условиях |

|интенсивных помех. Сверхминиатюризация элементной базы не изменила основного |

|принципа построения структурной схемы супергетеродинного радиоприемника, хотя он |

|может представлять собой очень сложное устройство, в котором производится не |

|одно, а несколько преобразований частоты сигнала. |

|Наряду с достоинствами супергетеродинный метод приема имеет существенные |

|недостатки. Наиболее серьезный из них - так называемые побочные каналы приема. В |

|радиоприемнике прямого усиления основными источниками помех служат соседние по |

|частоте станции. Побочные каналы приема создаются в супергетеродинном приемнике в|

|процессе преобразования частоты. Так, один из таких каналов, наиболее опасный, |

|образуется следующим образом. На входе радиоприемника всегда действует множество |

|сигналов различных частот, среди которых может оказаться частота, удовлетворяющая|

|условию формирования промежуточной частоты. Причем, если в радиоприемнике принято|

|условие fг>fc, то частота побочного канала f3K>fr . относительное расположение |

|частот для этого случая показано на рисунке 1.2. |

|Частота f3K отстоит от частоты гетеродина fr на такое же расстояние, что и |

|частота принимаемого сигнала fс. Поэтому канал , по которому проникает помеха на |

|частоте f3K, называют симметричным или зеркальным. Для случая fr S з.к. треб |

| |

|Так как Sз.к.рас. больше Sз.к.треб. , то контур входной цепи обеспечивает |

|нужную избирательность по зеркальному каналу. |

|1.4.2 Определяем избирательность по соседнему каналу, которую может обеспечить |

|входная цепь: |

| |

|[pic] , (1.9) |

| |

|где ?f = 9кГц – расстройка для соседнего канала |

| |

|[pic] |

| |

|Sc.к. = 20ln(1) = 0 дБ |

| |

|1.4.3 Определяем частотные искажения на минимальной кастоте диапазона вносимой |

|входной цепью: |

| |

|[pic], (1.10) |

| | | | | | |11 |

| |

|где П – полпса пропускания приёмника. |

| |

|[pic] |

| |

| | | | | | |12 |

| |

|2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА |

| |

|2.1 Обоснование выбора элементной базы высокочастотной части приемника |

| |

|По заданию данного курсового проекта необходимо спроектировать приемник на ИМС |

|174-ой серии, поэтому из справочника выбираем ИМС К174ХА2. |

| |

|2.1.1 Описание ИМС К174ХА2 |

| |

|К174ХА2 представляет собой полупроводниковую интегральную микросхему 3-й степени |

|интеграции. Она содержит 34 транзистора, 21 диод, и 57 резисторов. |

| |

|Таблица 2.1 Электрические параметры ИМС К174ХА2 |

|Номинальное напряжение питания |

|9В |

| |

|Ток потребления при UП = 9В, Т = +25°С, не более |

|16мА |

| |

|Отношение сигнал-шум при UП = 9В, fвх = 1 МГц, UВХ =10мкВ, m= 0,8, T= +25°С, не |

|более |

| |

|24дБ |

| |

|Выходное напряжение низкой частоты при UП = 9В, fвх= 1 МГц , fпч = |

|465кГц, fм=1 кГц. m= 0,8, T=+25°С:. |

|при UВХ = 20мкВ, не менее |

|при UВХ = 5?105 мкВ |

| |

|60мВ |

|100…560мВ |

| |

|Изменение выходного напряжения низкой частоты при изменении напряжения источника |

|питания в диапазоне 4,8...9В при f=1 МГц, |

|fм=1 кГц, m= 0,3, UВХ = 10мкВ, Т= +25°С, не более |

| |

|6дБ |

| |

|Верхнее значение частоты входного сигнала при UП = 9В, Т = +25°С, не менее |

|27МГц |

| |

|Коэффициент гармоник при Un = 9В, fвх = 1МГц, fпч =465 кГц, fм=1кГц, m= 0,8, T = |

|+25° С, не более: |

|при UВХ = 5 ?105мкВ |

|при UВХ = 3?104 мкВ |

| |

|10% |

|8% |

| |

|Входное сопротивление УПЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее |

|3кОм |

| |

|Входное сопротивление УВЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее |

|3кОм |

| |

|Выходное сопротивление УПЧ при Un = 9В, Т =+25°С, не менее |

|60кОм |

| |

|Предельные эксплуатационные данные: |

|Напряжение питания …………4,8... 15В |

|Максимальное входное напряжение ……………...2В |

|Максимальная температура кристалл- |

|ла ... ………..+125° С |

|Температура окружающей среды ……..-25...+550 С |

| | | | | | |13 |

| |

|Типовая схема включения изображена на рисунке 2.1. |

|[pic] |

|Рисунок 2.1 Типовая схема включения ИМС К174ХА2 |

| |

|. [pic] |

|Рисунок 2.2 Функциональная схема ИМС К174ХА2 |

|Примечание к рисунку: |

|А1- усилитель радиочастоты (УРЧ); |

|А2- система АРУ; |

|А3- стабилизатор напряжения; |

|А4- усилитель промежуточной частоты (УПЧ); |

|А5- система АРУ; |

|G1-гетеродин; |

|UZ1- смеситель. |

| | | | | | |14 |

| |

|Принципиальная схема ИМС К174ХА2 изображена на рисунке 2.3. |

| |

|Рисунок 2.2 Принципиальная схема ИМС К174ХА2 |

|Назначение выводов: 1 — вход 1-го усилителя высокой частоты; 2 — вход 2-го |

|усилителя высокой частоты; 3 — вход усилителя АРУ; 4. 5, 6 — выводы гетеродина; |

|7—выход усилителя промежуточной частоты; 8 — общий вывод, питание (-Un); 9 — вход|

|усилителя АРУ усилителя |

|промежуточной частоты; 10 — выход усилителя индикации; 11; 13 — вывод усилителя |

|промежуточной частоты; 12 — вход усилителя промежуточной частоты; 14 — вход |

|стабилизатора напряжения, питание ( + Un); 15, 16 — выходы смесителя. |

|В ИМС К174ХА2 симметричный резисторный каскад УРЧ построен на транзисторах Т1 и |

|Т2 (см. рисунок 2.2). Напряжение сигнала на эти транзисторы (выводы 1 и 2) |

|подаётся симметрично с помощью катушки L2, связанной с контуром входной цепи. |

|Напряжение питания подается на резисторы R6 и R7 эмиттера Т6, на базу которого |

|подано напряжение, стабилизированное с помощи цепочки R6, Д16-Д21. Транзистор Т6 |

|работают как буфер, уменьшающий нагрузку цепочки диодов. Напряжение питания на |

|коллекторе Т1 и Т2 подается через резисторы R2 и R4 с эмиттера Т16, на базу |

|которого тоже подается стабилизированное напряжение с цепочки R55, Д16-Д21, |

|однако, несколько больше, чем на базу Т6 (приблизительно на 1,3-1,5 В). Подобно |

|Т6, Т16 служит буфером. В проводе эмиттера Т1 и Т2 включены резисторы R10 и |

|R11; они создают отрицательную обратную связь по постоянному току, |

|стабилизирующую режим. |

|Диоды Д1 -Д4 служат для АРУ; при слабом сигнале Д1 и Д2 заперты и не шунтируют |

|выход каскада, а диоды ДЗ и Д4 открыты, так что отрицательная обратная связь по |

|переменному |

|току мала; при сильном сигнале Д1 и Д2 открываются и сильно шунтируют выход |

|каскада, а диоды ДЗ и Д4 запираются, так что в каскаде появляется сильная |

|отрицательная обратная |

| | | | | | |15 |

| |

|связь по переменному току; в результате усиление каскада уменьшается. |

|На транзисторах ТЗ-Т5 построен УПТ, предназначенный для усиления положительного |

|напряжения, поступающего с детектора системы АРУ на вывод 3. |

|С выхода УРЧ ( с коллектора Т1 и Т2 ) усиленное напряжение сигнала подается на |

|сигнальный вход смесителя( попарно соединенные друг с другом базы транзисторов |

|Т8, Т9 и Т7-Т10). Гетеродинным выходам смесителя служат базы Т11 и Т 12. |

|Постоянное напряжения на базе Т7-Т10, как и напряжения сигнала, подаются |

|непосредственно с коллектора Т1 и Т2, питание же на базы Т11 и Т12 и на |

|непосредственно соединенные с ними базы транзисторов гетеродина Т15 и Т14 |

|подаётся через резисторы R17 и R18 с дополнительной стабилизацией цепочки R20, |

|Д13-Д15. Дополнительная стабилизация напряжения нужна, конечно, не для смесителя,|

|а для гетеродина. |

|Напряжения питания на коллекторе Т7- Т10 подаются с выводов 15 и 16 через |

|подключенные к этим выводам элементы нагрузки. Это два конура промежуточной |

|частоты с катушками L6 и L8; с первого из них колебаний через ПКФ подаётся на |

|вход УПЧ (вывод 12), а со второго на самостоятельный детектор АРУ УРЧ, выход |

|которого соединён с выводом 3 ИМС. |

|Гетеродин, как уже упоминалось, сроится на транзисторах Т14 и Т15, На коллектор |

|Т15 напряжения питания подается непосредственно с источника без предварительной |

|стабилизации. На коллектор Т14 то же напряжение подается через катушку |

|колебательного контура L3 (схема питания последовательная, включение контура |

|автотрансформаторное). Напряжения обратной связи подается на базы транзисторов |

|(вывод 4. 5) с помощью катушки L4. Такая схема построения гетеродина позволяет |

|при несимметричном включении колебательного контура реализовать преимущество |

|двухтактной системы- подавления (существенное ослабление) четных гармоник. |

|УПЧ включает в себя три одинаковых регулируемых симметричных каскада и |

|симметричный нерегулируемый выходной каскад. Каждый из первых трёх каскадов |

|построен на четырех транзисторах: Т23-Т26, Т27-ТЗО и Т31-ТЗЗ. Два из четырёх |

|транзисторов (Т24 и Т25 в первом каскаде) включены по схеме ОЭ, а за ними следует|

|два (Т23 и Т26), включенных по схеме с ОК (эмиттерные повторители). Такая схема |

|позволяет без помощи разделительных конденсаторов избежать постепенного повышения|

|потенциалов от каскада к каскаду. |

|База Т25 (вывод 11) с помощью внешнего конденсатора соединяется с корпусом, что |

|исключает обратную связь через R43, R56 по переменному току. Такая же связь через|

|R22; R42 устраняется соединением с корпусом через внешний конденсатор средней |

|точки между этими двумя резисторами. На базу Т24 (вывод 12) подаётся, как уже |

|упоминалось, напряжение с выхода ПКФ. Сопротивление R22 практически равно |

|характеристическому сопротивлению ПКФ; это устраняет надобность в согласующем |

|трансформаторе или контуре. |

| | | | | | |16 |

| |

|На первый взгляд представляется не оправданным применение, двух резисторов R43 и |

|R56 вместо одного с тем же сопротивлением. Однако при интегральной технологии |

|изготовление двух резисторов вместо одного практически не увеличивает стоимости, |

|а с точки зрения обеспечения идентичности рассматриваемой цепочки с R22, R42 |

|такое решение, по-видимому, предпочтительно. |

|Диоды Д7-Д12, подобно диодам ДЗ и Д4 в каскаде УРЧ, служат для АРУ путём |

|изменения глубины отрицательной обратной связи: с усилением сигнала зги диоды |

|запираются и глубина обратной связи растёт. Управление этими диодами |

|осуществляется через УПТ, построенный на транзисторах Т17 -Т19 на базу Т17 (вывод|

|9) подаётся постоянное напряжение с выхода детектора. |

|Транзистор Т34 служит для индикации настройки. В провод его эмиттера |

|последовательно с R57 можно включить внешний микроамперметр. По мере усиления |

|сигнала и вызываемого этим уменьшения эмиттерного тока Т17 и, соответственно, |

|падения напряжения на R32, потенциал базы Т34 повышается и эмиттерный ток растет,|

|что и регистрируется микроамперметром. |

|Выходной каскад УПЧ построен на Т20 и Т21. Резистор R52 стабилизирует режим. |

|Резисторы R53 и R54 выравнивают распределение тока между транзисторами и создают |

|отрицательную обратную связь, уменьшающую нелинейные искажение. Коллектор Т21 |

|соединён с корпусом, а в провод коллектора Т20 (вывод 9) включается выходной |

|контур промежуточной частоты с катушкой L5, с которым связан детектор. |

|Стабилизированное напряжения питания УПЧ снимается с эмиттера Т13, на базу |

|которого, как и на базу T16, подается стабилизированное напряжение с цепочки R55,|

|Д16 -Д21. |

| |

|2.2 Обоснование выбора схемы входной цепи |

| |

|По заданию данного курсового проекта входная цепь должна быть с электронной |

|настройкой (см. рисунок 3.1). |

|Антенна входной цепи определяется в зависимости от диапазона воспроизводимых |

|приёмником частот. В диапазонах ДВ и СВ антенна магнитная, а в диапазонах КВ и |

|УКВ – внешняя штыревая. Связь с антенной используется емкостная, так как эта |

|связь наиболее распространённая и проще реализуема на практике. |

| |

| | | | | | |17 |

| |

|2.3 Предварительный расчёт тракта промежуточной частоты |

| |

|2.3.1 Обоснование выбора типа избирательных систем тракта ПЧ |

| |

|В тракте ПЧ в качестве избирательной системы наибольшее применение находит фильтр|

|сосредоточенной селекции (ФСС). ФСС обычно является нагрузочной смесителя и |

|обеспечивает практически всю избирательность по соседнему каналу. Основным |

|достоинством ФСС, перед другими избирательными системами является обеспечение |

|высокой прямоугольности резонансной характеристики приёмника, обеспечивающей |

|высокую избирательность по соседнему каналу при требуемой полосе пропускания . |

|При этом каскады УПЧ могут быть выполнены по резисторной схеме, что обеспечивает |

|выполнение УПЧ на интегральной микросхеме. Исключение составляет одиночный каскад|

|УПЧ , нагрузкой которого обычно является одиночный контур , обеспечивающий |

|согласование со входом детектора. |

| |

|2.3.2 Расчёт избирательности одиночного контура УПЧ |

| |

|Задаёмся допустимым коэффициентом частотных искажений одиночного контура УПЧ, где|

| |

|МУПЧ = 1дБ = 1.12 раз. |

|Тогда требуемая эквивалентная добротность контура будет равна: |

| |

|[pic](2.1) |

| |

|Необходимо чтобы полученное значение Qэ было ? Qэ max , где Qэ max – максимально |

|допустимое эквивалентное значение добротности контура, равное: |

| |

|[pic], (2.2) |

| |

|где Qк – конструктивно выполнимое значение добротности: Qк = 150 |

|? – коэффициент шунтирования, который можно принять примерно ? ? 0.5 |

| |

|[pic] |

| | | | | | |18 |

| |

|1. Определяем избирательность по соседнему каналу, которую обеспечивает одиночный|

|контур. |

| |

|[pic](2.3) |

| |

|[pic] (2.4) |

| |

|2. Определяем избирательность по соседнему каналу, которую обеспечивает одиночный|

|контур. |

| |

|[pic] (2.5) |

| |

|[pic] |

| |

|2.3.2 Расчёт числа звеньев фильтра с сосредоточенной селекцией |

| |

|1. Определяем допустимый коэфиициент частотных искажений вносимых Ф.С.С. |

| |

|Мфсс(дБ) = Мобщ(дБ) – Мвх(дБ) – Мупч – Мзч , (2.6) |

| |

|где Мобщ – общая величина коэффициента частотных искажений. |

|Мвх – коэффициент частотных искажений входной цепи приёмника. |

|Мзч - коэффициент частотных искажений тракта звуковой частоты. |

| |

|Мфсс = 9 – 0 – 1 – 3 = 5 дБ |

| |

Страницы: 1, 2