Електричний розрахунок вхідного кола на магнітній антені

Зміст

    Вступ______________________________________________________________

1 Розрахунок структурної схеми радіоприймача______________________________

1.1 Розподіл частотних спотворень між трактами радіоприймача________________

1.2 Розподіл нелінійних спотворень між трактами радіоприймача________________

1.3 Розрахунок структурної схеми ПЗЧ _____________________________________

4. Визначення смуги пропускання високочастотного тракту радіоприймача______

1.5 Вибір проміжної частоти радіоприймача______________________________

1.6 Розбивка діапазону робочих частот на піддіапазони________________________

1.7 Вибір мікросхеми радіотракту приймача__________________________________

1.8 Визначення типу і числа вибірних систем тракту проміжної частоти__________

1.9 Розрахунок кількості каскадів радіотракту і вибір типів його каскадів_________

1.10 Вибір регульованих ланок АРП радіоприймача, розрахунок  виконання       заданої ефективності_____________________________________________________

1.11 Вибір схеми АПЧГ___________________________________________________

2 Електричний розрахунок вхідного кола на магнітній антені___________________

3 Аналіз виконання технічного завдання ____________________________________

    Список використаної літератури__________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                          

 

 

 

 

 

 

 

                       Вступ

 

 Ми живемо у двадцять  першому столітті. Поки що невідомо, що нового чекає нас в свiтi електроніки, який розвивається дуже швидко i бурхливо, але можна тільки собі уявити, що буде далі. Адже, буквально за одне лише минуле століття електроніка, можна сказати, здобула свій величезний розвиток. Починаючи вiд радіо, винайденого О.Поповим в 1895 році i завершуючи надсучасними цифровими засобами i системами зв’язку та комп’ютерним обладнанням, яке зараз навіть перевищує уяву людини.

На даний час електронні пристрої набули такого поширення, що ми навіть не уявляємо собі без них  життя. А згадаємо, як все починалося перші електронні вироби були повністю побудовані на електронних лампах, тому мали великі габарити, вагу, споживання електроенергії. Згодом на заміну електронним лампам прийшли транзистори, які винайшли у 1948 році. Завдяки цьому, всі електронні вироби стали набагато менші за габаритами, стали переносними i потребували невелику напругу живлення. На заміну транзисторам, в свою чергу прийшли мікросхеми, які ще набагато зменшили габарити приладів та їх енергоспоживання. Мікросхеми також розвивалися i вдосконалювалися, появилися великі iнтегральнi схеми (ВIС) та надвеликі iнтегральнi схеми (НВIС), які широко застосовуються в сучасних електронних пристроях. Зараз неможливо собі уявити сучасного телевізора, магнітофона, телефону без вмонтованого в ньому всередині макропроцесора. Електронні прилади поступово витісняють усе, навіть стають частково заміняти людину.

В залежності від схемотехнічного рішення високочастотного тракту, радіоприймачі діляться на два основні типи: приймачі прямого підсилення та приймачі супергетеродинного типу.

Найбільш поширенішим є радіоприймач супергетеродинного типу, тому розглянемо його структурну схему та розглянемо призначення його основних блоків.

         

Рисунок 1 - Структурна схема радіоприймача супергетеродина з однократним перетворенням частоти.

1 — вхідний ланцюг; 2 — підсилювач радіочастоти; 3 —  змішувач; 4 — гетеродин; 5 — підсилювач  проміжної частоти; 6 — детектор; 7 — підсилювач низької (звуковий) частоти; 8 — крайовий пристрій (наприклад,  гучномовець); f з , f r , f п , f нч —  частоти, відповідно, сигналу, гетеродина, проміжна і звукова; Ан —антенна.

 Гетеродин-це малопотужний автогенератор. На вхід ЗЧ подається напруга з частотою і гетеродина . В схемі радіоприймача з однократним перетворенням частоти ( рис.1 ) сигнал, що приймається, з частотою f з після вхідної ланцюга і підсилювача радіочастоти  поступає на змішувач перетворювача частоти, на який подаються також коливання від гетеродина з частотою f r . Отриманий в результаті перетворення сигнал з так званою проміжною частотою f п , рівної різниці частот fз і f г, посилюється підсилювачем проміжної частоти (УПЧ) і детектується.

Важливою гідністю радіоприймача  є те, що в ньому не потрібно перебудовувати УПЧ, оскільки при будь-якій частоті сигналу, що приймається, можна встановити таку частоту гетеродина, щоб f п була незмінною. Тому вона проста в налаштуванні; у нім досить набудувати контури вхідної ланцюга, підсилювача радіочастоти і гетеродина. Так_как УПЧ не перебудовується, в нім нескладно застосувати багатоконтурні електричні фільтри (і тим самим забезпечити високу селективність по сусідньому каналу зв'язки), а також отримати необхідне посилення сигналу і здійснити автоматичне підстроювання частоти і автоматичне регулювання посилення.

         Недоліком схеми радіоприймача є виникнення побічних каналів прийому при перетворенні частоти. До них відноситься, зокрема дзеркальний (симетричний) канал, віддалений по частоті від каналу радіосигналу, що приймається, на 2 f п і розташований симетрично йому відносно f r . По побічних каналах можуть проходіть перешкоди радіоприйому, зухвалі інтерференційні спотворення сигналу (що виявляються при слуховому прийомі у вигляді свистів). Засоби боротьби з шкідливими проявами побічних каналів: підвищення селективності ВЧ(висока частота) тракту С. р., вибір проміжної частоти поза діапазоном частот, що приймаються, і ін.

      Стрибком в розвитку зв’язку була поява системи радіозв’язку, в якій передача повідомлень проводилась голосом. Цей вид зв’язку і те-пер має широке застосування Однак, перші радіоприймачі в цій сис-темі були приймачами прямого підсилення, які не дозволяли получити високу якість приймальної інформації, тому поява супергетеродинних радіоприймачів була рішучим кроком вперед.

В супергетеродинному приймачі радіосигнал прийнятий і підсилений преселектором, перетворюється перетворювачем частоти в проміжну частоту, яка має значення 465 кілогерц.

Сигнал проміжної частоти  підсилюється підсилювачем проміжної частоти, в якому застосовуються неперестроювані високовибірні фільтри, настроєні на проміжну частоту, що дозволяє суттєво покращити якість приймання інформації в порівнянні з приймачами прямого підсилення, в яких сигнал не перетворюється, а підсилюється на своїй же частоті

          Розвиток радіоприймальних засобів проходить в сторону покращення їх технічних характеристик (розширений частотного діапазону, збільшення вибірності, чутливості і т.д.), покращення умов роботи з радіоприймачами і покращення дизайну. В даний час значного покращення набуло радіомовлення на ультракоротких хвилях.

        Крім діапазону 64 МГц – 74 МГц інтенсивно освоюється високочастотний,

або так званий комерційний  діапазон 88 мГц – 108 мГц.

Основні введеннями розвитку  радіоприймальних пристроїв є: введення автоматичної перестройки радіоприймача, дистанційного керування приймачем; застосування автоматичного регулювання підсилення (АРП); використання активних фільтрів та ін. Все більше в радіоприймачах використовують мікропроцесори, що покращують як технічні показники приймача так і простоту використання для слухача.

За допомогою мікропроцесорів можливо запом’ятовувати частоту станції, тобто запом’ятовувати напругу керування, що подається на варикапи.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

1  Розрахунок структурної схеми радіоприймача

 

1. Розподіл частотних спотворень між трактами радіоприймача

 

 

Частотні спотворення, що обумовлюють нерівномірність  підсилення сигналу в смузі частот утворюються майже всіма каскадами радіоприймача. Загальна величина коефіцієнта частотних спотворень М_загдБ, обумовлених ТЗ визначається як властивостями каскадів ПЗЧ, так і високочастотною частиною М_{вч дБ} радіоприймача:

М_{заг дБ}  = М _{пзч дБ} + М _{вч дБ;}

 

 

Враховуючи те, що в схемі ПЗЧ досить важко досягти нерівномірності підсилення менше ніж 0,8…3 дБ,   тому величину частотних спотворень ПЗЧ  можна прийняти як:

М _пзч =  1 дБ. 
Після    цього   частотні    спотворення М _{вч дБ}    радіотракта   приймача будуть дорівнювати:

 

                     М _{вч дБ} =М _{заг дБ} – М _{пзч дБ}  =9,4 – 1 = 8,4 дБ;

 

Після цього проведемо розподіл частотних спотворень ВЧ частини радіотракта приймача між схемою преселектора і трактом проміжної частоти. Через те, що преселектор буде мати прості перестроюванні контури з широкою смугою пропускання і незначною нерівномірністю підсилення прийнятого сигналу при його невеликій смузі з використанням амплітудної модуляції, то буде доцільно на преселекторі виділити досить невелике значення спотворень, яке при амплітудній модуляції буде знаходитись в межах (2…3) дБ. Тоді нерівномірність підсилення буде:

 

М_{пч дБ} = М _{вч дБ}  - М _{пр дБ}  = 8,4 – 3 = 5,4 дБ.

 

 

 

2. Розподіл нелінійних спотворень між трактами радіоприймача

 

 

Нелінійні спотворення сигналу обумовлюються, як правило, схемою детектора і каскадами ПЗЧ. Загальна величина нелінійних спотворень К_{н заг} радіоприймача визначається:

 

 

К_{н заг} = К_{н дет} + К_{н пзч};

Орієнтована величина нелінійних спотворень, що створюються  схемою детектора визначається таким  чином:

      

 

          – для схеми амплітудного детектора 0,8...2 %;

  – для схеми частотного чи фазового детектора, реалізованого за балансною схемою 0,4…1 %.

Через те, що для приймання сигналів буде використовуватись амплітудна модуляція, то приймається наступне значення нелінійних спотворень амплітудного детектора:

К _{н дет} = 0,8 %;

Тому:

К_{н пзч} = К_{н заг} – К _{н дет} = 1,34 – 0,8 = 0,54 %;

 

 

Тому в даному випадку рівень  нелінійних спотворень буде близько 0,54 %.

 

3. Розрахунок структурної схеми ПЗЧ

 

 

Вихідні дані:

 

– номінальна вихідна потужність 7,9 Вт;

– частотні спотворення (Мпзч) – 1 дБ;

– нелінійні спотворення – 0,54 %;

– смуга робочих частот  95Гц – 16,27 кГц;

– чутливість ПЗЧ – 18мВ;

– вхідний опір ПЗЧ – 223,3 кОм.

В схемі ПЗЧ  потрібно передбачити схему регулювання з тонкомпенсацією і схему роздільного регулювання тембру з глибиною регулювання  ± 37 дБ.

 

 

1.3.1 Вибір гучномовців

 

 

Порівнюючи дані таблиці 2[5] з визначеною технічним завданням  смугою частот і коефіцієнтом спотворень дану схему можна віднести до другого класу, для якого коефіцієнт запаса гучномовців Кг =3, тоді потужність гучномовців 

 

Р_Г = К _Г×Р _вих. = 3×7,9 = 23,7 Вт.

 

За таблицею 1 проводиться вибір гучномовця 25АС-2, який має потужність 25 Вт, опір навантаження 4 Ом і смугу частот 40…20000 Гц, яка

перекриває задану технічним  завданням смугу частот. 

        1.3.2  Вибір схеми підсилювача потужності

 

 

Визначається напруга джерела живлення підсилювача потужності і всього приймача. Для вихідної потужності 7,9 Вт величина залишкової напруги може бути визначена: U_зал для Р _вих  до 10 Вт визначається в межах 2…3В. Тому         U_зал  = 3  В.

Отже напруга живлення визначається:

 

 

 

 

       1.3.3  Проводиться вибір мікросхеми підсилювача потужності

 

 

Використання підсилювача  в режимі класу А недоцільне через те, що він має багато недоліків, які відносяться до його енергетичних показників      ( мала величина вихідної коливальної потужності, низький ККД і т.д.). Двотактний режим класу В усуває ці недоліки, тому він може бути використаний в схемі БПП. Виходячи з того, що величина вихідної потужності Р_вих = 7,9 Вт, то в вигляді схеми ПЗЧ може бути використана мікросхема TDA 7210, яка представляє собою схему, в якій каскади зібрані на біполярних транзисторах.

Ця мікросхема має  наступні параметри:

– вихідна  потужність  Р_вих = 10 Вт;

– опір навантаження  R _н = 4 Ом;

– напруга живлення Е _МС= 18 В;

– коефіцієнт нелінійних спотворень К _н = 1% при вихідній потужності 10 Вт;    –  смуга робочих частот Δ F = 20 Гц…30кГц;

– мінімальний коефіцієнт підсилення за напругою К_{U min} = 300;

– вхідний опір мікросхеми  R _вх =55 кОм;

– частотні спотворення мікросхеми на краях смуги пропускання

   М _н =2 дБ  і М _в =1 дБ;

Оскільки величина вихідної потужності Р_вих менша номінальної потужності мікросхеми, то за приведеними графіками визначається нове значення коефіцієнта нелінійних спотворень К_н=0,1 % і величина напруги живлення для існуючого Р_вих Е_мс=12В.

Знайдемо коефіцієнт підсилення БПП:

 

 

;