ВВЕДЕНИЕ

Такой предмет, как " Радиоприемные устройства цифровых систем радиосвязи " является профильным предметом. Изучение данной дисциплины включает в себя как теоретические, так и практические занятия. Целью данного курсового проекта является: 1) освоение методики расчета шумовых параметров РПМУ в целом, так и отдельных его каскадов; освоение методики расчета чувствительности РПМУ; привитие навыков разработки путей оптимизации РПМУ (с точки зрения достижения максимальной чувствительности приема) на основе анализа шумовых параметров его каскадов; 2) освоение методики расчета избирательности РПМУ в целом, так и отдельных его каскадов; освоение методики расчета частот паразитных каналов супергетеродинного приемника и воздействия помех; привитие навыков разработки путей оптимизации РПМУ (с точки зрения достижения максимальной частотной избирательности) на основе анализа параметров действующих помех и режимов работы каскадов РПМУ. В данном курсовом проекте требуется освоить методики расчета и анализа параметров радиоприемного устройства (РПМУ). Чувствительность и избирательность – одна из основных характеристик радиоприёмного устройства. Основная задача радиоприемного устройства сводится к выделению полезного радиосигнала из множества других сигналов и возможных помех, а это не возможно без расчета необходимой чувствительности и избирательности. Область задач этой работы непосредственно примыкает к специальным предметам, т.е эта курсовой проект является актуальным в настоящее время.

Данный курсовой проект содержит 18 листов, 4 рисунка и четыре таблицы.

1 Анализ чувствительности радиоприемного устройства

Индивидуальные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Индивидуальные данные для задания 1

№ вар	ТА, К	Ra, Ом	Lкаб дБ	Lвy, дБ	Кр урч, дБ	Кш урч дБ	Кр прч. дБ	Кш прч. дБ	Lф. дБ	ΔFф, кГц	Кш упч, дБ	q0, дБ
02	250	75	3	1	14	2	2	5	2	2500	10	9

Структурная схема додетекторного высокочастотного (ВЧ) тракта (тракт радиочастоты и такт промежуточной частоты) представлена на рис. 1. Приемная установка включает антенну, антенный кабель и собственно приемник. Узлы приемника:

• входное устройство (ВУ);

• резонансный усилитель радиочастоты (УРЧ);

• преобразователь частоты (ПрЧ);

• фильтр сосредоточенной избирательности (ФСИ);

• усилитель промежуточной частоты (УПЧ).

Детектор и последующие каскады на рис.1 не показаны.

Рисунок 1 - Структурная схема додетекторного тракта приемника.

1.1 Расчет чувствительности радиоприемного устройства

Пусть задана структурная схема супергетеродинного приемника с параметрами функциональных узлов:

Антенна: T_A = 250 K, R_А = 75 Ом Кабель: L_КАБ = 3 дБ ВУ: L_ВУ = 1дБ УРЧ: K_{P УРЧ} = 14 дБ; K_{Ш УРЧ} = 2 дБ ПрЧ: K_{P ПРЧ} = 2 дБ; K_{Ш ПРЧ} = 5 дБ ФСИ: L_Ф = 2 дБ; ∆F_Ф = 2500 кГц УПЧ: K_{Ш УПЧ} = 10 дБ Требуемое отношение С/Ш: q₀ = 9 дБ

1. Переводим исходные данные, заданные в децибелах, в разы с помощью известного соотношения

 

Тогда:

L_КАБ = 10 ^3/10 = 1.995; L_ВУ = 10 ^1/10 = 1.259; K_{P УРЧ} = 10 ^14/10 = 25.119; K_{Ш УРЧ} = 10 ^2/10 = 1.585; K_{P ПРЧ} = 10 ^2/10 = 1.585; K_{Ш ПРЧ} = 10 ^5/10 = 3.162; L_Ф =10 ^2/10 = 1.585; K_{Ш УПЧ} = 10 ^10/10 = 10; q₀ = 10 ^9/10 = 7.943.

2. Определяем, согласно (15), значения коэффициентов передачи и коэффициентов шума пассивных узлов (кабеля, ВУ, ФСИ):

K_{P КАБ} = 1 / L_КАБ = 1 / 1.995=0.501; K_{Ш КАБ} = L_КАБ = 1.995; K_{P ВУ} = 1 / L_ВУ = 1 / 1.3490 = 0.794; K_{Ш ВУ} = L_ВУ = 1.259; K_{P Ф} = 1 / L_Ф = 1 / 1.585= 0.630; K_{Ш Ф} = L_Ф = 1.585.

Далее задача может быть решена различными способами.

3. Вычисляем, согласно (10), значения шумовой температуры каждого каскада приемника

T_КАБ = (K_{Ш КАБ} - 1) T₀ = (1.995-1) ∙293 = 291.53 K; T_ВУ = (K_{Ш ВУ} - 1) T₀ = (1.259-1) ∙293 = 75.88 K; T_УРЧ = (K_{Ш УРЧ} - 1) T₀ = (1.585-1)∙293 = 171.41 K; T_ПРЧ = (K_{Ш ПРЧ} - 1) T₀ = (3.162-1)∙293 = 633.47 K; T_Ф = (K_{Ш Ф} - 1) T₀ =(1.585- 1) ∙293 = 171.41 K; T_УПЧ = (K_{Ш УПЧ} - 1) T₀ = (10- 1)∙293 = 2637 K.

4. Основываясь на (13), рассчитываем шумовую температуру приемника в целом. При этом обязательно фиксируем удельный вклад каждого каскада (16)

K.

Tпр=К

Выделенные значения характеризуют вклад каждого каскада в общую шумовую температуру приемника. Они понадобятся на этапе анализа возможности снижения шумов.

5. Находим, используя (9), коэффициент шума приемника

или 2.41 дБ.

6. Определяем суммарную шумовую температуру приемника и приемной антенны

T_S = T _А + T_ПР = 250 +1119.66= 1369.66 K.

7. Вычисляем суммарную шумовую мощность на входе приемника, полагая, что ΔF_ЭФ ≈ΔF_Ф = 2500 кГц,

P_{Ш S} = k ∙T_S∙ΔF_ЭФ = 1.38 · 10 ^-23 · 1369.66 ·2500= 4.52 · 10 ^-17 Вт.

8. Рассчитываем искомое значение чувствительности приемника

P_А0 = q₀ · P_{Ш S} = 7.94 · 4.52 · 10 ^-17 = 3.59 · 10 ^-16 Вт.

Вычисляем значение чувствительности в децибелах относительно 1 мВт

дБм

и по формуле (16) в единицах напряжения

= 3.28 · 10 ^-7 В = 32.8 мкВ.