Скачать работу - Предварительный расчет радиоприемникаБлагодаря повсеместному распространению звукотехнических устройств в сочетании со средствами массовой аудиовизуальной информации и коммуникации формируется та содержательная часть окружающей человека искусственной акустической среды, которая оказывает, как правило, позитивное рациональное и эмоциональное воздействие на людей.
Широкое распространение стереофонии началось с 50-х годов.
Однако первая попытка пространственной звукопередачи была предпринята почти 100 лет назад, сразу же после изобретения телефона. В 1881 году на Всемирной выставке в Париже изобретатель Клемент Адер осуществил двухканальную передачу звука из оперного театра.
Передача велась по телефонным проводам, соединенным с двумя группами микрофонов, одна из которых размещалась справа, а другая слева от сцены.
Посетители выставки, ведя прослушивание на несколько пар головных телефонов, могли определить расположение певцов на сцене, а также размещение инструментов в оркестре. В 1912 году подобные опыты были проведены в Берлине.
Передача из оперного театра велась по двум телефонным линиям и воспроизводилась несколькими громкоговорителями. В 20-х годах были предприняты попытки стереофонической передачи по двум радиоканалам. Как только кинематограф стал звуковым, представилось целесообразным заставить звук следовать за перемещениями актеров вдоль экрана. В 1930 году французский кинорежиссер Абель Ганс осуществил пространственное воспроизведение звука в зале кинотеатра, для чего установил громкоговорители не только за экраном, но и в самом зале.
Советские инженеры Б. Н. Коноплев и М. З. Высоцкий в 1936-1937 годах провели работы по съемке и демонстрации в столичном кинотеатре «Москва» фрагментов обычного 35-мм кинофильма с двухканальным стереофоническим звуковым сопровождением. В эти же годы во Всесоюзном научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ) под руководством П. Г. Тагера были проведены опыты по двухканальной записи и воспроизведению звука в кино с целью изучения стереофонического эффекта. Опыты проводились и в области стереофонической грамзаписи. В 1931 году английский изобретатель А. Блюмейн предложил способ записи двух сигналов в одной канавке грампластинки путем независимой модуляции стенок канавки.
Спустя два года фирма «Коламбия грэмофон компани» изготовила стереофонические грампластинки по этому способу. По мере накопления опыта и теоретического осмысливания результатов, выяснились некоторые недостатки и ограничения, свойственные двухканальной стереофонии: эффект провала звука в центре между громкоговорителями, узкая зона прослушивания, в которой ощущается стереоэффект, искажения локализации источников звука.
Поэтому были предприняты эксперименты по трехканальной стереофонической передаче симфонических концертов. В 1933-1935 годах такие эксперименты в США провел Г. Флетчер совместно с дирижером Л. Стоковским, а в СССР - И. Е. Горон. В Москве передача осуществлялась из Колонного зала Дома Союзов, где перед оркестром на сцене были установлены микрофоны, в Октябрьский зал.
Качество воспроизводимого звучания было настолько высоким, что создалось полное впечатление присутствия на сцене Октябрьского зала самого оркестра, а не системы громкоговорителей.
Эксперименты со стереофоническими записями на кинопленке, а потом на магнитной ленте продолжались и в послевоенные годы.
Однако только в 50-е годы эти разработки стали осваиваться промышленностью.
Первые успехи были достигнуты в кинематогорафе, когда было налажено производство широкоэкранных кинофильмов по системе «Синемаскоп» с четырехканальной магнитной фонограммой. Это была первая практическая реализованная система квадрофонии. Три канала стереофонической передачи работали на заэкранные громкоговорители, а четверты
| Предварительный расчет радиоприемника. |
кинофильмы со стереозвуком демонстрируются с 1954 года. В отечественной системе пять каналов обслуживали заэкранные громкоговорители, а остальные каналы четыре группы громкоговорителей, расположенные соответственно на правой, задней и левой стенках, а также на потолке зрительного зала кинотеатра. В широкоформатных фильмах на 70-мм кинопленке в настоящее время используется секстафония, т. е. шестиканальная стереофония: пять каналов работают на заэкранные громкоговорители и один канал - на громкоговорители зрительного зала. В 1958 году был разработан принятый затем во многих странах способ записи стереофонических грампластинок путем модуляции двух стенок канавки, в основе которых лежат идеи А. Блюмейна. В 60-х годах стереофонические грампластинки уже нашли широкое распространение в быту. Стали выпускаться стереофонические бытовые проигрыватели и магнитофоны - катушечные, а затем и кассетные. С конца 50-х годов в ряде стран стали проводиться интенсивные работы по созданию стереофонического радиовещания.
Первая стереофоническая радиопередача в нашей стране состоялась в 1960 году.
Использовалась система с полярной модуляцией, разработанная во Всесоюзном научно-иcследовательском институте радиовещательного приема и акустики (ВНИИРПА) имени А. С. Попова. В 1961 году в США была разработана и внедрена система стереофонического радиовещания пилот-сигналом, предложенная фирмами «Дженерал электрик» и «Зенит». Вскоре этот способ с небольшими изменениями был принят рядом радиостанций Канады, Японии, а также некоторыми организациями Европы. Как система с пилот-сигналом, так и система с полярной модуляцией рекомендована Международной консультативной комиссией по радиовещанию (МККР) для применения в международном радиовещании.
Двухканальная стереофония получила в 60-х годах довольно широкое распространение. В то же время наиболее квалифицированные любители музыки начали отмечать ее недостатки: недостаточно полную передачу акустической «атмосферы» зала и глубины звуковой картины, ограниченность зоны стереоэффекта при прослушивании. Все чаще начали производиться опыты по трехи четырехканальному воспроизведению. В 1969-1971 годах на мировом рынке первые образцы четырехканальной (квадрофонической) аппаратуры: магнитафоны, электрофоны, грампластинки. Нач
| Предварительный расчет радиоприемника. |
Вначале квадрофония была принята как новинка, которой вряд ли суждено получить широкое распространение: слишком уж дорогой ценой - двухкратным увеличением числа каскадов - улучшается стереофонический эффект.
Дальнейший ход событий не подтвердил этого, квадрофония продолжает привлекать к себе все больше любителей высококачественного звуковоспроизведения.
Современная звукотехника развивается в двух основных направлениях. Во-первых, это все более расширяющееся применение интегральных схем и, во-вторых, использование цифровой техники не только для управления и регулирования, но и для передачи сигналов.
Современные способы передачи и записи звука, реализованные, например, в системе компакт-диск, потребовали аналоговых усилителей с весьма высокими показателями качества: динамическим диапазоном до 100 Дб и коэффициентом нелинейных искажений около 0,002. Управляющие звенья, где все чаще используются средства цифровой техники, это такие электронные устройства, как, например, переключатели, регуляторы громкости, тембра и т.д.
Быстро прогрессирующие возможности интегральной схемотехники прежде всего используются в указанных областях. При обработке сигналов в электронных звуковых устройствах стремятся по возможности более полно сохранить содержащуюся в сигналах информацию. При этом объективная оценка качества звукотехнических устройств осуществляется по следующим основным показателям: - линейные искажения (неравномерность амплитуднои фазочастотной характеристик), - нелинейные искажения и паразитная модуляция (появление новых составляющих в частотном спектре сигнала, вариации уровня и частоты подаваемых сигналов - детонация), - относительный уровень помех (отношение сигнал/помеха). Совершенствующиеся методы анализа звукотехнических схем позволяют вскрывать все новые причины, приводящие к искажениям при воспроизведении.
Решающую роль при анализе электронных схем звукового оборудования играют расчеты и моделирование на ЭВМ, а при конструировании - машинное проектирование.
Значителен прогресс и в технике звукотехнических измерений.
Только благодаря новым методам и средствам измерений стало возможным объективное подтверждение самых различных эффектов, предсказуемых
| Предварительный расчет радиоприемника. |
на основе расчетов.
Содержание. 1. Исходные данные для курсового проекта. 2. Предварительный расчёт радиотракта. 2.1 Предварительный расчёт преселектора. 2.1.1 Расчет эквивалентной добротности контура преселектора. 2.1.2 Расчет полосы пропускания преселектора. 2.1.3 Расчет количества поддиапазонов преселектора. 2.2. Расчёт коэффициента усиления радиотракта. 2.3. Расчёт количества каскадов УПЧ. 2.4. Расчёт селективности радиотракта. 3. Предварительный расчёт детектора. 4. Распределение искажений по каскадам приемника. 5. Расчет автоматической регулировки усиления. 6. Расчет последетекторной части приемника. 7. Структурная схема радиоприёмника. 7.1 Назначение элементов схемы и их параметры. 7.2 Выбор микросхем и их параметры. 8. Принципиальная схема радиоприёмника.
Заключение.
Список литературы.
Приложение А. Схема электрическая структурная радиоприёмника.
Приложение Б. Схема электрическая принципиальная радиоприёмника. 1. Исходные данные для курсового проекта.
диапазон рабочих частот f min … f max , кГц 7…9,8 чувствительность приёмника E A , мк B 20 коэффициент шума приёмника Ш избирательность по соседнему каналу Se ck , дБ 30 избирательность по зеркальному каналу Se зк , дБ 40 диапазон воспроизводимых звуковых частот F H … F B , Гц 300…5000 частотные искажения на выходе M , дБ 10 нелинейные искажения сигнала на выходе K г , % 10 Действие АРУ на входе, дБ 26 на выходе, дБ 4 выходная мощность усилителя низкой частоты (УНЧ) Р ВЫХ , Вт 10 напряжение источника питания Е И, В 6 коэффициент различимости Др 46 2. Предварительный расчёт радиотракта. 2.1 Предварительный расчёт преселектора. 2.1.1 Расчет эквивалентной добротности контура преселектора. В зависимости от заданной величины ослабления зеркального канала определяется необходимая минимальная добротность контура преселектора.
Зададимся только входным контуром без УРЧ и определим минимальную эквивалентную добротность контура Q эзк, обеспечивающую ослабление сигнала по зеркальному каналу на 35 дБ
. Для этого воспользуемся формулой:
(2.1) Теперь рассчитаем
и f зк max . Для этого воспользуемся формулами : Se зк (раз)=10 0,05 Se зк ; f зк max = f c max +2 f пр . Se зк = 10 0,05 35 =56,2341 (раз) f зк max = 9800+2 465=10730 (кГц) Вернемся к формуле 2.1 и подставим полученные значения:
Теперь сравним полученное значение Q ЭЗК с конструктивной добротностью колебательного контура Q кон по выражению: Q ЭЗК Q кон (2.2) Таблица 2.1 - Конструктивная добротность контуров.
| Диапазоны волн | Конструктивная добротность Q кон , раз |
| ферритовый сердечник |
| отсутствует | имеется |
| ДВ | 12...15 | 90…140 |
| СВ | 30...80 | 100...160 |
| КВ, УКВ | 60...120 | 140..190 |
Даже без расчета видно, что условие 2.2 выполнятся не будет, т.к. максимальная конструктивная добротность (Таблица 2.1) = 190. Поэтому следует увеличить промежуточную частоту, ближайшая подходящая промежуточная частота из ряда стандартных чисел это 1,84 МГц. Для продолжения расчета необходимо пересчитать f зк max : f зк max = 9800+2 1840=13480 (кГц) Теперь повторим расчет по формуле 2.1
Затем еще раз сравним полученное значение Q ЭЗК с конструктивной добротностью колебательного контура Q кон по выражению 2.2. Q ЭЗК Q кон 106 160 106 Расчет эквивалентной добротности показал, что стандартная промежуточная частота 465 кГц оказалась слишком низкой, т.к. при такой частоте требуется контур со слишком высокой добротностью, что не соответствует таблице 2.1, вследствие чего и принято решение увеличить промежуточную частоту до 1,84 МГц, взятую из ряда стандартных чисел. Т.к. в диапазонах КВ и УКВ (из-за отсутствия частотных искажений сигнала) эквивалентную добротность рассчитывают и выбирают только по условию (2.2), то за Q ЭЗК примем значение 106 и будем использовать контур с добротностью 160. 2.1.2. Расчет полосы пропускания преселектора.
Ширина полосы пропускания высокочастотного тракта супергетеродинного приемника определяется необходимой шириной полосы частот излучения передатчика корреспондента, а также нестабильностью частоты передатчика корреспондента и гетеродина приемника.
Необходимая ширина полосы частот определяется следующим образом: П С = 2 b F В + F С + F Г , (2.3) Так как приемник КВ диапазона, следовательно применяется АМ модуляция, значит b
=1, F B = 5 кГц (дано в исходных данных), погрешность сопряжения контуров радиотракта принимают равной 10...15 кГц - для диапазонов КВ и УКВ, возьмем F С = 12,5 кГц, нестабильность частоты гетеродина рассчитывают по формуле: F Г =(0,5...1,0) 10 -3 f Cmax , Произведем расчет: F Г =0,765 10 -3 9800=7,497 (кГц) Подставим полученные значения в формулу 2.3 и решим ее: П С = 2 1 5 + 12,5 + 7,497=29,99 (кГц) Получили полосу пропускания
Так как каскады УРЧ работают в линейном режиме, то усилительный элемент выбирают из группы маломощных, высокочастотных. При выборе его следует проверить выполнение условий: f max f T ; U Кэ max > Е И , Подберем наиболее подходящий транзистор исходя из условия: f T >98 МГц Наиболее подходящим является транзистор ГТ309А, у которого F h 21б = 120 МГц и U Kmax = 6,5 В, следовательно Е И 2.1.3. Расчёт количества поддиапазонов преселектора . Перестройку радиоприёмника на рабочую волну обычно производят, с помощью конденсатора переменной ёмкости. При использование конденсатора переменной ёмкости заранее известны его минимальная C min и С max ёмкости.
Коэффициент диапазонности конденсатора переменной ёмкости определяют из выражения: 
(2.4) Значения ёмкости С сх принимают равным: 15…20 пФ – для КВ. Коэффициент перекрытия рабочего диапазона определяют по формуле: K df = f’ max /f’ min f ’ max =1,02 f max ; f ’ min =0,98 f min
Рассчитаем f ’ max , f ’ min , а затем и K df : f ’ max =1,02 9800=9996 (кГц) f ’ min =0,98 7000=6860 (кГц) K df = 9996/6860=1,46 Теперь определим К дс , т.к. К df достаточно мал, то возьмем конденсатор с наименьшей емкостью - С min =9 Пф, С max =260Пф.
Произведем расчет по формуле 2.4 приняв С сх =15 Пф : 
Окончательно выбор конденсатора переменной ёмкости производят по выполнению условия: К дс K df Выполним сравнение: 3,35 1,46 Т.к. неравенство выполняется, то принимаем решение, что К дс конденсатора С min =9 Пф, С max =260Пф подходит для перекрытия диапозона. 2.2. Расчёт коэффициента усиления радиотракта.
Коэффициент усиления радиотракта К рт при работе от внешней антенны определяют по формуле: К РТ = U вх д · 10 6 /Е А U вх д для диодного детектора принимается равным 0,5…1В. К РТ =0,7 · 10 6 /20=35000 2.3. Расчёт количества каскадов УПЧ. Общий коэффициент усиления радиотракта определяют по формуле: К ОБЩ =К ВхЦ К УРЧ К ПрЧ К n УПЧ , (2.5) где К ВхЦ – коэффициент передачи входной цепи; К УРЧ - коэффициент усиления УРЧ; К ПрЧ - коэффициент передачи преобразователя частоты; К УПЧ - коэффициент усиления одного каскада УПЧ; n - количество каскадов УПЧ. Обычно принимают К ВхЦ равным 2...3 - для диапазона КВ, УКВ. С учётом частичного включения контура можно полагать, что К УРЧ =5…10, а коэффициент усиления преобразователя частоты (нагруженного на фильтр сосредоточенной селекции ФСС) определяют по формуле К ПрЧ = m 1 m 2 К Ф Y 21ПЧ R ЭКВ , где m 1 =0,6…0,8 – коэффициент включения контура ФСС в цепь коллектора транзистора преобразователя частоты; m 2 =0,1…0,2 – коэффициент включения контура в цепь базы первого каскада УПЧ; К Ф = 0,2…0,25 - коэффициент передачи фильтра ФСС; Y 21ПЧ = 0,5 h 21 , где h 21 – крутизна вольтамперной характеристики транзистора в режиме преобразования частоты, мА/В; R ЭКВ =15 кОм - резонансное (эквивалентное) сопротивление фильтра ФСС.
Произведем расчет К ПрЧ : Y 21ПЧ = 0,5 h 21 =0,5 120=60 К ПрЧ = 0,7 0,1 0,2 30 15=6,3 Значение устойчивого коэффициента усиления одного каскада УПЧ определяют по формуле:
где Y 21Э - крутизна характеристики транзистора, мА/В; f ПР - промежуточная частота приёмника, МГц; С К - проходная ёмкость транзистора, пФ. Рассчитаем
Коэффициент усиления одного каскада УПЧ К УПЧ следует выбирать из условия К УПЧ К УСТ . К УПЧ должен быть меньше К УСТ , возьмем 15. Необходимое количество n = N УПЧ каскадов УПЧ определяют по формуле:
где К ТР - коэффициент усиления радиотракта; К ВхЦ - коэффициент усиления (передачи) входной цепи; К УРЧ - коэффициент усиления радиочастоты, К ПрЧ - коэффициент усиления преобразователя частоты, К УПЧ - коэффициент усиления одного каскада УПЧ. Рассчитаем количество каскадов УПЧ:
Следовательно, число каскадов УПЧ = 2. 2.4. Расчёт селективности радиотракта.
Суммарную избирательность приёмника находят как сумму избирательностей отдельных каскадов с резонансными контурами по формуле: Se ОБЩ = Se Вх.Ц + Se УРЧ + Se ПрЧ + Se УПЧ . Избирательность преселектора (входной цепи совместно с УРЧ) определяют по формуле: 
где n = 1 - число каскадов УРЧ; f = 9 кГц - стандартная частотная расстройка; f max - максимальная частота рабочего диапазона, кГц; Q ЭЗК – эквивалентная добротность.
Рассчитаем избирательность преселектора: 
Избирательность УПЧ в зависимости от числа резонансных каскадов определяют по формуле Se УПЧ общ = n Se УПЧ где Se УПЧ =3...6 - избирательность одного каскада УПЧ, дБ; n -число каскадов УПЧ Определим селективность УПЧ: Se УПЧ общ = 2 5=10 Для обеспечения требуемой избирательности по соседнему каналу определяют необходимую избирательность преобразователя частоты по формуле Se ПрЧ = Se СК - ( Se ПР + Se УПЧ общ ) где Se СК - требуемая и
збирательность по соседнему каналу, дБ; Se ПР – избирательность преселектора, дБ; Se УПЧобщ – общая избирательность УПЧ. Рассчитаем избирательность преобразователя частоты: Se ПрЧ =40 - (21,2+10)=8,8 Исходя из полученной требуемой избирательности преобразователя частоты выбираем фильтр сосредоточенной селекции ПФ1П-001 с селективностью по соседнему каналу = 12 дБ. Рассчитаем селективность всего радиоткракта: Se ОБЩ = 21,2+12+10 =43,2 3. Предварительный расчёт детектора.
Уровень выходного напряжения детектора является исходной величиной для расчета последующего каскада, которым является усилитель низкой частоты УНЧ (УЗЧ). Рассчитаем его по формуле: U вых д = К д · m · U вх д где m =0,3 – коэффициент амплитудной модуляции. На практике величину К д принимают равной: 0,4…0,6 – при линейном режиме работы диодного детектора.
Произведем расчет: U вых д = 0,5 · 0,3 · 0,5 =0,075 4. Распределение искажений по каскадам приемника.
Суммарные частотные искажения (всех каскадов) приёмника определяют (в логарифмических единицах) по формуле: М ОБЩ =М ВхЦ +М УРЧ +М ПрЧ +М УПЧ +М УНЧ Таблица 4.1 – Частотные искажения каскадов приемника
| Диапазон | Частотные искажения М, дБ |
| преселектор | фильтр УПЧ | каскад УПЧ, |
| Вх. цепь | УРЧ |
| КВ, УКВ | 0 | 0 | 3...4 | 2...3 |
Рассчитаем суммарные частотные искажения, используя таблицу 4.1: М ОБЩ =0+0+1+4+3=8 Следует проверить выполнение условие: М ОБЩ ЗАД
Проверяем: 8 Неравенство верно, следовательно, вводить ООС УНЧ не требуется.
независимая оценка аренды помещений в Тулеоценка аренды в Липецкенезависимая экспертиза грузовых автомобилей в Белгороде 