Приемник УКВ стереофонических сигналов

что определённо менее заметно.                                                                                                                                                                      Необходимым условием для встраивания системы в приемник является наличие электронной настройки и сигнала АПЧ. Электронная настройка обычно осуществляется с помощью варикапов, на которые подают управляющее напряжение 3 – 24 В в зависимости от частоты настройки.   Но современные блоки приемников часто имеют более узкий диапазон напряжения настройки, примерно 1 – 9 В. Предлагаемая система позволяет работать с любым диапазоном напряжения настройки, нужный диапазон обеспечивается соответствующим выбором напряжения питания.          Сигнал АПЧ представляет собой постоянную составляющую выходного сигнала частотного детектора и может быть получен с помощью ФНЧ. Возможен случай, когда этот сигнал имеет обратную полярность (т.е. при расстройке по частоте вниз сигнал АПЧ увеличивается). Нужная полярность может быть получена с помощью одного ОУ, на котором следует собрать усилитель с коэффициентом передачи =1.

 

Особенности стереофонического радиовещания

      Стереофоническое радиовещание (СФВ) - передача по радио звуковых (главным образом музыкальных) программ, при которой радиослушатель может не только различать высоту, тембр и силу звука, но и получать представление о пространственном расположении источников звука; при такой передаче звучанию придаётся естественность. Обычно СФВ ведётся в радиовещательном УКВ диапазоне, в котором удаётся обеспечить достаточно высокую верность воспроизведения и низкий уровень помех. При двухканальной передаче программ СФВ (имеющего наибольшее распространение) колебания с несущей частотой модулируются в передатчике по частоте комплексным стереофоническим сигналом (КСС).

Такой сигнал образуется посредством модуляции колебаний со вспомогательной (поднесущей) частотой двумя сигналами, спектры которых лежат в области звуковых частот, — «правым» (А) и «левым» (В),

получаемыми от двух групп пространственно разнесённых и электрически разделённых микрофонов, соответствующим образом ориентированных относительно источников звука. Различные системы СФВ характеризуются разными методами образования КСС. В СССР использовалась «система с полярной модуляцией», в которой для образования КСС положительные полуволны колебаний с поднесущей частотой 31,25 кГц модулируются по амплитуде сигналом А, отрицательные — сигналом В. После модуляции сама поднесущая подавляется на 14 дБ. В ряде стран используется «система с пилот-тоном»; в ней применена амплитудная модуляция колебаний с поднесущей частотой 38 кГц разностным сигналом А — В. КСС образуется посредством сложения модулированных колебаний с поднесущей частотой, суммарного сигнала А+В и пилот-тона с частотой 19 кГц, нужного для восстановления поднесущей в приёмнике. Известны и другие системы СФВ, например с частотной модуляцией колебаний с поднесущей частотой. 
 

      Для приёма сигналов стереофонического вещания используются стереофонические приёмники, отличающиеся от обычных радиовещательных приёмников наличием дополнительного элемента — стереодекодера, служащего для выделения из КСС сигналов А и В, и содержащие, соответственно, 2 тракта звуковых частот. Передачи стереофонического радиовещания обладают свойством совместимости, т. е. могут приниматься на обычный приёмник (но при этом пропадает эффект «объёмности» звучания).

 

 

1.2  Обоснование выбора промежуточной частоты

 

      Так как для реализации исходных данных курсового проекта выбрана схема супергетеродинного приемника,  то большое значение для обеспечения постоянства его качественных показателей на заданном уровне приобретает правильный выбор промежуточной частоты fпр.

      При выборе промежуточной частоты необходимо руководствоваться следующими соображениями:

- промежуточная частота должна находиться вне диапазона принимаемых частот и не должна совпадать с частотами мощных радиостанций, в противном случае сигнал будет подавлен сигналами этих радиостанций;

- промежуточная частота должна иметь стандартное значение, установленное ГОСТом, поскольку на таких частотах мощные станции не работают;

-    выбранная промежуточная частота должна иметь такое значение, при котором наиболее эффективно можно будет обеспечить хорошую избирательность как по соседнему, так и по зеркальному каналу.

       Для обеспечения более высокой избирательности по зеркальному каналу δзк промежуточная частота должна быть по возможности выше (зеркальный канал отстает от полезного на 2fпр), а для обеспечения избирательности по соседнему каналу δск – как можно ниже (соседний канал отстает от полезного на величину 9 кГц). Однако с увеличением fпр ухудшается добротность избирательной системы фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), а следовательно, не произойдет обеспечение высокой избирательности по соседнему каналу, вследствие чего на нагрузке

радиоприемного устройства (РПУ) будет выделяться сигнал с частотой fпр

      10 кГц. Поэтому, чтобы этого не случилось, необходимо, чтобы ФСС

обладал достаточно высокой избирательностью, а это возможно только

при достаточно низкой fпр, так как при уменьшении fпр увеличивается добротность.

      При большой fпр добротность ФСС меньше, его АЧХ имеет более пологие скаты и более широкую полосу пропускания, в которую входит сигнал с соседнего канала. В случае, если fпр меньше – добротность ФСС больше, полоса пропускания меньше и сигнал с соседнего канала в эту полосу не входит.

      Возникло противоречие: с одной стороны, нужно увеличить fпр для обеспечения высокой δзк, с другой стороны, нужно уменьшить Sпр для обеспечения высокой δзк. Поэтому, чтобы удовлетворить эти два условия, нужно выбрать необходимую fпр.

      Следуя ГОСТу, видно, что промежуточная частота для ДВ, СВ и КВ диапазонов равна 465 кГц, для УКВ диапазонов 10,7 МГц, а на радиолокационных РПУ fпр = 100 МГц.

      Исходя из выше написанного, сделаем вывод, что для данного приемника промежуточная частота равна 10,7 МГц.

      Также необходимо обеспечить избирательность по промежуточной частоте. Если на частоте, равной промежуточной, будет работать передатчик, то смеситель преобразователя для этой частоты будет являться резонансным усилителем и из-за некоторых резонансных свойств тракта ВЧ в нагрузке РПУ мы будем слышать наряду с полезным сигналом сигнал-помеху на fпр. Ослабить этот побочный канал можно включением в цепь антенны фильтра-«пробка».

      Из вышесказанного следует, что избирательность по побочным каналам, а также другие показатели РПУ зависят от правильного выбора промежуточной частоты.

1.3  Обоснование и выбор блока настройки

        Для  входной цепи лучше всего использовать  блок электронной настройки (рис.3), т.к. такая схема имеет следующие  достоинства:

- четные гармоники радиочастоты  имеют противоположное направление, поэтому компенсируются;

- уменьшается паразитное  изменение емкости варикапа под  действием радиочастотного напряжения;

- улучшается нелинейность  зависимости изменения емкости  варикапа от Uобр.

1.3.1   Расчет требуемого коэффициента перекрытия по диапазону

      Коэффициент перекрытия по диапазону определяется по формуле (1):

                                                                Кпд =                                               (1)

 

                                                           Кпд = = 1,04                                      

 

1.3.2  Выбор варикапа  для входной цепи с электронной  настройкой    

      В настоящее время имеется большой выбор варикапов и варикапных матриц отечественного и зарубежного производства.

      Для радиоприемников предпочтительнее использовать варикапные матрицы.

      В диапазоне  УКВ применяются варикапы КВ102, КВ1109, КВ111 и

другие варикапные матрицы.

  Выбираем из справочника  варикап КВ-116А-1.  

                    

Для обоснования выбора типа варикапа, произведем расчет коэффициента перекрытия по емкости по формуле (2):

                                                       Кпс=                                        (2)

                                           Кпс= = = 1,2                        

где  Св mах   и Св min   - максимальное и минимальное значение емкости варикапа;

Со  - паразитная емкость схемы, которую можно принять для диапазона УКВ Со = 15 пФ

Кпс = 1,2 > Кпд = 1,04, следовательно, варикап выбран правильно.

     Девиация  частоты 130 кГ

Рисунок 3 - Схема входной цепи с электронной настройкой

 

1.4   Определение полосы пропускания приемника

      Полоса пропускания — это диапазон частот, в пределах которого амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) приемника достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы.

      Девиация частоты — наибольшее отклонение мгновенной частоты модулированного радиосигнала при частотной модуляции от значения его несущей частоты. Эта величина равна половине полосы качания, т. е. разности максимальной и минимальной мгновенных частот. При больших индексах модуляции полоса качания и ширина спектра ЧМ-сигнала приблизительно равны.

      Для ЧМ-модуляции полоса пропускания П определяется по формуле(3):

                                            П = 2Fmax(1 + Мчм + )                                 (3)

где Мчм – индекс модуляции, который определяется по формуле (4):

                                               Мчм = Δf/Fmax                                                    (4)

где Δf – девиация частоты, Fmax – максимальная частота модулированного колебания.

                            Мчм = Δf/Fmax = 130/12,5 = 10,4                                             

                           П  = 2 * 12,5 * (1 + 10,4 +) = 366кГц                           

1.5  Расчет радиочастотного тракта прёмника

      Задаемся конструктивной добротностью контура входной цепи в диапазоне УКВ Qк = (140 – 200)

      Эквивалентная добротность определяется по формуле(5):

                                                        Qэ = р * Qк                                                      (5)

Р-коэффициентшунтировании                                                                                р=(0,2-0,5)                                      

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Qк - конструктивной добротностью контура входной цепи.

 

Qэ=0,5*170=85

 

       Определяем избирательность по зеркальному каналу по формуле(6):

 

                                          δз.к. = Qэ                                 (6)

где Qэ – эквивалентная добротность;

fmax – максимальная частота принимаемого сигнала

fпр – промежуточная частота (10,7 МГц для диапазона УКВ)

                                       δз.к. = 100 * = 14280                  

 

Переведем рассчитанную избирательность в дБ

                                      δз.к.(дБ) = 20 lg 14280 = 83 дБ                                      (7)

 

     Избирательность по соседнему каналу данна:47дБ

 

       Определяем частотные искажения на минимальной частоте по формуле(10):

                                    Мвх.ц. = (10) 

где П – полоса пропускания                                                                                                    Мвх.ц = =1,11 = 0,90 дБ

 

 

 

 

 

2 Обоснование выбора принципиальной схемы приемника

2.1 Обоснование выбора элементной базы высокочастотной части приемника

Данный приемник разрабатывается на отечественных интегральных микросхемах, поэтому выбираем  микросхему К174ХА34АМ.

Микросхема К174ХА34АМ предназначена для работы в экономичных радиовещательных и связных приемниках частотно-модулированных сигналов  .

                                                                                                                                                                  Риунок 4-Типовая схема включения К174ХА34АМ

 

                           Риунок 5- тип корпуса К174ХА34АМ