Проектирование радиотракта частоты
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?нал - на 180 градусов). Поэтому фазовую модуляцию с успехом применяют для обеспечения помехозащищенной цифровой связи в микроволновых диапазонах.
.5 Образование зеркального канала приема и необходимость его подавления
В отличие от транзисторных смесителей, для которых наиболее существенен лишь эффект прямого преобразования частоты, в диодных смесителях наблюдается так же эффект обратного преобразования. Действительно, напряжение промежуточной частоты wпч=wн-wг, появившиеся на выходе смесителя в результате взаимодействия напряжений сигнала и гетеродина, снова взаимодействует с напряжением гетеродина, что приводит к образованию на входе смесителя напряжения с частотой сигнала wн = wпч+wг. Таким образом, эффект обратного преобразования обусловлен наличием сильной обратной связи в диодном смесителе, так как он канализирует энергию в обоих направлениях, т.е. представляет собой взаимное устройство. Кроме того, в диодных смесителях существует эффект вторичного обратного преобразования частоты. При действии на выходе смесителя напряжения промежуточной частоты возможно появление на входе смесителя так называемой зеркальной частоты wз=wг-wпч (названной так из-за зеркального расположения по отношению к частоте сигнала относительно частоты гетеродина). Возникновение колебаний зеркальной частоты возможно также в случае взаимодействия между напряжением сигнала и второй гармоникой гетеродина так как wз=2wг-wн. Обычно смеситель согласован со входом УПЧ, поэтому вся мощность на частоте wпч передается в УПЧ. Колебание зеркальной частоты, образовавшееся в процессе преобразования частоты сигнала, может распространяться во входные цепи приемника. Поэтому если на входе смесителя поместить соответствующие фильтры, то колебания зеркальной частоты будет отражаться обратно в смеситель для преобразования в колебания промежуточной частоты wпч=wг-wз. Если образованный таким образом ток промежуточной частоты находится в фазе с током основной промежуточной частоты wпч=wс-wг, то получается дополнительная выходная мощность, т.е. увеличивается коэффициент передачи преобразователя. При сложении токов в противофазе могут, напротив, возникнуть дополнительные потери. Таким образом, взаимодействие между колебаниями сигнальной и зеркальной частоты оказывает существенное влияние на параметры диодного преобразователя частоты и работу приемника.
Самые неприятные искажения сигнала на выходе возникают при наличии сильной помехи с промежуточной или зеркальной частотами на входе смесителя. Сигналы с такими частотами складываются в смесителе с полезным сигналом, и могут полностью нарушить работу приемника. Поэтому во всех супергетеродинных приемниках принимаются меры для подавления паразитных каналов приема.
2. Специальная часть
.1 Заданы параметры ВЧ тракта
шумовая температура антенны - TА;
сопротивление антенны - RА;
потери в кабеле - LКАБ;
потери во входном устройстве - LВУ;
коэффициент передачи мощности УРЧ - KP УРЧ;
коэффициент шума УРЧ - KР УРЧ;
коэффициент передачи мощности ПрЧ - KP ПРЧ;
коэффициент шума ПрЧ - KШ ПРЧ;
потери в ФСИ - LФ;
полоса пропускания ФСИ по уровню 3 дБ - ? FФ;
коэффициент шума УПЧ - KШ УПЧ;
требуемое отношение сигнал-шум на входе детектора - q0.
.2 Требования
определить:
шумовую температуру приемника;
коэффициент шума приемника;
чувствительность приемника в единицах мощности (Вт и дБм);
чувствительность приемника в единицах напряжения (микровольтах);
дать оценку структуры с точки зрения необходимости и возможности снижения шумов и улучшения чувствительности; предложить способы повышения чувствительности приемника, подтвердив их соответствующими расчетами.
2.3 Указания к решению
Одним из способов задания чувствительности, как способности приемника принимать слабые сигналы, является задание значения PА0 - мощности сигнала на согласованном с RА входе приемника (RА = RВX), при котором обеспечивается заданное отношение сигнал-шум на входе детектора q0. При линейном ВЧ тракте q0 определяет превышение мощности сигнала PА0над мощностью шумов приемной установки:
А0= q0PШ? где [2. Стр. 24]Ш?=PШ А+PШ ПР,
Ш А- мощность наведенных и собственных шумов антенны,Ш ПР - мощность собственных шумов всех блоков приемника, пересчитанных к антенному входу, как показано на рис. 2.
Рис.2
Все узлы приемной установки генерируют случайные флуктуации, называемые шумами. Причины их возникновения разнообразны. Активные сопротивления генерируют тепловой шум с нулевым средним значением мгновенного напряжения. Средний квадрат напряжения теплового шума в радиодиапазоне рассчитывают по формуле Найквиста
=4 k T R ?f где [3. Стр. 13]
=1,38 10 -23Дж/К - постоянная Больцмана,- температура, при которой находится шумящее сопротивление, в градусах Кельвина,
?f - полоса частот, Гц; предполагается, что в полосе ?f спектральная плотность шума постоянна.
При решении задачи будем полагать, что на стыках всех блоков обеспечено согласование, т. е. сопротивление генератора равно сопротивлению нагрузки. При этих условиях мощность шума, отдаваемая в нагрузку,
Ш = = k T ?f(1), [2. Стр. 25]
Спектральная плотность мощности шума
Ш = = k T (4) (2), [1. Стр. 31]
Генерируемый шум имеет равномерную по оси частот спектральную плотность, однако на выход приемника