Устройство передачи тревожных сообщений при числе абонентов от 1 до 100 и расстоянии до охраняемых объектов не более 10 км
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ды 1 и 3 микросхемы DD1 и вход 10 микросхемы DD4 поступают сигналы от микроЭВМ, а к входам 4 и 5 микросхемы DD4 подключаются генераторы синусоидальных колебаний Г1 и Г2.
.2. Выбор и раiет принципиальных электрических схем демодулятора устройства передачи тревожных сообщений
На основании функциональной схемы демодулятора устройства, разработанной в пятом разделе данного дипломного проекта и приведенной на рис. 5.3, произведем раiет принципиальных электрических схем полосовых фильтров ПФ1, ПФ2 и ПОЗ, а также детекторов АД1 и АД2, компараторов К1 и К2, формирователей импульсов ФИ1 и ФИ2, устройства восстановления последовательности УВП, т.е. выберем параметры, удовлетворяющие заданным в техническом задании.
Произведем раiет принципиальной электрической схемы полосового фильтра ПФ1, представленной на рис. 7.3.
Полосовой фильтр ПФ1 собран на основе микросхемы DA1, в качестве которой была взята микросхема К 140 УД 8Б.
Расiитаем элементы схемы согласно /7/. Данная схема содержит звено НЧ-ВЧ. Это звено практически представляет собой два звена Саллен-Ки НЧ и ВЧ, как бы наложенные одно на другое, причем операционный усилитель (ОУ) DA1 обслуживает оба звена, обеспечивая им одинаковую добротность. В следствии этого получается симметричная АЧХ, однако для этого надо выдержать следующие соотношения:
(7.8)
Выберем Ro и Со для настройки на центральную частоту, т.е. из выражения (7.1)
(7.9)
Далее найдем номиналы частотозадающих элементов
(7.10)
где Кf - вспомогательный коэффициент, который возьмем из /7/, от туда же выберем и коэффициент усиления К ОУ DA1.
Для выделения принимаемых ЧМн сигналов выберем центральную частоту настойки f0=1,7кГц и расiитаем параметры элементов. Зададимся необходимой полосой пропускания фильтра W=2,5кГц. Тогда согласно /7/ Кf = 1,5, а К = 3,84. Выберем R0 равным 12,6кОм и определим по выражению (7.10) и формуле (7.9) остальные элементы.
С1= С2= 11пФ, СЗ=С4= 5пФ.
Возьмем R3 = R4 = 20кОм. Для обеспечения выбранного коэффициента передачи К = 3,84 определим R5 и R6 из формулы
(7.11)
Сопротивление R6 выберем равным 28,4кОм, тогда с учетом формулы (7.11) получим
Возьмем R5 равным27кОм.
Теперь определим величину амплитуды сигнала на входе и выходе ПФ1. Т.к. для дальнейшей обработки сигнала необходима величина выходной амплитуды сигнала Um вых.1В, то с учетом коэффициента передачи переiитаем входную амплитуду сигнала Um вх..
Амплитуды входного и выходного напряжения ПФ1 представляют собой полную амплитуду гармонического сигнала, т.е. от пика до пика.
Т.к. в данной работе не расiитывается входной усилитель с АРУ, то будем iитать, что он должен поддерживать на своём выходе Um вых. 270мВ при широких изменениях напряжения входного сигнала.
Теперь произведем раiет принципиальных электрических схем полосовых фильтров ПФ2 и ПФЗ. Для выделения сравнительно узкой полосы частот требуется применение узкополосных усилителей, построенных на основе операционных усилителей (ОУ) и частотно-избирательных RC - цепей. На рис. 7.4 представлена принципиальная электрическая схема подобного усилителя (полосового фильтра). В качестве RC - цепи применен 2Т - образный мост, а в качестве ОУ -микросхема DA1, в качестве которой взята микросхема К 140 УД 8Б.
На частоте резонанса f0 2Т - образный мост имеет практически нулевой коэффициент передачи. При включении 2Т - образного моста в цепь обратной связи DA1 на частоте f0 RC - цепь будет иметь весьма большое сопротивление, а коэффициент передачи DA1 будет наибольшим и равным
(7.12)
Произведем раiет элементов схемы согласно /8/. Параметры элементов схемы R1=3кOм, RЗ=6,2кОм и С1=0,1пФ расiитывать не будем, т.к. они являются типовыми для данной схемы. С помощью выражения (7.12) определим величину сопротивления R2. Для этого зададимся необходимой величиной коэффициента передачи К DA1. При дальнейшей обработки сигнала потребуется амплитуда сигнала больше, чем на входе полосовых фильтров ПФ2 и ПФЗ Um вх.1В, тогда зададим коэффициент передачи К = 4. Т.о. на выходе фильтров ПФ2 и ПФЗ будет амплитуда сигнала Um вых.4В. Определим R2 по формуле (7.12) с учетом выбранного коэффициента передачи К
= R1K= 12к0м.
Согласно формуле (7.1) определим параметры следующих элементов:
(7.13)
Расiитаем эти элементы схемы для полосового фильтра ПФ2, настроенного на частоту f1=1,ЗкГц. Пусть С = 0,05мкФ, тогда
T.o.R4 = R5=2,4кOM, R6 = 1,22кОм.,С2 = СЗ=0,05мкФ и С4=0,1мкФ.
Расiитаем эти же элементы для полосового фильтра ПФЗ, настроенного на частоту f2 = 2,1кГц. Пусть С = 0,05мкф, тогда
Т.о. R4 = R5 =1,5к0м, R6 =0,75к0м, С2 = СЗ =0,05 мкФ и С4 =0,1 мкФ.
Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) фильтров ПФ2 и ПФЗ, полученные на основе выполненных раiетов элементов принципиальной электрической схемы, представлены в приложении (рис. П 9.2).
Расiитаем приблизительно добротность фильтров, как произведение добротности 2Т - образного моста на уровне -ЗдБ и коэффициента передачи К.
(7.14)
где
Полоса частот Df-3дБ лежит в пределах от 200 до 150Гц согласно /8/ и анализу АЧХ фильтров. Выберем Df-3дБ = 150Гц, тогда
(для ПФ2).
Отсюда добротность фильтра ПФ2 Q 8,74 35.
(для ПФЗ).
Отсюда добротность фильтра ПФЗ Q 143 = 42.
Т.о. очевидно, что у полосового фильтра ПФ2, настроенного на частоту f1 = 1,ЗкГц, добротность ниже