Выбор схемы гетеродина и его элементной базы

РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Данное радиоприемное устройство диапазона СВЧ с ВИМ предназначено для организации радиорелейной связи и обеспечения приема многоканальных сигналов с временным уплотнением, с фазово (временно) импульсной модуляцией или приема цифровой информации. Данное РПУ входит в состав приемно-передающей промежуточной станции радиорелейной линии связи, т.е. является стационарным оборудованием. Отношение напряжения сигнала к напряжению шума является одним из наиболее важных параметров радиорелейной линии, т.к. оно определяет, по существу, возможную дальность связи, т.е. такое число ретрансляции, при котором напряжение шума в канале не превышает величины допустимой для телефонной передачи.

ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

При выборе структурной схемы приемного устройства мы должны учитывать требования технического задания, а именно: обеспечение сравнительно высокой чувствительности, избирательности, стабильности частоты гетеродина, а также учитывать минимум искажения формы импульсных сигналов при их усилении. Опираясь на вышесказанное можно остановить свой выбор на супергетеродинной схеме приемника. Для постоянства уровня выходного сигнала при значительных изменениях его на входе, придется включить в схему систему АРУ и несколько каскадов УПЧ. Избирательность по «зеркальному» каналу будет обеспечивать преселектор, а избирательность по соседнему каналу - неперестраеваемые фильтры каскадов УПЧ. После детектора, который выделяет огибающую радиоимпульса, находится видео усилитель (широкополосный усилитель т.к. спектр импульса занимает широкий диапазон частот и необходимо выполнить условие о неискажении формы импульсного сигнала при усилении), далее система АРУ, регулирующая входное напряжение первых каскадов УПЧ, которые осуществляют основное усиление на промежуточной частоте. После видео усилителя находится оконечное устройство, в качестве которого может быть УГС (усилитель групповых сигналов).

Структурная схема РПУ представлена на рис.1

ВЫБОР СХЕМЫ ГЕТЕРОДИНА И ЕГО ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

При выборе схемы гетеродина, его рабочей частоты с учетом обеспечения заданных требований по стабильности частоты, необходимо учитывать, что при высокой частоте гетеродина, отклонение промежуточной частоты от номинального значения, на которое настроены селективные цепи тракта УПЧ, может быть довольно значительным (из-за нестабильности гетеродина), что ведет к уменьшению коэффициента усиления тракта, т.е. к ухудшению селективности и чувствительности РПУ вследствие смещения спектра сигнала промежуточной частоты относительно полосы пропускания тракта УПЧ. При «нижней» настройке (т.е.fc>fг) селективность тракта УПЧ по «зеркальному» каналу обычно выше, чем при «верхней»  настройке, в силу несимметричности частотной характеристики колебательного контура. Отсюда ориентировочно f г<f с. Для достижения заданной стабильности частоты гетеродина, с учетом требований по экономичности, простоте эксплуатации можно ориентироваться на схему, выполненную на туннельном диоде, у которого fг= 3*10 …..10 таб.1.1[1]               

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ ПРИЕЬНИКА

Полоса пропускания линейного тракта, форма основных характеристик (АЧХ,ФЧХ) в пределах полосы частот принимаемого сигнала должна удовлетворять требованиям допустимых искажений П= Fс+2 fд+ fзап [1],где Fc - ширина спектра принимаемого сигнала, Fc=1/tуст,          tуст - время установления импульса на выходе   F=1/0.24*10 = 4.16 МГц,  2 fд-                             - Доплеровский сдвиг частоты принимаемого сигнала (в случае перемещения передатчика или приемника).В данном случае, рассматриваемый приемник, входящий в состав приемно-передающей аппаратуры РРЛ связи, является стационарным и 2 fд=0, f зап - запас по частоте,зависящий от нестабильности частоты принимаемого сигнала, нестабильности частоты гетеродина,погрешности в настройке контуров fзап=2 ( c*fc ) +( г*fг) +( н*fг) +( пр*fпр) Последними двумя можно пренебречь в силу их малости. Итак fзап=2  = 198,925 КГц, с=4*10 -по Т.З., г=3*10 -это известно после выбора схемы гетеродина, fc=2*10 Гц -частота сигнала. Так как мы выбираем нижнюю настройку частоты гетеродина:      fг = fc – fпр, fпр  15/tu=15/1.2*10  =12.5 МГц     Примем fпр=30МГц. Отсюда следует: fг=2*10 -3*10 = 1,97 ГГц                                                           Итак П=4,16 МГц + 198,925 КГц= 4,36 МГц                                                                                                                                                     По коэффициенту расширения полосы пропускания можно судить об использовании системыАПЧ. Если К 1,5 то нужна система автоподстройки частоты, Кp=П/ Fc Kp= 4.36 MГц/4,16 МГц = =1,04 < 1.5  отсюда следует, что система АПЧ не нужна                                                                                        Пf=1.1П=1,1*4,36МГц=4,796МГц - эффективная шумовая полоса, ПF=0.7П=0,7*4,36МГц=3,052МГц