Расчет чувствительности радиоприемного устройства

ВВЕДЕНИЕ

Такой предмет, как "Радиоприемные устройства цифровых систем радиосвязи " является профильным предметом. Изучение данной дисциплины включает в себя как теоретические, так и практические занятия. Целью данного курсового проекта является: 1) освоение методики расчета шумовых параметров РПМУ в целом, так и отдельных его каскадов; освоение методики расчета чувствительности РПМУ; привитие навыков разработки путей оптимизации РПМУ (с точки зрения достижения максимальной чувствительности приема) на основе анализа шумовых параметров его каскадов; 2) освоение методики расчета избирательности РПМУ в целом, так и отдельных его каскадов; освоение методики расчета частот паразитных каналов супергетеродинного приемника и воздействия помех; привитие навыков разработки путей оптимизации РПМУ (с точки зрения достижения максимальной частотной избирательности) на основе анализа параметров действующих помех и режимов работы каскадов РПМУ. В данном курсовом проекте требуется освоить методики расчета и анализа параметров радиоприемного устройства (РПМУ). Чувствительность и избирательность – одна из основных характеристик радиоприёмного устройства. Основная задача радиоприемного устройства сводится к выделению полезного радиосигнала из множества других сигналов и возможных помех, а это не возможно без расчета необходимой чувствительности и избирательности. Область задач этой работы непосредственно примыкает к специальным предметам, т.е эта курсовой проект является актуальным в настоящее время.

Данный курсовой проект содержит 18 листов, 4 рисунка и четыре таблицы.

АНАЛИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАДИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА

Индивидуальные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Индивидуальные данные для задания 1

Структурная схема додетекторного высокочастотного (ВЧ) тракта (тракт радиочастоты и такт промежуточной частоты) представлена на рис. 1. Приемная установка включает антенну, антенный кабель и собственно приемник. Узлы приемника:

· входное устройство (ВУ);

· резонансный усилитель радиочастоты (УРЧ);

· преобразователь частоты (ПрЧ);

· фильтр сосредоточенной избирательности (ФСИ);

· усилитель промежуточной частоты (УПЧ).

Детектор и последующие каскады на рис.1 не показаны.

Рисунок 1 - Структурная схема додетекторного тракта приемника.

Расчет чувствительности радиоприемного устройства

Пусть задана структурная схема супергетеродинного приемника с параметрами функциональных узлов:

Антенна: T_A = 250 K, R_А = 75 Ом
Кабель: L_КАБ = 3 дБ
ВУ: L_ВУ = 1дБ
УРЧ: K_{P УРЧ} = 14 дБ; K_{Ш УРЧ} = 2 дБ
ПрЧ: K_{P ПРЧ} = 2 дБ; K_{Ш ПРЧ} = 5 дБ
ФСИ: L_Ф = 2 дБ; ∆F_Ф = 2500 кГц
УПЧ: K_{Ш УПЧ} = 10 дБ
Требуемое отношение С/Ш: q₀ = 9 дБ

1. Переводим исходные данные, заданные в децибелах, в разы с помощью известного соотношения

Тогда:

L_КАБ = 10 ^3/10 = 1.995;
L_ВУ = 10 ^1/10 = 1.259;
K_{P УРЧ} = 10 ^14/10 = 25.119; K_{Ш УРЧ} = 10 ^2/10 = 1.585;
K_{P ПРЧ} = 10 ^2/10 = 1.585; K_{Ш ПРЧ} = 10 ^5/10 = 3.162;
L_Ф =10 ^2/10 = 1.585;
K_{Ш УПЧ} = 10 ^10/10 = 10;
q₀ = 10 ^9/10 = 7.943.

2. Определяем, согласно (15), значения коэффициентов передачи и коэффициентов шума пассивных узлов (кабеля, ВУ, ФСИ):

K_{P КАБ} = 1 / L_КАБ = 1 / 1.995=0.501; K_{Ш КАБ} = L_КАБ = 1.995;
K_{P ВУ} = 1 / L_ВУ = 1 / 1.3490 = 0.794; K_{Ш ВУ} = L_ВУ = 1.259;
K_{P Ф} = 1 / L_Ф = 1 / 1.585= 0.630; K_{Ш Ф} = L_Ф = 1.585.

Далее задача может быть решена различными способами.

3. Вычисляем, согласно (10), значения шумовой температуры каждого каскада приемника

T_КАБ = (K_{Ш КАБ} - 1) T₀ = (1.995-1) ∙293 = 291.53 K;
T_ВУ = (K_{Ш ВУ} - 1) T₀ = (1.259-1) ∙293 = 75.88 K;
T_УРЧ = (K_{Ш УРЧ} - 1) T₀ = (1.585-1)∙293 = 171.41 K;
T_ПРЧ = (K_{Ш ПРЧ} - 1) T₀ = (3.162-1)∙293 = 633.47 K;
T_Ф = (K_{Ш Ф} - 1) T₀ =(1.585- 1) ∙293 = 171.41 K;
T_УПЧ = (K_{Ш УПЧ} - 1) T₀ = (10- 1)∙293 = 2637 K.

4. Основываясь на (13), рассчитываем шумовую температуру приемника в целом. При этом обязательно фиксируем удельный вклад каждого каскада (16)

K.

Tпр= К

Выделенные значения характеризуют вклад каждого каскада в общую шумовую температуру приемника. Они понадобятся на этапе анализа возможности снижения шумов.

5. Находим, используя (9), коэффициент шума приемника

или 6.17 дБ.

6. Определяем суммарную шумовую температуру приемника и приемной антенны

T_S = T _А + T_ПР = 250 +1212.1= 1462.1 K.

7. Вычисляем суммарную шумовую мощность на входе приемника, полагая, что ΔF_ЭФ ≈ΔF_Ф = 2500 кГц,

P_{Ш S} = k ∙T_S∙ΔF_ЭФ = 1.38 · 10 ^-23 · 1462.1 ·2500= 5.1 · 10 ^-17 Вт.

8. Рассчитываем искомое значение чувствительности приемника

P_А0 = q₀ · P_{Ш S} = 9 · 5.1 · 10 ^-17 = 4.59 · 10 ^-16 Вт.

Вычисляем значение чувствительности в децибелах относительно 1 мВт

дБм

Поиск по сайту: