Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Октября 2011 в 22:44, курсовая работа
Передача повідомлень з одного пункту в другий являється основною задачею в техніці зв’язку. Існує багато методів та принципів передачі повідомлень. Всі вони мають свої переваги та недоліки в порівнянні один з одним.
Анотація 4
Перелік скорочень 6
Вступ 7
1. Розробка технічного завдання 9
2. Техніко-економічне обґрунтування оптимальності вирішення основної задачі 11
3. Аналіз сучасного стану розробок 13
4. Розробка структури системи передавання 15
4.1 Розробка структурної схеми 15
4.1.1 Розрахунок верхньої частоти групового спектру 16
4.1.2 Розрахунок тактової частоти дискретизатора 17
4.2 Вибір та обґрунтування елементної бази 18
4.3 Розрахунок ФНЧ 19
4.4 Розрахунок амплітудного модулятора 21
4.5 Розрахунок генератора носійної частоти 24
4.6 Розрахунок дельта-модулятора 28
5. Комп’ютерне моделювання фільтра низьких частот 35
5.1 Вибір моделюючої системи 35
5.2 Вибір моделей компонентів 35
5.3 Аналіз моделі ФНЧ 36
6. Аналіз виконання технічного завдання 38
Висновки 39
Література 40
Додатки 41
В
якості операційного підсилювача для
ФНЧ необхідно обрати такий операційний
підсилювач, частота одиничного підсилення
якого є щонайменше вдвічі вищою за верхню
частоту спектру вхідного сигналу. На
основі цих міркувань обираємо мікросхему
типу К154УД4, яка забезпечує високий коефіцієнт
підсилення, у необхідному діапазоні частот.
Порівняльні характеристики сучасних
операційних підсилювачів наведені у
таблиці 4.2.1.
Таблиця 4.2.1 – Параметри операційних підсилювачів
| Тип | |||||
| К154УД4 | 1 | 2 | 30 | 8000 | ±15 |
| К140УД6 | 1 | 1 | 1 | 3·104 | ±15 |
| К553УД5 | 0,2 | 2 | 0,4 | 2·104 | ±12 |
В якості активного елемента амплітудного модулятора будемо використовувати двозатворний уніполярний транзистор КП306А. Даний транзистор характеризується дуже малою прохідною ємністю, що дозволяє використовувати його на високих частотах. Параметри даного транзистора наведені у таблиці 4.4.1.
В якості активного елемента генератора носійних частот необхідно використати досить високочастотний малопотужний біполярний транзистор. Використаємо транзистор типу КТ312А. Оскільки генератор використовує кварцову стабілізацію, то необхідно використати кварцовий резонатор. Використаємо кварцовий резонатор типу РК450. Параметри транзистора та кварцового резонатора приведені у таблицях 4.5.1 та 4.5.2 відповідно.
Оскільки дельта-модулятор працює у діапазоні ультрависоких частот, то для нього необхідно використати серію НВЧ мікросхем. Обираємо серію спеціалізованих мікросхем 74LS00 фірми Analog Devices. Для дельта-демодулятора використаємо аналогічну серію мікросхем.
В
якості детектора АМ-сигналу та відеопідсилювача
використаємо мікросхему К174УР5. Дана мікросхема
дозволяє забезпечити детектування
відеосигналу, та його підсилення, має
вбудовану систему АРП, а також виконує
фіксацію рівнів сигналів «чорного» та
«білого».
4.3
Розрахунок ФНЧ
З
метою зменшення
Рисунок
4.3.1 – Схема електрична принципова
ФНЧ
Приймаємо . Знаходимо опір R4.
В якості опорів R1, R2 та R3 обираємо резистори типу С2-23 1кОм±5% 0,125 Вт.
.
В якості опору R4 обираємо резистор типу С2-23 2 кОм±5% 0,125 Вт.
Визначаємо ємність С1 за формулою (4.3.1).
(4.3.1)
В якості C1 обираємо конденсатор типу К10-17 62 пФ±5% 50 В.
Визначаємо ємність С2 за формулою (4.3.2).
(4.3.2)
В якості C2 обираємо конденсатор типу К10-17 56 пФ±5% 50 В.
Визначаємо ємність С3 за формулою (4.3.3).
(4.3.3)
В якості C3 обираємо конденсатор типу К10-17 5,1 пФ±5% 50 В.
В
якості операційного підсилювача обираємо
мікросхему типу К154УД4, яка забезпечує
частоту одиничного підсилення
, що є достатнім для використання у
даному фільтрі.
4.4 Розрахунок амплітудного модулятора
Схема електрична принципова амплітудного модулятора зображена на рисунку 4.4.1.
Рисунок 4.4.1 – Схема електрична принципова амплітудного модулятора
У
якості активного елемента обираємо
польовий транзистор КП306А. Параметри
транзистора приведені в
Таблиця 4.4.1 - Параметри транзистора КП306А
| Крутість вольт-амперної характеристики | 3...8 |
| Зворотна напруга відсічки | 4 |
| Струм втрат затвору | 5 |
| Коефіцієнт шуму | 7 |
| Вхідна ємність | 5 |
| Прохідна ємність | 0,07 |
| Максимальна допустима напруга затвор – витік | 20 |
| Максимальна допустима напруга затвор – стік | 20 |
| Максимальна допустима напруга стік – витік | 20 |
| Максимальний допустимий струм стоку | 20 |
| Максимальна допустима потужність розсіювання | 150 |
У відповідності до параметрів активного елемента задаємо режим за постійним струмом.
Визначаємо постійні напруги в точках схеми.
Знаходимо опори подільників. Приймаємо . Визначаємо опори R2 та R4 за формулою (4.4.1).
(4.4.1)
В
якості резисторів R2 та R4 обираємо резистори
типу С2-23
100 кОм±10% 0,125 Вт.
Визначаємо опори R1 та R3 за формулою (4.4.2).
(4.4.2)
В
якості резисторів R1 та R3
обираємо резистори типу С2-23
910 кОм±10% 0,125 Вт.
Знаходимо опір навантаження за формулою (4.4.3).
(4.4.3)
В якості резистора обираємо резистор типу С2-23 390 Ом±10% 0,125 Вт.
Знаходимо опір за формулою (4.4.4).
(4.4.4)
В якості резистора обираємо резистор типу С2-23 100 Ом±10% 0,125 Вт.
Знаходимо опір за формулою (4.4.5).
(4.4.5)
В якості резистора обираємо резистор типу С2-23 200 Ом±10% 0,125 Вт.
Із умови (4.4.6) знаходимо ємність .
(4.4.6)
В якості обираємо конденсатор типу К10-17 2,2 нФ±20% 50 В.
Із умови (4.4.7) знаходимо ємність .
(4.4.7)
В якості обираємо конденсатор типу К10-17 1 нФ±20% 50 В.
Із умови (4.4.8) знаходимо ємність .
(4.4.8)
В якості обираємо конденсатор типу К10-17 680 нФ±20% 50 В.
Із умови (4.4.9) знаходимо ємність .
(4.4.9)
В якості обираємо конденсатор типу К10-17 22 пФ±20% 50 В.
Із умови (4.3.10) знаходимо ємність .
(4.4.10)
В якості обираємо конденсатор типу К10-17 680 нФ±20% 50 В.
Оскільки необхідно передавати 15 телевізійних каналів, то встановлюємо в системі передавання 15 однакових амплітудних модуляторів.
4.5 Розрахунок генератора носійної частоти
Оскільки носійні частоти є кратними 9 МГц, то доцільно використати один генератор з частотою генерації 9 МГц, а для утворення носійних частот використаємо 15 помножувачів частоти.
Схема електрична принципова генератора зображена на рисунку 4.5.1.
Рисунок
4.5.1 – Схема електрична принципова кварцового
генератора.
Вибираємо кварц типу РК450 [6]. Параметри кварцу наведені у таблиці 4.5.1.
Таблиця 4.5.1 – Параметри кварцу.
| Тип | ||||||
| РК450 | 50 | 2,6 | 1 | 9 | 0,1 |
Вибираємо транзистор типу КТ312А [6]. Параметри транзистора наведені у таблиці 4.5.2.
Таблиця 4.5.2 – Параметри обраного транзистора.
| Тип | ||||||||
| КТ312А | 12 | 50 | 80 | 150 | 50 | 60 | 5 | 50 |
Обираємо режим роботи транзистора. Приймаємо . Для забезпечення стабільної роботи автогенератора повинна виконуватись умова (4.5.1).
(4.5.1)