Контрольно -корегувальна станція

 

   Рисунок 4.1 – Структурна схема підсилювача проміжної частоти

 

 Функціональна схема  ІМС HMC476SC70 наведена на рис. 4.1, а її параметри в табл. 4.1. Для отримання коефіцієнта підсилення в ми використаємо три таких підсилювачі. При цьому загальний коефіцієнт шуму блоку ППЧ:

 

Рисунок 4.2 – Функціональна схема ІМС HMC476SC70

де 1,2,4,5 – корпус; 3 – вхід; 4 – вихід

 

Таблиця 4.1

Параметри ІМС HMC476SC70

Параметри		Значення	Одиниці вимірювання
Діапазон робочих частот		0 - 6	ГГц
Напруга живлення		5 - 12	В
Струм живлення		35	мА
		63	мА
		84	мА
Коефіцієнт підсилення		20	дБ
		16	дБ
		12	дБ
Коефіцієнт шуму		2,5	дБ
		3,0	дБ

 

 

 

 

 

4.2 Розрахунок  елементів принципової електричної  схеми підсилювача проміжної  частоти 

Схема увімкнення ІМС HMC476SC70 наведена на рис. 4.3.

Рисунок 4.3 - Схема увімкнення HMC476SC70

Вибір ємностей, індуктивностей і опорів проводимо згідно з рекомендаціями специфікації на ІМС HMC476SC70. В табл. 4.3 визначені номінали роздільних конденсаторів і котушок індуктивностей залежно від робочої частоти, а в табл. 4.3 – номінали опорів фільтрів нижніх частот, які мінімізують взаємний вплив каскадів.

Таблиця 4.2

 Рекомендовані номінали  елементів

Елементи	Частота (МГц)
	50	900	1900	2200	2400	3500	5200	5800
L1	270 нГн	56 нГн	18 нГн	18 нГн	15  нГн	8,2 нГн	6,8 нГн	3,3 нГн
C1 C2	0,1 мкФ	100 пФ	100 пФ	100 пФ	100 пФ	100 пФ	100 пФ	100 пФ

 

 

 

 

Таблиця 4.3

Рекомендовані номінали резисторів

Напруга живлення, В	5	8	10	12
Опір резистора, Ом	56	130	180	240

 

В якості смугового фільтру (СФ) використаний фільтр на поверхневих  акустичних хвилях  LBN 7001 фірми SIPAT.

Фільтри на ПАВ мають комерційне застосування на частотах від 30 МГц до 3 ГГц. На низьких частотах габарити фільтрів стають значно більшими, тому замість них знаходять застосування монолітні фільтри на об'ємних хвилях, виконані з п'єзоелектричної кераміки. На частотах вище 3 ГГц розв'язна здатність фотолітографічного процесу не дозволяє одержати високий відсоток виходу придатних виробів, і ціна таких фільтрів стає неконкурентною в порівнянні з іншими рішеннями. На високих частотах застосовуються електромагнітні фільтри на зв'язаних порожнинах, виконані з кераміки.

Оскільки центральна частота  й форма частотної характеристики визначаються топологією, вони не вимагають  складного настроювання в апаратурі  й не потребують налаштування в процесі  експлуатації. Технологія виготовлення, сумісна з напівпровідниковим виробництвом, дозволяє випускати їх у великому обсязі з високою відтворюваністю. Компоненти на поверхневих акустичних хвилях розробляються вже багато років.

Основні переваги фільтрів на ПАХ випливають із їхньої структури:

1. Відносна простота реалізації фільтрів із заданими характеристиками, технологічність і повна інтегральність конструкції в комбінації з точною повторюваністю параметрів;
2. Малі розміри;
3. Незалежність фазочастотної характеристики (ФЧХ) від амплітудно-частотної (АЧХ);
4. Висока прямокутність АЧХ;
5. Чудова позасмугова режекція;
6. Температурна стабільність.

Можливість масового виробництва, економічність і відтворюваність  таких пристроїв обумовлені застосуванням  планарної групової технології при  їхньому виготовленні. Загальний  вигляд ПАХ фільтра наведено на рис.4.4.

Рисунок  4.4 - Загальний вигляд ПАХ фільтра

 На рис. 4.5 наведено АЧХ запропонованого фільтра , а в табл. 4.3 приведені його основні параметри.

Рисунок  4.5 - АЧХ фільтра

Таблиця 4.4

Параметри ПАХ фільтра

Параметри		Одиниці вимірювання	Мінімальне значення	Типове значення	Максимальне значення
Центральна частота		МГц	218	222	226
Затухання в смузі подавленняння		дБ	40	45	-
Смуга пропус-кання за рівнем	1 дБ	МГц	36,6	37,8	-
	3 дБ	МГц	40	41	-
	40 дБ	МГц	-	57,7	-
Робоча температура		0С	25
Розміри		22,2×12,6×5,2мм

 

 

5. Перевірка роботоздатності   підсилювача проміжної частоти  сигналу у супутникової радіонавігаційної  системи GPS

 

В даному розділі проведено  аналіз роботоздатності підсилювача  проміжної частоти на базі ІМС HMC476SC70 та ПАХ фільтра.

На рисунку 5.1 приведена  структурна схема підсилювача проміжної  частоти на базі ІМС.

 

 

Рисунок 5.1 – структурна схема ППЧ

Для перевірки роботоздатності  даної схеми ми подаємо сигнал на вхід нашого підсилювача і спостерігаємо  результати на осцилографі та Bode Plotter.

На рисунку 5.2 показано вхідний та вихідний сигнал, що підсилений.

 

Рисунок 5.2 Вхідний та вихідний сигнали

_{Виходячи  з рекомендацій по обранню напруги  вхідного сигналу, було обрано напругу 0.5 мВ, задля отримання вихідної напруги 0.5В, яка була задана в умові.}

_{Після аналізу вихідного сигналу до вхідного видно, що вихідний сигнал підсилився на 60 дБ, як і було заплановано на початку, тобто кожен з ІМС підсилює сигнал на 20дБ.}

_{Далі  ми проводимо аналіз амплітудно-частотних  та фазочастотних характеристик схеми ППЧ. Для цього ми використовуємо Bode Plotter. На рисунку 5.3 зображена АЧХ ППЧ.}

Рисунок 5.3 – АЧХ ППЧ

 

 

Дослідження фазочастотної характеристики було проведено на рисунку 5.4.

 

 

Рисунок 5.4 – ФЧХ ППЧ

 

_{З отриманих  результатів ФЧХ  видно, що перехід  на робочу точку відбувається на значенні частоті 225 Гц.}

 

 

 

 

 

 

 

Висновок

 

В даній роботі проводиться  дослідження супутникової радіонавігаційної системи (СРНС) GPS. Ця система розроблялася для виключно військових цілей, але на сьогодні вона широко використовується в геодезії, картографії, навігації, супутниковому моніторингу транспорту та для активного відпочинку.

Супутникова радіонавігація є одним з перспективних направлень прикладної космонавтики. Вона забезпечує якісно новий рівень координатно-часового забезпечення наземних, морських, повітряних і космічних користувачів. Це підтверджується  такими важливими перевагами сучасних СРНС типу GPS і ГЛОНАСС, як глобальність робочої зони, необмежена пропускна  здатність, скритність, живучість, високу точність і неперервність вимірювань просторових координат користувачів, швидкості їхнього руху і просторової  орієнтації, поточного часу.

       В третьому  розділі ретельно показано структуру  сучасних СРНС типу GPS, а також антенно-приймальну та антенно-передавальну схеми даної супутникової радіонавігаційної системи.

       Також  в даній курсовій роботі було  проведено  моделювання структурної схеми та розрахунок ППЧ на елементній базі ІМС та проаналізовано вхідний та вихідний сигнали, показано амплітудно-частотну характеристику та фазочастотну характеристику.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури

 

1.  Коваль В.М. Радіоелектронні системи : Курс Лекцій. – Житомир:  ЖВІ НАУ, 2011. – 300с.: іл.

2. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. — М.: Эко-Трендз, 2000. — 270 с.

 3. А. Андрощук, С.В. Петраш, О.Є. Леонтьєв Основи теорії передачі інформації ч.2, Р. Житомир, 2006.

4.Методичні рекомендації для виконання курсових проектів за напрямком «Радіотехніка». Уклад. Е.І. Пащенко, В.М. Коваль. – Житомир: ЖВІРЕ, 2006.

5.Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств под редакцией М.К. Белкина. – К.: Высшая школа, 1982.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Расчёт полосы пропускания  приёмника

Необходимая полоса пропускания определяется реальной шириной спектра частот принимаемого сигнала ∆F_c и запасом по полосе пропускания ∆F_зап, зависящая от нестабильностей частот принимаемого сигнала и гетеродина приемника, а также от погрешности при настройке отдельных контуров.

,                                           (1.1)

Для телефонного сигнала ширина спектра определяется по формуле:

 где F_B - верхняя полоса воспроизводимых звуковых частот, Гц.

Определим нестабильность воспроизводимой  частоты по формуле:

                      (1.2)

где    b_H - нестабильность несущей частоты;

          b_Г    - нестабильность частоты гетеродина;

      b_ПК - нестабильность частоты при прохождении через прямой канал;

      f_H  - максимальная частота несущей частоты, Гц;

      f_Г     - максимальная частота гетеродина, Гц.

Принимаем значение относительной нестабильности несущей частоты сигнала b_H = 0, так как мы не учитываем нестабильность частоты, связанной с нестабильностью передаваемого сигнала радиостанцией и девиацией частоты при распространении принимаемого сигнала в пространстве. В связи с тем, что сейчас производится предварительный расчет радиоприемного устройства, устанавливаем нестабильность частоты гетеродина приёмника Ь_г = 10^-5 и нестабильность частоты при прохождении сигнала через прямой канал Ь_ПК ⁼ 0 (используется линейная вольтамперная характеристика нелинейных элементов).

Исходя из выше сказанного:

                                                          (1.3)

Таким образом, запас по промежуточной  частоте составляет:

Определяем полосу пропускания  приемника.

1.3 Выбор значения промежуточной  частоты

Число преобразований частоты в  приемнике и значение промежуточной  частоты  f_ПЧ выбирается, в первую очередь, из условий обеспечения требований по ослаблению зеркального (S_ЗК) и соседнего (S_СК) каналов, а также с учетом других факторов. В проектируемом приемнике эти требования могут быть обеспечены при использовании одного преобразования частоты и стандартного значения f_ПЧ. В бытовой аппаратуре приняты следующие значения f_ПЧ: