Учебное пособие 777

(размер шрифта 14 кегель) или рукописным способами, или чертёжным шрифтом высотой не менее 2,5 мм. Одновременное применение машинописных и рукописных символов не допускается.

Формулы, за исключением формул приложений, нумеруют сквозной нумерацией арабскими цифрами, которые записывают справа на уровне формулы в круглых скобках.

Допускается нумерация формул в пределах раздела. В этом случае номер формулы состоит из номера раздела и её порядкового номера, разделённых точкой. Например, «(2.2)».

Порядок изложения в РПЗ математических уравнений такой же, как и формуле.

В тексте РПЗ допускается делать ссылку на формулы, заимствованные из литературного источника. В этом случае перед записью формулы делают ссылку на источник с указанием номера формулы, например, [4, ф (1.1)] (формула

(1.1) приведена в [4]).

П р и в ы п о л н е н и и р а с ч ё т о в необходимо в формулу подставить значения символов, коэффициентов в той последовательности, в которой они приведены в формуле и привести результат вычислений.

Е д и н и ц ы ф и з и ч е с к и х в е л и ч и н приводятся по ГОСТ 8.417. Обозначения единиц следует приводить после числовых значений величин и помещать в строку с ними (без переноса на следующую строку). Между последней цифрой числа и обозначением единицы следует ставить пробел, например, 1,1 кОм, 10 В.

Если в тексте приводится ряд числовых значений, выраженных в одной и той же единице физической величины то её указывают только после последнего числового значения, например, 1,5; 1,75 кОм.

Ссылки на литературные источники следует указывать порядковым номером по списку литературы, выделенных в квадратные скобки, либо внутри предложения, либо в конце предложения.

Описание источников выполняется в соответствии с

9

требованиями ГОСТ 7.1.

Приложение оформляют как продолжение РПЗ на последующих её листах.

Приложение, как правило, оформляют на листах формата А4. Допускается оформление приложения на листах формата А3, A4x3, A4x4, A2 и A1 по ГОСТ 2.301.

Приложения могут быть обязательными и информационными, которые могут быть рекомендуемого и справочного характера.

Каждое приложение следует начинать с новой страницы, с указанием наверху посредине слова «Приложение» и его обозначения, а под ним в скобках для обязательного приложения следует писать «обязательное», а для информационного – «информационное» или «справочное».

Приложение должно иметь заголовок, который записывают симметрично относительно текста с прописной буквы отдельной строкой.

Приложения обозначают заглавными буквами русского алфавита. После слова «Приложение» следует буква, обозначающая его последовательность.

Допускается обозначение приложений буквами латинского алфавита.

Иллюстрации, таблицы и формулы в приложениях нумеруют в пределах каждого приложения.

Приложения должны иметь общую с остальной частью РПЗ сквозную нумерацию страниц.

Г р а ф и ч е с к а я ч а с т ь

Чертежи и схемы выполняют по правилам, изложенным в соответствующих стандартах ЕСКД.

Структурные схемы выполняются по ГОСТ 2.701-84. На схеме основные функциональные узлы представляют в виде прямоугольников в их взаимосвязи с помощью линий. Второстепенные узлы обычно не приводят, а если они изображены, то линии взаимодействия выполняют пунктирной линией.

10

Графическое изображение схем должно задавать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных узлов устройства. На линиях взаимодействия рекомендуется указывать направление действия сигналов и потоков энергии с помощью стрелок.

Допускается также приводить на схеме параметры сигналов (значения напряжений и мощности) в характерных точках в относительных или абсолютных единицах, пояснительные надписи, диаграммы и т.д.

На схеме должны быть приведены наименования каждого функционального узла. Допускается указывать тип элемента и документа, на основании которого этот элемент (функциональный узел) применен.

При изображении функциональных узлов в виде прямоугольников наименования, типы и обозначения узлов рекомендуется вписывать внутрь прямоугольников.

При большом числе функциональных узлов допускается взамен наименований, типов и обозначений проставлять порядковые номера справа от изображения или над ним, как правило сверху вниз в направлении слева направо. В этом случае наименования, типы и обозначения указывают в таблице, помещенной на поле схемы.

Схемы алгоритмов и программ выполняются в соответствии с требованиями стандартов единой системы программной документации (ЕСПД).

Графическая часть системы автоматизированного проектирования выполняется в соответствии с ЕСКД, ЕСПД и САПР.

Принципиальные схемы выполняют по ГОСТ 2.702. На них изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для работы и контроля заданных параметров, все электрические связи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т.д.) которыми заканчиваются входные и выходные цепи.

11

1.4. Защита курсового проекта

Законченный курсовой проект сдается на проверку (рецензирование) руководителю проекта. Целесообразность сдачи курсового проекта на проверку определяется руководителем. Норма контроль курсовых проектов проводится в порядке, установленном кафедрой.

После проверки КП возвращается студенту с соответствующими замечаниями. Рецензия на КП студента заочного обучения должна быть оформлена на типовом бланке.

Если в КП имеются ошибки или неточности, не приводящие к неверным конечным результатам, то КП могут быть допущены к защите при условии исправления указанных ошибок.

Если ошибки приводят к неверным конечным результатам, то КП к защите не допускается и он должен быть частично или полностью переработан.

Курсовой проект, выполненный без соблюдения перечисленных в разделе 1.3 требований, возвращают для переработки.

При направлении на повторную проверку к КП должны быть приложены все страницы (и другие материалы), содержащие отмеченные при первой проверке ошибки.

КП после внесения исправлений по замечаниям допускается к защите.

Защита КП является особой формой проверки выполнения проекта. Защита должна научить студента всестороннему обоснованию предложенных им решений инженерской задачи и глубокому пониманию выполненной работы.

Защита КП производится при непосредственном участии руководителя КП (комиссии). Студенты академической группы имеют право присутствовать при защите КП.

12

К защите КП студент должен подготовить доклад (5-10 мин), в котором требуется четко сформулировать задание на курсовой проект, пояснить порядок его выполнения, изложить результаты работы и дать рекомендации по применению разработанного устройства.

Защита состоит в кратком докладе студента по выполненному проекту и ответах на вопросы. Вопросы могут задаваться как преподавателями, так и студентами, присутствующими на защите. Студент должен дать все необходимые объяснения по существу проекта.

Задаваемые вопросы должны соответствовать теме КП и относится к методам расчета проектируемого устройства, особенностям конструкции, технологии изготовления и эксплуатации, обоснованию конструкторских и технологических решений, технико-экономическим расчетам.

При необходимости более глубокой проверки знаний студента ему могут быть заданы вопросы по теоретическому курсу, связанному с содержанием КП.

Результаты защиты КП оценивается по пяти бальной системе. При оценке учитываются систематичность работы над проектом, качество графической части, расчетнопояснительной записки, а также ответы на вопросы.

Положительная оценка проставляется на титульном листе КП, записывается в зачетную книжку студента и ведомость за подписью руководителя проекта.

В случае неудовлетворительной оценки дата повторной защиты курсового проекта назначается руководителем проекта, а в третий раз защита допускается только с разрешения кафедры.

Защищенный КП отдается руководителю проектирования.

13

2. ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ

Данные методические указания направлены на проектирование устройств передачи (УПд) и устройств приема (УПр) сигналов и содержат сведения, необходимые для проектирования устройств передачи сигналов различных видов модуляции, назначения и диапазонов частот, а также устройств приема сигналов профессиональной, мобильной, магистральной радиосвязи и систем радиовещания.

В процессе проектирования студент знакомится с соответствующими начальными этапами и этапом промышленного проектирования, с современной элементной базой и основами машинного проектирования.

Методические указания позволяют сократить затраты времени на проектирование. На стадиях эскизного проектирования УПр широко используется ЭВМ, что позволяет повысить качество проектирования, уменьшить время на разработку и стоимость проектирования.

2.1. Тематика курсовых проектов

2.1.1.Устройства передачи сигналов

1.Передатчик сигналов высочастотного диапазона.

2.Передатчик сигналов ультравысочастотного диапазона.

3.Передатчик магистральной радиосвязи.

4.Телевизионный передатчик сигналов звукового сопровождения.

5.Передатчик сигналов радиопомех.

Вопросы проектирования УПд различного назначения приведены в [1-11].

14

2.1.2.Устройства приема сигналов

1.Связной супергетеродинный приемник.

2.Радиоприемник мобильной радиосвязи.

3.Радиоприемник магистральной радиосвязи.

4.Приемник однополосных сигналов.

5.Супергетеродинный приемник АМ-4М сигналов.

6.Автомобильный приемник.

7.Поверочный расчет супергетеродинного приемника.

Вопросы проектирования УПр различного назначения приведены в [12-17].

15

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ПЕРЕДАЧИ

Проектирование устройств передачи выполняется в несколько этапов:

выбор и обоснование структурной схемы;

расчет структурной схемы;

электрический расчёт принципиальных схем функциональных узлов, образующих уточнённую структурную схему;

составление полной принципиальной схемы разработанного УПд.

3.1. Выбор и обоснование структурной схемы УПд

Разработка структурной схемы проектируемого УПд начинается с тщательного изучения технического задания (ТЗ). На этом этапе нужно, исходя из ТЗ и современного уровня техники сформулировать общее представление об основных функциональных узлах УПд. Обосновать тип возбудителя – типовой или специализированный в виде отдельного устройства или встроенного в передатчик. Если проектируемое устройство – радиостанция связи, то нужно определить, какие узлы передатчика будут общие с приемником. Затем следует принять решение о структуре выхода УПд: симметричный, несимметричный. После этого выбрать схемы предварительных каскадов усиления: резонансные, широкополосные. Обосновать степень автоматизации передатчика и провести выбор источников питания. Результатом работы на этом этапе должна стать ориентировочная структурная схема УПд, имеющая все необходимые функциональные узлы, число каскадов которой уточняется на следующем этапе проектирования. Оптимально собранная структурная схема может быть получена на основе рассмотрения различных видов типовых схем, приведенных в [1-8], схемы выбранного прототипа, в качестве которого выбирается промышленное УПд сигналов.

16

После выбора схемы необходимо обосновать требования к функциональным узлам этой схемы, выбрать тип усилителей и других функциональных узлов. Особенности формирования различных видов модуляции, схем используемых усилителей и автогенераторов изложены в [1-8].

При формировании заданного вида сигнала возможны различные варианты.

Наиболее просто реализовать амплитудную манипуляцию (АМ) [4]. Принцип формирования цифровой АМ изложен в [1, 3].

Частотная манипуляция (ЧМ) с фазовой манипуляцией (ФМ) широко используется в профессиональной радиосвязи

[4, 8].

В современных системах связи широко применяются и многоуровневые методы цифровой модуляции. При этом наиболее перспективными являются многоуровневая ФМ и квадратурно-амплитудная манипуляция (КАМ) [1, 2]. Их преимущество – большая помехоустойчивость, уменьшающая полосу частот, занимаемой каналом.

Существенное отличие устройства передачи СПЦС от аналогово состоит в структуре и функциях, выполняемы модулятором при формировании различных видов радиосигналов. При этом сигнал предварительно поступает в информационный блок, в котором преобразуется в импульснокодовую модуляцию, а затем передается в сигнальный процессор. В процессоре происходит выполнение операций кодирования, перемножения, пакетирования и шифрование [1].

Сформированная последовательность импульсов передается в последовательно-параллельный преобразователь, в котором формируется две последовательности квадратурных сигналов. Полученные последовательности импульсов поступают непосредственно на модулятор, в котором с помощью высокочастотного опорного колебания осуществляется операция перемножения, в результате которой формируется радиосигнал.

17

Высокочастотный тракт цифровых передатчиков радиосвязи также имеет свои особенности: более широкие полосы частот, высокие требования к подавлению внеполосных излучений и ряд других. Источник опорных колебаний такого устройства должен иметь высокую кратковременную нестабильность частоты [8].

При выборе структурной схемы телевизионного УПд необходимо также учесть, что получение малых нелинейных искажений тракта РЧ при больших уровнях мощности на выходе УМ (сотни ватт, единицы киловатт) представляет достаточно сложную и противоречивую задачу, решение которой может быть получено путем тщательного анализа возможных вариантов схемных решений, выбора элементной базы и конструктивных решений.

Возбудитель опорный генератор является источником высокочастотных колебаний, допустимая долговременная нестабильность несущей частоты которого определяется требованиями ГОСТ для различных видов радио излучений. Для реализации этих требований применяются автогенераторы со стабилизацией частоты: с применением кварцевых резонаторов, резонаторов на основе ПАВ и другие, поскольку LC-автогенераторы обеспечивают нестабильность частоты порядка 10-3... 10-4.

Обычно возбудители имеют небольшую выходную мощность (1... 10 мВт) и реализуются с использованием маломощных высокочастотных транзисторов, у которых паразитные параметры и инерционность проявляются незначительно. Малая мощность задающего автогенератора позволяет обеспечить и тепловой режим транзисторов и эталонного резонатора, при котором стабильность частоты достигается наибольшей.

Кварцевые автогенераторы чаще всего работают на частотах 10…20 МГц (основная частота) и на гармониках до 300 МГц. Автогенераторы на ПАВ резонаторах работают на более высоких частотах (до 1 ГГц и выше). Их достоинством является более высокий уровень мощности, малый уровень

18