Исследование входных цепей радиоприемника - Лабораторные работы №1,2,3 по дисциплине: Радиоприемные устройства систем радиосвязи и радиодоступа. Общий вариант

Устройства приема и обработки радиосигнала
Лабораторные работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
«Исследование входных цепей радиоприемника»

1. Цель работы
Изучение особенностей построения входных цепей (ВЦ) радиоприемников, теоретическое исследование различных схем входных цепей.

2. Подготовка к выполнению работы
Подготовка к выполнению работы заключается в самостоятельном изучении основ теории построения ВЦ приемников и выполнении расчетной части за-дания. Необходимо изучить следующие вопросы:
- назначение и показатели качества ВЦ;
- схемы входных цепей и их характеристики;
- общий анализ одноконтурных ВЦ;
- работа ВЦ в диапазоне частот;
- выбор величины связи с антенной и ее влияние на работу ВЦ в случае настроенных и ненастроенных антенн;
- выбор величины связи ВЦ с активным элементом.

Расчетная часть

Настроенная антенна
Для схемы с автотрансформаторным согласованием рассчитать и построить в виде семейства кривых зависимость резонансного коэффициента передачи от коэффициента трансформации со стороны антенны при разных коэффициентах со стороны нагрузки. Расчет произвести для режима согласования на частоте f0=600 кГц при m=0,02; 0,04; 0,08 и n=0,1; 0,2; 0,4.
Рассчитать и построить зависимость эквивалентного затухания dэ и полосы пропускания П0,7 от n (n=0,1; 0,2; 0,4) при m=0,04 на частоте f0=600кГц.
Исходные данные для расчета ВЦ с настроенной антенной
Параметры антенны: RА=50 Ом
Параметры входного контура: индуктивность LК=182 мкГ; собственная добротность QК=60.
Входное сопротивление первого активного элемента RВХ=3 кОм.
Коэффициенты трансформации: m=0,02; 0,04; 0,08 и n=0,1; 0,2; 0,4.

Ненастроенная антенна
(схема с трансформаторной связью)
Рассчитать и построить зависимость резонансного коэффициента передачи , эквивалентного затухания и полосы пропускания от частоты настройки ВЦ для схемы с трансформаторной связью входного контура с антенной в режиме удлинения. Расчет произвести на крайних и средней частотах диапазона. В расчетах пренебречь затуханием, вносимым в контур из антенны ( ).

Исходные данные для расчета ВЦ с ненастроенной антенной
(схема с трансформаторной связью)
Диапазон частот: 500…700 кГц.
Параметры антенны: ; ; .
Параметры входного контура. ; .
Индуктивность катушки связи ("удлиненный" режим).
Коэффициент связи входного контура с антенной при трансформаторной связи .
Входное сопротивление первого активного элемента (нагрузка ВЦ) .
Коэффициент трансформации со стороны нагрузки: .

Ненастроенная антенна
(схема с емкостной связью)
Рассчитать и построить зависимость резонансного коэффициента передачи , эквивалентного затухания и полосы пропускания от частоты настройки ВЦ для схемы с емкостной связью входного контура с антенной. Рас-чет произвести на крайних и средней частотах диапазона. В расчетах пренебречь затуханием, вносимым в контур из антенны ( ).

Исходные данные для расчета ВЦ с ненастроенной антенной
(схема с емкостной связью)
Диапазон частот: 500…700 кГц.
Параметры антенны: ; ; .
Параметры входного контура. ; .
Емкости связи: .
Входное сопротивление первого активного элемента (нагрузка ВЦ) .
Коэффициент трансформации со стороны нагрузки: .

4. Задание
Настроенная антенна
4.1 Исследовать зависимость резонансного коэффициента передачи ВЦ от при разных . Измерения провести на частоте .
4.2 Исследовать зависимость полосы пропускания от коэффициента трансформации при на частоте .

Ненастроенная антенна
4.3 Исследовать зависимость резонансного коэффициента передачи и полосы пропускания от частоты настройки для схемы ВЦ с трансформа-торной связью с антенной. Измерения провести на средней и крайних частотах диапазона.
4.4 Определить расстройку контура при измеренных параметрах антенны ( ) на верхней частоте диапазона в схеме с трансформаторной связью.
4.5 Исследовать зависимость резонансного коэффициента передачи и полосы пропускания от частоты настройки для схемы ВЦ с емкостной связью с антенной. Измерения провести на средней и крайних частотах диапазона.
4.6 Исследовать зависимость резонансного коэффициента передачи от величины связи с антенной ( ) в схеме с емкостной связью на верхней частоте диапазона.
4.7 Определить избирательность ВЦ по зеркальному каналу на верхней частоте диапазона. Промежуточную частоту принять равной .

5. Содержание отчета
5.1 Схемы входных устройств.
5.2 Таблицы расчетных данных.
5.3 Графики кривых зависимостей коэффициента передачи от частоты, полосы пропускания от частоты.
5.4 Выводы по результатам исследований.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
«Исследование диапазонного усилителя радиочастоты
на полевом транзисторе»

1. Цель работы
Изучение физических основ и основ теории построения усилителей радиочастоты (УРЧ). Теоретическое исследование и изучение основных особенностей работы транзисторного усилителя радиочастоты в диапазоне частот

2. Подготовка к выполнению работы
Подготовка к выполнению лабораторной работы заключается в самостоятельном изучении основ теории построения резонансных усилителей и выполнении расчетной части задания. Студентам перед выполнением работы необходимо изучить следующие вопросы:
- назначение, типы и основные характеристики УРЧ;
- особенности построения схем резонансных усилителей на транзисторах;
- особенности работы резонансных усилителей c автотрансформаторным и трансформаторным включением контура;
- особенности работы транзисторного УРЧ в диапазоне частот;
- вопросы устойчивости работы транзисторных УРЧ; влияние внутренней обратной связи на устойчивость УРЧ; способы повышения устойчивости.

Расчетная часть
1. Рассчитать резонансный коэффициент усиления в трех точках диапазона 500…750 кГц (на крайних и средней частотах) для схемы с двойным авто-трансформаторным включением контура.
2. Рассчитать полосу пропускания усилителя при неравномерности 3 дБ в трех точках указанного диапазона для схемы с двойным автотрансформатор-ным включением контура.
3. Рассчитать устойчивый коэффициент усиления на частоте 600 кГц.

Исходные данные для расчета:
Транзистор КП303. Режим транзистора Ес = 5 В. Ic0 = 2 мА.
Параметры транзистора в указанном режиме:
G22 = 0,05 мСм; С12 = 1,5 пФ; |Y21| = S = 4 мА/В.
Индуктивность контура 182 мкГн.
Конструктивная добротность контура Qк = 60.
Коэффициенты включения m = 0,3 n = 0,2.
Сопротивление нагрузки Rн = 100 кОм.
Коэффициент запаса устойчивости kу = 0,8.

4. Задание
4.1 Рассчитать зависимость резонансного коэффициента усиления от частоты для схемы усилителя с двойным автотрансформаторным включением контура и схем с трансформаторной связью в режиме «удлинения» и «укорочения» стоковой цепи.
4.2 Рассчитать зависимость полосы пропускания УРЧ от частоты настройки стокового контура.

5. Указания к выполнению расчетной части
5.1 Снятие зависимости резонансного коэффициента усиления от частоты
Для схемы УРЧ с автотрансформаторной связью (Рисунок 2.1), трансформаторной связью в режиме удлинения и укорочения (рисунки 2.2 и 2.3 соответственно) построить зависимость от частоты.

5.2 Снятие зависимости полосы пропускания УРЧ от частоты настройки выходного (стокового) контура
Для схемы на рисунке 2.1 рассчитать полосу пропускания УРЧ в пределах диапазона 500…700 кГц на уровне 3 дБ.
Результаты расчета занести в таблицу:

6. Содержание отчета
6.1. Принципиальные схемы исследуемых УРЧ.
6.2. Результаты расчета в виде таблиц и графиков.
6.3. Выводы по результатам исследования

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
«Исследование преобразователя частоты»

1. Цель работы
Изучение теории преобразования на транзисторах и диодах. Теоретическое исследование схемы преобразователя частоты (ПЧ).

2. Подготовка к выполнению работы
Подготовка к выполнению работы заключается в самостоятельном изучении основ теории построения преобразователей частоты и выполнении расчета. Необходимо изучить следующие вопросы:
- назначение, виды и основные характеристики ПЧ;
- теория преобразования на невзаимном элементе и на диоде;
- схемы преобразователей частоты умеренно высоких частот и СВЧ;
- побочные каналы преобразования.

Расчетная часть
1. Рассчитать коэффициент усиления преобразователя по основному ка-налу.
2. Рассчитать частоты побочных каналов приема в режиме линейного по сигналу преобразования, учитывая гармоники гетеродина не выше третей.
3. Рассчитать частоты каналов приема в режиме нелинейного преобразования по сигналу, при нелинейности по сигналу второго и третьего порядков.

Исходные данные для расчета

Промежуточная частота fпр = 465 кГц.
Крутизна преобразования | Y21пр | = 12 мА/В.
Емкость контура на выходе смесителя Ck = 638 пФ.
Эквивалентная добротность контура Qэ = 45.
Коэффициент трансформации со стороны нагрузки n=1.
Сопротивление нагрузки Rн = 50 кОм.

4. Задание
4.1. Определить коэффициент усиления преобразователя по основному каналу и каналу прямого прохождения при условии, что , а .
4.2. Качественно изобразить АЧХ преобразователя частоты в линейном по сигналу режиме для полученных в предварительном расчете частот.
4.3. Качественно изобразить АЧХ преобразователя частоты в нелинейном по сигналу режиме для полученных в предварительном расчете частот.
4.4. Изобразить зависимость коэффициента усиления преобразователя от напряжения гетеродина, при условии, что напряжение гетеродина варьируется в пределах от 0 до 1 В, линейно зависит от амплитуды напряжения и равна зависимость при амплитуде напряжения гетеродина 0,8 В.
4.5. Изобразить осциллограммы напряжения сигнала и напряжения про-межуточной частоты для линейного по сигналу режима при воздействии на вход преобразователя АМ-колебания с коэффициентом амплитудной модуляции 0,8 и синусоидальной огибающей.

5. Содержание отчета
5.1. Принципиальная схема преобразователя частоты
5.2. Данные, полученные путем расчетов.
5.3. Графики частотных характеристик, зависимость коэффициента усиления преобразователя частоты от напряжения гетеродина и осциллограммы входного и выходного напряжения в линейном по сигналу режиме работы преобразователя частоты.
5.4. Выводы по результатам исследований.

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Радиоприемные устройства систем радиосвязи и радиодоступа
Вид работы: Лабораторная работа 1
Оценка: Зачет
Дата оценки: 17.12.2023