Разработка технологии изготовления радиоприемника

Введение

Данный курсовой проект является завершающим этапом изучения основ радиоприемников и методов их конструирования. Радиоприемники являются важным функциональным элементом радиотехнических систем, поскольку они способны принимать слабые радиосигналы и преобразовывать их в форму, удобную для восприятия человеком.
Выбор типа структурной схемы
Радиовещательные приёмники, как правило, конструируются по схеме с однократным преобразованием частоты, как показано на рисунке 1.
Для обеспечения возможности изменения настройки в супергетеродине достаточно варьировать частоту гетеродина при использовании широкополосной входной цепи или же изменять частоту гетеродина и частоту настройки входной цепи.
Первым элементом приёмника является входная цепь, представляющая собой часть схемы, которая связывает антенно-фидерную систему с входом первого каскада приёмника. В качестве первого каскада может выступать усилитель радиочастоты или смеситель.
Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты
Определение избирательной системы тракта промежуточной частоты является ключевым аспектом в области радиотехники. Эта система определяет полосу пропускания и избирательность тракта по соседнему каналу, что имеет решающее значение для эффективного функционирования приёмников.
В современных устройствах широко применяются монолитные кварцевые фильтры, представляющие собой решётку из электродов, нанесённых на поверхность кварцевой подложки. Эти фильтры действуют как резонаторы, а промежутки между электродами служат элементами связи.

Пример такой диаграммы для схемы профессионального КВ-приемника приведен на рисунке.


Рисунок 3 Диаграмма уровней сигнала и шума в тракте радиоприемника
- сигнал при максимальной входной мощности;
- сигнал при минимальной входной мощности;
- уровень шума.
. Максимальная выходная мощность приемника - это мощность, которая подводится к громкоговорителю (нагрузке) при допустимых нелинейных искажениях.
. Минимальная входная мощность приемника - это реальная чувствительность приемника.
. Внутренний шум приемника - это аддитивная флуктуационная помеха, создаваемая элементами схемы приемника.
. Оценка динамического диапазона приемника
. Динамический диапазон - диапазон уровней сигналов, в пределах которого приемник должен сохранять заданные характеристики.
. Обычно динамический диапазон выражают через отношение






Назначение микросхемы
Микросхема К174ХА2 предназначена для использования в радиовещательных супергетеродинных приемниках I-III классов с амплитудной модуляцией. Эта микросхема содержит следующие узлы: усилитель высокой частоты. двойной балансный смеситель с отдельным гетеродином и усилитель промежуточной частоты с АРУ.


Рисунок 11 Условно-графическое обозначение катушки индуктивности




Катушка индуктивносты - это основной пассивный электронный компонент, предназначенный для хранения энергии в магнитном поле, аналогичный конденсатору, но с особым механизмом накопления энергии.
Он состоит из уголка, изготовленного из проводящего материала, такого как медная проволока, кожи, обернутой вокруг ферромагнитного сердечника, или без него.
Материал сердечника обладает высокой магнитной проницаемостью, гарантируя, что магнитное поле остается вблизи катушки, тем самым повышая индуктивность.
Катушки индуктивности бывают различных форм и размеров, при изготовлении которых обычно используется эмалированная медная проволока, наматываемая на ферритовый сердечник.
В контексте проектирования схемы или списка компонентов крайне важно указать соответствующие параметры катушки индуктивности.
В список компонентов может быть включена конкретная марка катушки индуктивности или может быть подробно описана конструкция самой катушки с указанием количества витков и толщины провода.

ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР КП303И
Технические характеристики полевого транзистора КП303И
рисунок 14 Схема полевого транзистора КП303И

Таблица 13
Технические характеристики полевого транзистора КП303И





Область применения:
Данное изделие предназначено для использования во входных каскадах мощных усилителей, работающих на частотах A, B, C и F.
Оно обладает высоким входным сопротивлением и подходит для использования в этих областях.
ДИОДЫ
Диод - это электронный компонент с двумя выводами, который имеет различную проводимость в зависимости от направления протекающего через него электрического тока. Существуют различные типы диодов, в том числе электровакуумные, газонаполненные и полупроводниковые.
В настоящее время наиболее часто используемыми являются полупроводниковые диоды.
Одним из типов полупроводниковых диодов является варикап-диод, который работает на основе соотношения между емкостью PN-перехода и подаваемым на него обратным напряжением.
ВАРИКАП КВ139АР
Технические характеристики варикапа КВ139АР

Рисунок 16 Схема варикапа КВ139АР
Таблица 14
Технические характеристики КВ139АР
Варикап Cв/Uоб пФ/В Kс(U1-U2) (В) ТКЕ*1000 (U) Q(U/F) (В/МГц) [пФ/МГц] Iоб/Uоб мкА/В Uoб max В
КВ139АР 500-620/1 18-25 (1-5) - 160[500/1] 0.5/ 16



ИМПУЛЬСНЫЙ ДИОД КД521В
Технические характеристики импульсного диода КД521В


Рисунок 17 Схема импульсного диода КД521В

Таблица 15
Технические характеристики КД521В
Диод (цоколевка) Uоб/Uимп В/В Iпр/Iим мА/мА Tв/Qпк(Iп/Uо) нс/пк (мА/В) Cд/Uд пф/В Uпр/Iпр В/мА Iо мкА
КД521В 50/75 50/500 4/200(/10) 10/0 1/50 1

СТАБИЛИТРОН Д814А

Рисунок 19 Схема стабилитрона Д814А

Стабилитроны Д814А кремниевые, сплавные, средней мощности.
Предназначены для стабилизации напряжения 7,0-8,5 В, в диапазоне токов стабилизации 3...40 мА.
Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами.






Таблица 17
Технические характеристики Д814А
Тип стабилитрона Uст. αUст. Uпр. (при Iпр.) rст. Iст. Рmax Тк.max (Тп.) Т окр.
мин ном макс Iст.ном. мин макс
В В В мА %/С В (мА) Ом мА мА Вт °С °С
Д814А 7 8 8,5 5 0,07 1 (50) 6 3 40 0,34 125 -60… +125

Схема входной цепи приёмника с прямым преобразованием частоты состоит из полосового фильтра на заданный диапазон принимаемых частот. Внешняя антенна подключена к первичной обмотке катушки индуктивности L1, входящей в состав ФВЧ. Число витков первичной и вторичной обмоток катушки L1 принимается одинаковым.

Рисунок 21 Схема входных цепей преселектора
Преселектор содержит два базовых звена, образующих полосовой фильтр: ФВЧ на элементах С1, C2, L1 и ФНЧ на элементах C3, С4 и L2. Принимаем частоту среза звена ФВЧ fФВЧ = 6,9 МГц, а частоту среза звена ФНЧ - fФНЧ = 9,8 МГц.Выполним расчёт номиналов элементов для ФВЧ.




Волновое сопротивление фильтра принимаем равным 75 Ом, оно выражается известным соотношением

,

а частота среза ФВЧ равна:

,

тогда, задаваясь значением волнового сопротивления, находим ёмкость конденсатора С1, С2 и индуктивность L1 катушки ФВЧ:



Ёмкость конденсаторов С1 и С2 для Т-образной схемы ФВЧ равна С1 = С2 = 2 · СФВЧ = 2 · 1,538 · 10-10 = 3,076 · 10-10 = 307,6 пФ. Индуктивность L1 = L = 0,865 мкГн.
Выполним расчёт номиналов элементов для ФНЧ.
Волновое сопротивление фильтра также принимаем равным 75 Ом, тогда получаем для П-образной схемы ФНЧ:











Ёмкость конденсаторов С3 и С4 для П-образной схемы ФНЧ равна С3 = С4 = 0,5 · СФНЧ = 0,5 · 433 · 10-12 = 216 · 10-12 = 216 пФ. Индуктивность катушки ФНЧ: L2 = L = 2,435 мкГн.
Номиналы элементов полосового фильтра приведены в таблице 19.

Таблица 19
Номиналы элементов полосового фильтра преселектора
Параметр Значение Параметр Значение
L1 0,865 мкГн С1, С2 308 пФ
L2 2,435 мкГн С3, С4 216 пФ
1.4.4 Расчет гетеродина
Гетеродин приемника конструктивно входит в состав микросхемы К174ХА2 преобразователя частоты и для своей работы требует подключения внешних пассивных частотно-задающих элементов. Исходными данными для расчета этих элементов является заданный диапазон рабочих частот гетеродина 7,1…9,77 МГц равный рабочему диапазону принимаемых сигналов.
Регулировка частоты гетеродина осуществляется с помощью варикапа, путем изменения обратного напряжения на нём. Диапазон емкости варикапа для регулировки частоты гетеродина и настройки приёмника необходимо рассчитать исходя из заданного диапазона перестройки частоты. Из системы уравнений находим значения, индуктивности, сумму минимальной и максимальной емкости контура гетеродина:
 
Таблица 21
Номиналы элементов схемы гетеродина

.4.5 Расчет блока питания
Для стабилизации выходного напряжения и достижения низкого коэффициента пульсаций в схеме используется стабилизатор в интегральном исполнении на соответствующее выходное напряжение и ток нагрузки. Стабилизатор напряжения DA4 выполнен на специализированной микросхеме типа BA17812T в корпусе TO220FP с номинальным выходным напряжением 12 В, защитой от перегрева и перегрузок по току.

 
2. Конструкторско-технологическая часть
2.1 Описание конструкции печатного узла РПУ

Печатающий блок является начальным и наиболее сложным компонентом радиоэлектронного узла (РЭА), объединяющим многочисленные элементы электрической схемы в функциональный блок.
Учитывая, что целью этого проекта по-прежнему является разработка радиоприемника в диапазоне сверхвысоких частот (ОВЧ), тщательный монтаж компонентов путем пайки каждого элемента устройства может оказаться целесообразным при проектировании печатающего устройства. Это позволило бы устройству функционировать, не беспокоясь о внешних факторах, таких как вибрация или случайные падения.

2.2 Описание алгоритма поиска неисправности УРЧ
Процесс устранения неполадок и ремонта радиоприемника включает в себя следующие этапы:
1. Выявление симптомов: Это включает в себя мониторинг любого ненормального поведения или сбоя в работе приемника.
2. Обнаружение и идентификация неисправности: Специалист использует различные инструменты и методы для определения источника проблемы.
3. Замена или ремонт подозрительного компонента: Как только обнаружена неисправная деталь, она заменяется или ремонтируется.
4. Тестирование приемника после ремонта: После завершения ремонта проводится тестирование приемника, чтобы убедиться в его правильной работе.


3.Технологическая часть проекта
3.1 Анализ требований по технике безопасности при выполнении
сборочно-монтажных работ

Требования безопасности перед началом работы
Получить от руководителя работ задание и инструктаж о безопасных
методах выполнения порученной работы.
Надеть предусмотренную по нормам спецодежду, спецобувь и
средства индивидуальной защиты (халат х/б, очки защитные, браслет от
статического электричества).
 


Заключение

В ходе проекта были исследованы и освоены теоретические и практические аспекты проектирования радиоприемника.