Моделирование принципов СВ радиоприема с использованием модульного радиоконструктора. Автор: Тихомиров Денис Владимирович Гимназия 1516 г.Москва, 10 класс. Научный руководитель: Власов Андрей Игоревич к.т.н., доцент.

ЦЕЛИ: Исследование принципов СВ радиоприема с использованием модульного радиоконструктора «ЗНАТОК», который представляет возможность собрать СВ приемник и исследовать принципы его работы. ЦЕЛИ: Исследование принципов СВ радиоприема с использованием модульного радиоконструктора «ЗНАТОК», который представляет возможность собрать СВ приемник и исследовать принципы его работы. РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ: Приём и воспроизведение звуковых колебаний в СВ диапазоне. РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ: Приём и воспроизведение звуковых колебаний в СВ диапазоне. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Физические принципы радиоприема. Колебания, создаваемые голосом, являются колебаниями низких частот, лежащих обычно в пределах 75….5000 Гц. Колебания, создаваемые голосом, являются колебаниями низких частот, лежащих обычно в пределах 75….5000 Гц. Используя формулу, легко показать, что такие колебания Используя формулу, легко показать, что такие колебания создадут электромагнитную волну длиной 400… км. создадут электромагнитную волну длиной 400… км. Антенны же могут эффективно излучать только тогда, когда их размеры соизмеримы с длиной волны. Поэтому передача колебаний с такими длинами волн оказывается практически невозможной. Антенны же могут эффективно излучать только тогда, когда их размеры соизмеримы с длиной волны. Поэтому передача колебаний с такими длинами волн оказывается практически невозможной. Изменение амплитуды, фазы или частоты тока или же введение в передачу перерывов по определённой программе – называется модуляцией. Изменение амплитуды, фазы или частоты тока или же введение в передачу перерывов по определённой программе – называется модуляцией.

Волны Длина волн Диапазоны волн Физические явления ДВ.СВ.КВ.УКВ. λ > 1000m 100 < λ 30 МГц Дифракция Дифракция и Отражение Преломление в ионосфере Диапазоны радиоволн.

Исследование конструктивных реализаций радиоприемников. Приёмник прямого усиления. Приёмник прямого усиления. Приёмник прямого усиления. Приёмник прямого усиления. Супергетеродинный приёмник. Супергетеродинный приёмник. Супергетеродинный приёмник. Супергетеродинный приёмник.

Приёмник прямого усиления. Название появилось потому, что усиление принятого сигнала идёт непосредственно на частоте приема, без каких- либо дополнительных преобразований. Простейший одноконтурный приёмник получится, если между входным контуром и детектором установить усилитель, выполненный на одном или нескольких транзисторах. Область применения приёмников прямого усиления практически ограничена диапазонами ДВ и СВ.

Супергетеродинный приёмник. В супергетеродинном радиоприёмнике принимаемый сигнал преобразуется в сигнал промежуточной частоты (ПЧ), на котором осуществляется основное усиление и подавление сигналов посторонних радиостанций, а также других помех приёму, частоты которых близки к частоте принимаемого сигнала.

Основные параметры радиоприемников и способы их измерений. Чувствительность. Минимальный сигнал, на который реагирует приёмник. Чувствительность. Минимальный сигнал, на который реагирует приёмник. Ослабление побочных сигналов. Ослабление побочных сигналов. Перекрестная модуляция. Модуляция в приёмнике желаемого сигнала более сильным нежелательным сигналом. Перекрестная модуляция. Модуляция в приёмнике желаемого сигнала более сильным нежелательным сигналом. Блокировка. Уменьшение чувствительности приёмника. Блокировка. Уменьшение чувствительности приёмника. Звуковой выход. Обычно 3…4 Вт. Для переносной аппаратуры – 100…500 мВт. Звуковой выход. Обычно 3…4 Вт. Для переносной аппаратуры – 100…500 мВт.

Структурная схема радиоприёмника. Колебательный контур. Усилитель сигналов. Преобразователь частоты. УПЧ Детектор. Усилитель сообщения. Динамик. А2А2 U 1 (t) U 2 (t) U 3 (t) X (t) Преобразование колебаний электромагнитного поля в напряжение 2.-Селекция(выбор) необходимого сигнала(радиостанции) 3.-Усиления принятого сигнала(с использованием промежуточной частоты) 4-Преобразование сигналов в сообщения(Демодуляция) 5.-Усиление сообщений и преобразование их в необходимую физическую форму(звук и т. д.) СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА)

Структурное построение макета Макет радиоприёмника состоит из следующих составных частей (элементов), которые объединены электрической схемой (смотри рисунок): Схемотехническое проектирование (выбор элементной базы и принципиальная схема)

Переменный резистор Резистор Конденсаторы Переменный конденсатор Катушка индуктивности Батарея Электродинамический громкоговоритель(динамик) Интегральная микросхема (ИМС) Конструкторское проектирование (компоновка)

Рис.2. Общий вид макета радиоприемника, собранного на базе радиоконструктора «Знаток» В рамках работы с использованием модулей радиоконструктора «ЗНАТОК» был собран физико- технический макет для исследования принципов распространения радиоволн. Схемы в конструкторе «ЗНАТОК» строятся при помощи совершенно различных базовых модулей и позволяют увидеть все разнообразие схемотехники электронных устройств. Данный подход позволяет изучать электротехнику, реализовывать свои идеи и изучать физические явления, лежащие в основе действия различных приборов, встречающихся нам в жизни. В данной работе проиллюстрированы эти методические принципы на примере сборки и исследования радиоприемника. Сборка макета.

В результате проведённой работы: Проведён анализ физических явлений (дифракции, преломления, отражения) при прохождении сигнала в атмосфере.Проведён анализ физических явлений (дифракции, преломления, отражения) при прохождении сигнала в атмосфере. Проведён анализ схемно-конструкторских решений радиоприёмников СВ-диапазона.Проведён анализ схемно-конструкторских решений радиоприёмников СВ-диапазона. Проведено макетирование приёмника прямого усиления.Проведено макетирование приёмника прямого усиления.Заключение.