Материал: Создание демонстрационного прототипа системы поддержки принятия решений в области проектирования радиоустройств

Приемник прямого преобразования. Несмотря на то, что приемник прямого преобразования в большей степени подвержен различным наводкам и помехам, чем приемники супергетеродинного типа, простота и дешевизна могут играть основную роль при выборе структурной схемы приемника. Так же положительной особенностью приемников прямого преобразования, относительно супергетеродинных является меньшее количество побочных каналов приема. Стоит отметить, что при лицензировании частот в диапазон очень высоких частот соседний канал рядом с мощной радиостанцией оставляют пустым, поэтому приемники прямого преобразования,проектируемые для работы в диапазоне очень высоких частот можно не оснащать входными цепями, а весь остальной приемник может укладываться в одну микросхему без каких-либо навесных элементов, что существенно снижает стоимость производства.

Приемник супергетеродинного типа. Несмотря на все преимущества схемы супергетеродинного приемника, такие как высокая чувствительность и избирательность, он обладает рядом недостатком, основным из которых является наличие побочных каналов (зеркальный и соседний), что требует наличия более сложных входных цепей, что в свою очередь увеличивает стоимость приемников супергетеродинного типа. Так же супергетеродины требуют более тщательной наладки, чем приемники без генераторов. При работе в диапазоне очень высоких частот требуется использование входной цепи для предотвращения приема зеркального канала. В диапазоне очень высоких частот эту функцию может выполнять входная цепь с критической связью контуров, либо более сложные и эффективные полосовые фильтры.

Приемник супергетеродинного типа с двойным преобразованием частоты. Несмотря на достаточную сложность в построении и наладке, опасность биения между какими-либо из гармоник гетеродинов, что приведет к помехе в виде свиста на выходе приемника, данный тип приемников обладает большей чувствительностью и избирательностью, чем супергетеродинный приемник с одним преобразованием частоты. Несмотря на лучшую, чем у супергетеродинного приемника с одним преобразованием частоты, избирательность по зеркальному каналу, в диапазоне очень высоких частот рекомендуется применение входной цепи с критической связью.

Приёмник инфрадинного типа. Данная схема подразумевает два преобразования частоты, причем первое преобразование происходит вверх и выбираемое значение частоты первого преобразования выбирается значительно выше второй. При таком выборе частот, частота первого зеркального канала имеет высокое значение и эффективно подавляется входными цепями. Канал с частотой второго зеркального канала опасно лишь в том случае если он попадет на вход второго преобразователя, то есть канал должен быть подавлен до второго смесителя, фактически это происходит в первом усилителе промежуточно й частоты. Таким образом основную селекцию осуществляет тракт первой промежуточной частоты. Так же стоит отметить, что при построении такого приемника предъявляются повышенные требования к надежности гетеродина. При использовании инфрадинного приемника в диапазоне очень высоких частот обязательно применение входной цепи с критической связью.Так же рекомендуется использовать фильтр сосредоточенной селекции, для обеспечения избирательности по соседнему каналу после второго смесителя.

Приемник прямого усиления. Основным преимуществом является его скрытность ввиду отсутствия генераторов частот непосредственно в приемнике. Из-за сложности перенастройки приемника на новую частоту рекомендуется применение с установленными заранее частотами приема. Приемник не пригоден для работы в диапазоне ультравысоких частот, из-за недостаточных характеристик по избирательности стабильный прием в диапазоне ультравысоких частот невозможен.

Регенеративный приемник. Обеспечивает скрытность в режимах работы кроме генерации, для избегания возникновения режима генерации (и потери скрытности) рекомендуется использовать автоматическую регулировку усиления. Так же регенеративный приемник требует от оператора знаний о принципе работы, что необходимо учитывать при проектировании. Характеристики приемника по избирательности и чувствительности не позволяют использовать регенеративный приемник в диапазоне ультравысоких частот.

Приемник прямого преобразования. Несмотря на то, что приемник прямого преобразования в большей степени подвержен различным наводкам и помехам, чем приемники супергетеродинного типа, простота и дешевизна могут играть основную роль при выборе структурной схемы приемника. Так же положительной особенностью приемников прямого преобразования, относительно супергетеродинных является меньшее количество побочных каналов приема. Стоит отметить, что при лицензировании частот в диапазон ультравысоких частот соседний канал рядом с мощной радиостанцией оставляют пустым, поэтому приемники прямого преобразования, проектируемые для работы в диапазоне ультравысоких частот можно не оснащать входными цепями, а весь остальной приемник может укладываться в одну микросхему без каких-либо навесных элементов, что существенно снижает стоимость производства.

Приемник супергетеродинного типа. Несмотря на все преимущества схемы супергетеродинного приемника, такие как высокая чувствительность и избирательность, он обладает рядом недостатком, основным из которых является наличие побочных каналов (зеркальный и соседний), что требует наличия более сложных входных цепей, что в свою очередь увеличивает стоимость приемников супергетеродинного типа. Так же супергетеродины требуют более тщательной наладки, чем приемники без генераторов. При работе в диапазоне очень высоких частот требуется использование входной цепи для предотвращения приема зеркального канала. В диапазоне ультравысоких частот эту функцию может выполнять система входных цепей, таких как полосовые фильтры.

Приемник супергетеродинного типа с двойным преобразованием частоты. Несмотря на достаточную сложность в построении и наладке, опасность биения между какими-либо из гармоник гетеродинов, что приведет к помехе в виде свиста на выходе приемника, данный тип приемников обладает большей чувствительностью и избирательностью, чем супергетеродинный приемник с одним преобразованием частоты. Несмотря на лучшую, чем у супергетеродинного приемника с одним преобразованием частоты, избирательность по зеркальному каналу, в диапазоне ультравысоких частот рекомендуется применение полосовых фильтров.

Приёмник инфрадинного типа. Данная схема подразумевает два преобразования частоты, причем первое преобразование происходит вверх и выбираемое значение частоты первого преобразования выбирается значительно выше второй. При таком выборе частот, частота первого зеркального канала имеет высокое значение и эффективно подавляется входными цепями. Канал с частотой второго зеркального канала опасно лишь в том случае если он попадет на вход второго преобразователя, то есть канал должен быть подавлен до второго смесителя, фактически это происходит в первом усилителе промежуточно й частоты. Таким образом основную селекцию осуществляет тракт первой промежуточной частоты. Так же стоит отметить, что при построении такого приемника предъявляются повышенные требования к надежности гетеродина. При использовании инфрадинного приемника в диапазоне ультравысоких частот обязательно применение полосовых фильтров.Так же рекомендуется использовать фильтр сосредоточенной селекции, для обеспечения избирательности по соседнему каналу после второго смесителя.

.5 Реализация

На данном этапе работы производится создание демонстрационного проекта системы поддержки принятия решений.

При реализации будет использована среда разработки, выбранная на этапе идентификации проблемы. На Рис. 11 показан процесс наполнения фреймов информацией. Результатом этапа реализации является направленный ациклический граф, состоящий из 69 фреймов, 30 из которых является возможными результатами диалога. В среднем количество заданных вопросов пользователю является 7-8, что позволяет определить необходимый тип структурной схемы приемника и рекомендацию по выбору входной цепи.

Изображение полученного направленного ациклического графа показано в Приложении А данной работы.

Рис.11 - экран наполнения фреймов

3. Тестирование

На этапе тестирования системы поддержки принятия решений, будет проверена адекватность выбранной структуры фреймов и их взаимосвязей. Материалами тестирования являются технические задания на проектирование радиоприемников,эскизное проектирование которых уже проведено, и известны результаты выбора структурной схемы.

Первое тестирование.

Исходные данные для тестирования:

Назначение приемника УКВ, ВЧ

Вид модуляцииЧастотная модуляция

Диапазон частот88-108 МГц

Чувствительность, не менее3 мкВ

Избирательность по зеркальному каналу, не менее45 дБ

Избирательность по соседнему каналу, не менее 33 дБ

Диапазон воспроизводимых звуковых частот, не уже0,1-11 кГц

Напряжение источника питания10 В

Максимальная рабочая температура45 С°

Результатом проектирования радиоприемника в соответствии с данным техническим заданием являются следующие результаты:

Структурная схема приемника - супергетеродинного типа с однократным преобразованием частоты.

Входная цепь - два одиночных колебательных контура.

Тестирование.

Первые вопросы, заданные системой являются вопросами о диапазоне принимаемых частот, так как указанный диапазон частот находится в пределах частот группы очень высоких частот, отвечаем «Нет» на вопросы о частоте три раза, так как предложенные вопросы в первых трех случаях касаются частот расположенных в диапазонах нижних средних и высоких частот. Рис. 12.

Рис. 12 - Выбор диапазона работы

Следующим вопросом, заданным системой является вопрос о видах модуляции получаемого сигнала Рис. 13, так как в техническом задании требуется прием только частотно модулированных сигналов, отвечаем, нет.

Рис. 13-Определения типа модуляции

Далее система задает вопрос о типе модуляции, точнее предлагает выбрать, является ли сигнал амплитудно модулированным, в соответствии с техническим заданием ответ нет. Рис. 14

Рис.14 - Определение типа модуляции

Следующим этапом диалога является определение необходимости небольших размеров приемника, что может быть важно при применении его в различных мобильных системах или электронных гаджетах. Так как техническое задание не предоставляет данных о размерах приемника, считается, что эта характеристика не важна для проектируемого радиоприемника, следовательно, ответ нет. Рис.15

Рис.15 - Определение размеров приемника

Далее следует вопрос о противоречии характеристик подавления соседнего и зеркального каналов, так как в приемнике с одним преобразованием частоты не удается достичь высоких характеристик сразу по обоим параметрам. В техническом задании указаны характеристики подавления обоих каналов 45 дБ по зеркальному и 33 по соседнему каналу. Характеристика подавления по соседнему каналу выше, чем указанная в вопросе, однако по зеркальному каналу параметр ниже указанного, из чего следует, что противоречия не возникает, ответ нет. Рис.16

Рис. 16 - Определение величин подавления побочных каналов

На этом диалог с системой заканчивается, и система отображает его результат, в данном случае это приемник супергетеродинного типа с рекомендацией использования критической связи контуров во входной цепи. Рис. 17. Результат проведенного диалога полностью соответствует результатам, полученным при проектировании приемника в соответствии с требованиями данного технического задания.

Рис. 17 - Рекомендации системы

Второе тестирование.

Исходные данные:

Диапазон принимаемых частот 2,57-6,1 МГц

Тип модуляцииЧастотная модуляция

Чувствительность2,6 мкВ

Избирательность по зеркальному каналу68 дБ

Избирательность по соседнему каналу30 дБ

Ослабление помехи на промежуточной частоте80 дБ

Результатом проектирования радиоприемника в соответствии с данным техническим заданием являются следующие результаты:

Тип структурной схемы - инфрадинный приемник, с фильтром сосредоточенной селекции после второго смесителя.

Тип входных цепей - полосовой фильтр с несколькими колебательными контурами.

Тестирование.

Как и при первом тестировании, первыми будут вопросы, касающиеся диапазона частот приемника. На вопросы про низкий и средний диапазон частот ответ отрицательный. Как упоминалось ранее, несмотря на то, что нижний край диапазона принимаемых частот находится в полосе средних частот (2,57 МГц, высокие частоты начинаются с 3 МГц) выбирать следует диапазон, в котором находится верхний край диапазона принимаемых частот. Поэтому на третий по счету вопрос, о нахождении диапазона принимаемых частот в пределах диапазона высоких частот, ответ да. Рис. 18