Супергетеродинный радиоприемник ЧМ сигналов

Супергетеродинный радиоприемник АМ сигналов.

Основные характеристики и параметры радиоприемных устройств.

Общое сведение о радиоприемных устройствах.

Возможная структурная схема построения радиоприемника АМ сигналов приведена на рис.8.1. В нее входят следующие функциональные блоки: входная цепь (ВЦ), на которую

Рис. 9.1 Возможная структурная схема приемника АМ сигналов

принимаемый сигнал поступает от внешней или внутренней (магнитной) антенны; усилитель радиочастоты (УРЧ); преобразователь частоты (ПЧ), в состав которого входят смеситель (См) и гетеродин (Гет) и в котором происходит преобразование принимаемой частоты сигнала в постоянную промежуточную частоту; фильтр сосредоточенной селекции (избирательности) (ФСС), реализующий требуемую полосу пропускания высокочастотного тракта и избирательность по соседнему каналу и который может включаться не только сразу после ПЧ, но и между каскадами УПЧ; усилитель промежуточной частоты (УПЧ), осуществляющий основное усиление сигнала; амплитудный детектор (АД); усилитель звуковой (низкой) частоты (УЗЧ); между АД и УЗЧ может включаться специальный каскад, согласующий выход детектора и вход отдельного УЗЧ, назовем его согласующим УЗЧ (СУЗЧ). На выходе приемника включается акустическая система (АС), в качестве которой может быть и отдельный громкоговоритель. В приемниках АМ сигналов обязательным является применение автоматической регулировки усиления (АРУ) для поддержания примерно постоянного уровня сигнала на выходе при его изменениях на входе. В приемнике предусматриваются ручные регулировки или органы управления (Упр) для перестройки приемника по частотному диапазону и для настройки на нужную радиостанцию, а также для изменения громкости и тембра звучания. Совокупность функциональных блоков приемника от антенны, включая детектор, образуют так называемый линейный тракт приемника (ЛТП), и предметом проектирования на первом и основном этапе является как раз проектирование линейного тракта.

Возможная структурная схема приемника ЧМ сигналов приведена на рис. 9.2. В нее входят в основном те же функциональные блоки, что и схеме рис. 9.1. Однако есть существенные отличия, которые заключаются в следующем. В приемнике ЧМ сигналов применяется частотный детектор (ЧД), перед которым включается амплитудный ограничитель (АО).

Расчет полосы пропускания приемника:

Полоса пропускания всего высокочастотного тракта приемника ПВЧ от антенны до директора должна быть, как правило, больше ширины спектра сигнала из-за возможных отклонений частот и погрешностей сопряжения контуров сигнала и гетеродина, т.е. ПВЧ >ПС.

При проектировании радиовещательных приемников надо иметь в виду, что рабочие частоты радиовещательных станций имеют очень высокую стабильность, и поэтому отклонение частоты принимаемого сигнала модно не рассматривать и не учитывать. Наилучшее качество приема наблюдается при точной настройке приемника на принимаемую станцию, а именно при совпадении преобразованной в промежуточную частоту сигнала с центральной частотой полосы пропускания П тракта промежуточной частоты (ТПЧ).

При этом при расчете следует учесть возможные отклонения частоты гетеродина , причем в разные стороны, т.е. взять 2 . Таким образом, найдем: П= П_С +2

В случае приемников АМ сигналов полоса частот П_С, занимаемая спектром сигнала, как известно, равноудвоенной высшей частоте модуляции F_В, т.е. П_САМ=2 F_В

В случае приемников ЧМ сигналов полоса частот, занимаемая спектром сигнала, равна

П_СЧМ=2 F_В(1+М+ ),

где М – коэффициент частотной модуляции, М= ;

- максимальное частотное отклонение (девиация) частоты,

кГц;

F_В – высшая модулирующая частота.

Абсолютную величину отклонения частоты гетеродина можно рассчитать, основываясь на известных данных по его относительной стабильности частоты. Считается, что транзисторный гетеродин без кварцевой стабилизации и без термостатирования имеет относительную нестабильность частоты . Поэтому абсолютные отклонения частоты гетеродина могут быть рассчитаны по формуле:

= =

причем в диапазонном приемнике в качестве частоты гетеродина надо брать верхнюю, т.е. максимальную частоту заданного диапазона, т.е. полагать что = .

При расчете полосы пропускания радиочастотного тракта (преселектора) П_РЧ следует учесть еще погрешность сопряжения частот настроек контуров цепей сигнала и гетеродина. Поэтому

П_РЧ=П+2

Выбор селективных систем и расчет требуемой добротности контуров радиочастотного тракта.

Целью этого этапа проектирования является выбор числа и типа селективных систем всего радиочастотного тракта приемника (чаще всего в качестве селективных систем здесь используются одиночные контуры) и расчет их требуемой эквивалентной добротности Q_Э, исходя из заданной избирательности приемника по зеркальному каналу Se_ЗК и обеспечения требуемой полосы пропускания этого тракта П_РЧ при допустимой неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). В этом случае надо рассчитать требуемую эквивалентную добротность, исходя из допустимой неравномерности АЧХ в полосе пропускания Q_ЭП, затем исходя из заданной избирательности по зеркальному каналу Q_ЭЗ, и принять такое значение Q_Э, чтобы выполнить оба эти условия, т.е.

Q_ЭП Q_Э Q_ЭЗ

После проведенного расчета полосы пропускания удобно рассчитать добротность Q_ЭП.

В радиовещательных приемниках в настоящее время для формирования требуемой полосы пропускания и хорошей избирательности по соседнему каналу широкое применение находят фильтры сосредоточенной селекции (ФСС), называемые также фильтрами сосредоточенной избирательности (ФСИ).

Поэтому расчет ТПЧ можно начать с ФСС.

В приемниках разных групп сложности, имеющих как среднее, так и высокие качественные показатели, могут применятся и применяются многозвенные ФСС на LC-элементах. Возможная схема включения такого многоконтурного фильтра приведена на рис. 9.3. В этой схеме каждый контур фильтра с учетом элементов связи настроен на среднюю частоту полосы пропускания, т. е. на промежуточную частоту f_ПР.

Контуры промежуточных звеньев образованы индуктивностями L₂ и емкостями C₂, контуры крайних согласующих полузвеньев индуктивностями L₁ и конденсаторами соответственно C₃

и C₄. Конденсаторы С₁ – элементы связи между контурами фильтра. I_ген – ток генератора тока. С_ВЫХ и g_ВЫХ – соответственно выходная емкость и выходная резистивная проводимость предыдущего каскада. С_Н и g_Н – соответственно емкость и резистивная проводимость нагрузки, которой является х вход следующего каскада УПЧ. L_СВ1 и L_СВ2 – индуктивности связи с предыдущим и последующим каскадами.

Основная литература: 1ocн[80-92;230-281], 3ocн[4-34], 5ocн[4-47],

Дополнительная литература: 3[121:130]. 11доп[21-74;171-199]

Контрольные вопросы

1.Общие принципы построения антенн?

2.Основные характеристики и параметры антенн?

3.Начертите структурную схему приемника прямого усиления.

4. Супергетеродинный приемник АМ сигналов.

5.Супергетеродинный приемник ЧМ сигналов.

Лекция 10. Назначение и характеристики входных цепей.

План:

Дата добавления: 2014-11-08