Детекторный приемник

Классификация радиоприемных устройств

Структурная схема радиоприемного устройства

Структурная схема системы радиосвязи

Преобразова­телями сообщений в первичный электрический сигнал могут быть различные устройства. Например, речь преобразуется микрофо­ном в напряжение звуковой частоты, изменение яркости элемен­тов изображения преобразуется в первичный электрический сиг­нал с помощью передающей электронно-лучевой трубки.

В большинстве случаев первичный электрический сигнал яв­ляется низкочастотным напряжением, отображающим передаваемое сообщение.

Рисунок 2.1 – Структурная схема систем радиосвязи

Этим напряжением осуществляется управление колебаниями радиочастоты (модуляция) в радиопередающем уст­ройстве. Модулированные колебания радиочастоты излучаются антенной радиопередающего устройства в пространство в виде радиоволн, несущих информацию.

Радиоприемным устройством называется устройство, предназ­наченное для улавливания электромагнитной энергии, преобразо­вания и использования ее с целью воспроизведения передаваемой информации. Радиоприемное устройство состоит из антенны, при­емника и оконечного устройства, воспроизводящего информацию. Задачей радиоприемного устройства является выполнение следу­ющих основных функций:

1) преобразование энергии электромагнитного поля сигнала в радиочастотные токи и напряжения;

2) выделение сигнала из помех;

3) усиление радиосигнала;

4) преобразование радиосигнала в первичный электрический сигнал;

5) преобразование первичного электрического сигнала в со­общение.

Первую функцию радиоприемного устройства выполняет ан­тенна. Она улавливает электромагнитные волны и преобразует их в ток или напряжение радиочастоты. В настоящее время большое число постоянно работающих радиопередающих устройств излу­чает радиоволны, несущие разнообразную информацию. Поэтому в месте расположения приемной антенны электромагнитное поле содержит различную информацию. Кроме того, имеются радиоиз­лучения атмосферного и космического происхождения, а также создаваемые электрическими устройствами. Все радиоизлучения можно разделить на два вида: сигнал и помехи.

Радиоизлучение, несущее информацию, предназначенную для данного радиоприемника, называют сигналом. Все остальные из­лучения для данного приемника являются помехами. Антенна преобразует в энергию электрического тока электромагнитную энергию не только сигнала, но и помех.

Вторая функция радиоприемного устройства — выделение сиг­нала из электромагнитных колебаний, действующих в антенне, — зависит от избирательности (селективности). Избирательность обеспечивается на основе различия амплитуд, частот и фаз радиоизлучений и зависит от направления прихода в точку прие­ма, поляризации радиоволн и др. В некоторых радиоприемных устройствах антенна частично отделяет помехи от полезного сиг­нала. Так, антенна направленного действия имеет пространствен­ную избирательность, выделяя сигнал, приходящий с заданного направления. Располагая антенну вертикально или горизонтально, можно выделить поляризационную волну. В радиоприемных устройствах всегда имеет место частотная избирательность, осно­ванная на различии частот сигнала и помех.

Рисунок 2.2 – Структурная схема радиоприемного устройства

Третья функция радиоприемного устройства — усиление радио­сигнала — осуществляется усилительными устройствами. Напря­жение (или ток) сигнала, поступающее от антенны, незначительно и оказывается недостаточным для нормальной работы последую­щих элементов радиоприемного устройства. Поэтому его необходи­мо усилить. Поскольку в усилительных каскадах имеются фильт­ры, усилители радиочастот одновременно с усилением осущест­вляют избирательность.

Четвертая функция радиоприемного устройства — преобразо­вание радиочастотных колебаний в низкочастотные — выполняет­ся детектором.

Пятая функция радиоприемного устройства — преобразование электрического сигнала в сообщение — осуществляется оконеч­ным устройством, в качестве которого в зависимости от назначе­ния радиоприемного устройства используют телефон, громкогово­ритель, электронно-лучевую трубку, реле, ЭВ'М и др. Исходя из этого структурную схему радиоприемного устройства можно пред­ставить, как показано на рисунке 2.2.

Радиоприемные устройства по их основному назначению делят на две группы: радиовещательные и профессиональные.

Радиовещательные приемные устройства служат для приема звуковых и телевизионных передач. Профессиональные приемни­ки предназначены для выполнения специальных технических за­дач: радиосвязи, радиолокации, радионавигации, радиотелемет­рии и т. д.

Кроме того, радиоприемные устройства можно классифициро­вать по следующим признакам:

по месту установки приемников — стационарные, переносные, судовые, самолетные, автомобильные и др.;

по диапазону принимаемых волн — приемники мириаметровых, километровых, гектометровых, декаметровых, метровых, децимет­ровых, сантиметровых, миллиметровых и оптических волн;

по виду модуляции принимаемых сигналов — для приема сиг­налов, модулированных по амллитуде (AM), частоте (ЧМ) или фазе (ФМ), а также импульсных сигналов;

по длине линий радиосвязи — магистральные для постоянной эксплуатации на длинных линиях радиосвязи между большими городами, например Москва — Хабаровск; областные для связи между областными центрами; низовой связи для связи внутри районов, предприятий и др.;

по способу питания — от сети переменного тока, бортовой се­ти, от аккумуляторов и т. д.;

по роду работы — телефонные, телеграфные, фототелеграфные и др.;

по способу построения трактов — приемники прямого усиле­ния и супергетеродинные.

3. Основные параметры радиоприёмных устройств.

Для качественного выполнения заданных функций радиопри­емник должен удовлетворять определенным техническим требова­ниям:

· диапазону рабочих частот,

· чувствительности,

· избирательно­сти,

· полосе пропускания,

· выходной мощности,

· динамическому ди­апазону,

· качеству воспроизведения сигнала,

· помехоустойчивости и др.

Диапазон рабочих частот. В современных радиотехнических системах связи, радиовещания, радиолокации и т. д. используют­ся электромагнитные колебания, частоты которых лежат в преде­лах от 3 кГц до 3000 ГГц, что соответствует длинам волн от 100 км до 0,1 мм.

Полоса частот, в пределах которой приемник может перестраи­ваться на любую заданную частоту, сохраняя при этом в допусти­мых пределах основные параметры (чувствительность, избира­тельность), называется диапазоном рабочих частот приемника.

Распределение радиочастот по диапазонам приведено в табл. ПЛ. В приемнике может быть один или несколько диапазонов. Неко­торые профессиональные приемники имеют широкий диапазон ра­бочих частот, начиная от мириаметровых волн и кончая декаметровыми. Они называются всеволновыми.

Чувствительность. Чувствительностью называется способность радиоприемника обеспечивать нормальный прием слабых сигна­лов. Оценивается чувствительность наименьшим сигналом в при­емной антенне, при которой нормально работает воспроизводящее устройство. Измеряется чувствительность по напряжению и мощ­ности сигнала в антенне или по напряженности поля сигнала в месте приема. В диапазонах волн длиннее метровых чувствительность определяется ЭДС сигнала в антенне, измеряемой в микро­вольтах или милливольтах, в диапазоне волн короче метровых — в микроваттах. Чувствительность приемников с магнитной (ферритовой), а также с встроенной телескопической антеннами определяется напряженностью электромагнитного поля Е в месте приема и измеряется в миллиметрах на вольт. В этом случае ЭДС сигнала в антенне E_A=h_ДЕ где h_Д — действующая высота ан­тенны.

Чувствительность приемника зависит от его коэффициента уси­ления и внутренних шумов. Чем больше усиление приемника, тем при меньшей ЭДС (или мощности) входного сигнала можно по­лучить заданное выходное напряжение, обеспечивающее нормаль­ную работу воспроизводящего устройства, тем выше чувствитель­ность. В современных приемниках можно «получить очень большое усиление. Но одновременно с сигналом усиливаются и помехи, действующие на входе приемника: атмосферные и промышленные помехи, а также собственные шумы приемника. Причем чем больше усиление 'приемника, тем больше уровень шумов на его выходе, так как шумы добавляются в каждом последующем кас­каде. Поэтому увеличение усиления с целью повысить чувстви­тельность может привести к тому, что на выходе радиочастотной части приемника уровень шумов окажется выше уровня сигнала и нормальная работа воспроизводящего устройства будет невоз­можна. При большом усилении может оказаться и так, что мощ­ность сигнала на выходе приемника окажется достаточной для работы воспроизводящего устройства даже при отсутствии на входе сигнала и 'помех. Эта мощность создается за счет усиления собственных шумов приемника.

Чувствительность приемника зависит также от ширины поло­сы пропускания, вида принимаемых колебаний, нелинейных яв­лений в каскадах и т. д.

В связи с этим различают ограниченную усилением, реальную и предельную (пороговую) чувствитель­ности.

Чувствительность, ограниченная усилением (линейного трак­та, до детектора), характеризует приемники, принимающие доста­точно большие сигналы и поэтому не требующие большого уси­ления. Она определяется при заданной мощности на выходе при­емника. В этих условиях помехи мало влияют на качество приема.

Реальная чувствительность определяется минимальной ЭДС (или мощностью) сигнала на входе, обеспечивающей на выходе нормальную выходную мощность при заданном соотношении сигнал-шум Ɣ= (Р_с/Р_ш)_вых на выходе приемника. Реальная чувстви­тельность определяется усилением всех трактов (радио, промежу­точной и низкой частоты) приемника, а также уровнем собствен­ных шумов. Она используется в качестве характеристики прием­ников метровых и более длинных волн. Но для сравнения радио­приемников с различными трактами усиления и воспроизводящи­ми устройствами она не удобна. Поэтому пользуются понятием предельной чувствительности.

Предельная (пороговая) чувствительность определяется наи­меньшей ЭДС (или мощностью) сигнала на входе, при которой на выходе линейной части приемника (до детектора) мощность сигнала равна мощности собственных шумов приемника. Предель­ная чувствительность характеризует только линейную часть при­емника в диапазоне дециметровых и более коротких волн.

Приемники имеют различную чувствительность в зависимости от их назначения и характера работы. Так, чувствительность про­фессиональных приемников определяется напряжениями от сотых долей микровольта до 20 мкВ, радиовещательных — от 20 до 250 мкВ, телевизионных — от 200 до 500 мкВ.

Заданное превышение сигнала над шумом зависит от вида принимаемого сигнала. Например, для нормального воспроизве­дения принятого звукового сообщения необходимо, чтобы сигнал превышал уровень шумов в несколько (обычно 3—10) раз.

Избирательность. Способность радиоприемного устройства выделять в месте приема сигнал из совокупности электромагнит­ных колебаний называется избирательностью. Различают не­сколько видов избирательности. В современных радиоприемниках всегда применяется частотная избирательность.

Частотной избирательностью называется способность радио­приемника выделять сигнал заданной несущей частоты из коле­баний с различными несущими частотами. Определяется избира­тельность по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) при­емника и оценивается по коэффициенту избирательности. Ампли­тудно-частотная характеристика приемника имеет вид, показан­ный на рисунок 3.1. Она представляет собой зависимость коэффици­ента усиления приемника К от несущей частоты входного сигнала при постоянной настройке приемника. Из рисунка видно, что ко­эффициент усиления неодинаков на разных частотах. На резонан­сной частоте f₀ — частоте, на которую приемник настроен, коэф­фициент усиления наибольший и обозначается К₀. Это означает, что при поступлении на вход приемника нескольких сигналов с одинаковыми амплитудами, но с разными частотами наибольшее усиление имеет сигнал с той частотой, на которую приемник на­строен, т. е. с частотой f₀. Все остальные колебания с частотами, отличающимися от f₀, будут ослаблены. Таким способом выделя­ется принимаемый сигнал, остальные в данном случае являются помехами и будут ослаблены. Следовательно, с помощью резо­нансных систем осуществляется избирательность. На рисунке 2.1 вид­но, что не все колебания ослабляются одинаково (К_Δf<Ко). Чем больше ослабляется помеха, тем выше избирательность. Избира­тельность оценивается коэффициентом избирательности (или ос­лабления) σ_H=Ko/K_Δfгде Ко — коэффициент усиления на резо­нансной, т. е. на частоте принимаемого сигнала, K_Δf—коэффи­циент усиления на частоте помехи. Из этой формулы получаем K_Δf=Ко/σ_и, т. е. коэффициент избирательности показывает, во сколько раз уменьшается коэффициент усиления приемника на частоте помехи, или во сколько раз ослабляется помеха по срав­нению с равным ей по амплитуде полезным сигналом. Очевидно, что чем больше коэффициент избирательности, тем выше избира­тельность.

Определив коэффициенты избирательности σ_и для нескольких частот, можно построить характеристику избирательности σ_и = =f(K_Δf) (рисунок 2.1). На этом рисунке видно, что чем больше час­тота помехи отличается от частоты сигнала, тем больше ее ос­лабление σ_и2>σ_и1. Избирательность обычно выражается в деци­белах:

σ_и дБ=201gσ_H.

Рисунок 2.1 – АЧХ радиоприемного устройства

Рисунок 2.2 – Характеристика односигнальной избирательности

Рассмотренная здесь характеристика избирательности (рисунок. 3.2) построена при подаче на вход приемника только одного сиг­нала с переменной частотой. Поэтому она называется односигнальной. Как видно из рисунка 3.2, характеристика избирательности показывает ослабление помехи на частоте, расположенной сравни­тельно близко к частоте настройки приемника. Поэтому она оп­ределяет избирательность по соседнему каналу. Для радиовеща­тельных приемников при AM избирательность по соседнему кана­лу определяется при расcтройке Δf=9 кГц. Такие приемники должны обеспечивать прием полосы частот 9 кГц.

В реальных условиях на вход приемника одновременно с сиг­налом поступают еще и помехи с различными частотами и ампли­тудами. Действие помехи с большой амплитудой может вызвать нелинейные процессы в отдельных каскадах приемника. При этом интенсивность помехи на выходе обычно повышается. Поэтому для более точной оценки избирательных свойств приемника вво­дят понятие многосигнальной (или эффективной) избирательности, которую измеряют при одновременном действии сигнала и помех.

Полоса пропускания. Для передачи информации антенна ра­диопередающего устройства излучает колебания не только несу­щей частоты, но и боковых частот. Так, для передачи информа­ции, состоящей только из одного синусоидального колебания (на­пример, 800 или 1000 Гц), антенна АМ-передатчика излучает три радиочастотных колебания: одно с несущейf_неси два с боковыми (f_н.б и f_в.б частотами (рисунок. 3.3,а). При передаче речи с помощью многих колебаний разных частот антенна излучает спектр частот шириной 2Δf как показано на рисунке 2.3,б.

Рисунок 3.3 – Спектр частот излучаемых антенной радиопередатчика, при АМ одной (а) и несколькими звуковыми частотами (б)

На этом рисунке изображены спектры трех радиопередатчиков, работающих на соседних несущих частотах f₁, f₂и f₃. Пусть, например, колебания с частотой f₀ являются сигналом, тогда колебания с частотами f₁и f₃ будут для данного приемника помехами. Для приема сигнала с несущей частотой f₂ приемник настраивается на эту частоту. Чтобы нормально воспроизвести переданную информацию, приемное устройство должно принять весь спектр сигнала с несущей частотой f₂ отделив его от помех с несущими f₁и f₃. Для выполнения этой задачи радиоприемное устройство должно иметь идеальную частотную характеристику прямоугольной формы, показанную штриховой линией на рисунке 3.3. Пусть, например, составляющие и спектра сигнала имеют одинаковые амплитуды. При идеальной частотной характеристике все составляющие спектра сигнала усиливались бы одинаково и форма сигнала на выходе приемника была бы такая же, как и на входе. Но реальная частотная харак­теристика приемника значительно отличается от прямоугольной. Колебания боковых составляющих будут усилены меньше, чем колебания несущей и близких к ней частот. При этом форма сиг­нала на выходе будет отличаться от формы сигнала на входе приемника, т. е. сообщение будет искажено. Чтобы искажения были минимальными не превышали допустимых, требуется, чтобы частотная характеристика была по возможности ближе к прямоугольной и приемник пропускал заданную полосу частот. На основании этого вводят понятие полосы пропускания.

Полосой пропускания называется полоса радиочастот, на гра­ницах которой коэффициент усиления радиоприемника от входа до детектора уменьшается по отношению к максимальному значе­нию в установленное число раз. Опыт показывает, что изменение громкости приблизительно на 30% (т. е. на 3 дБ) человеческое ухо не замечает. Это соответствует ослаблению составляющих спектра в раз, что соответствует уровню 0,7 от максималь­ного значения коэффициента усиления. Поэтому полоса пропускания для большинства приемников принимается на этом уровне. Например для рассматриваемого случая она составляет 2Δf (рисунок 3.3,б). Полоса пропускания, отсчитываемая на уровне 0,7, называется абсолютной полосой пропускания.

У связных телефонных приемников АМ-сигналов полосапро­пускания составляет 5... 6 кГц, у радиовещательных 6... 12 кГц при AM и 200... 300 кГц при ЧМ, у телевизионных приемников 3... 15 МГц.

Полоса частот, находящаяся в полосе пропускания приемника и предназначенная для приема сигнала, соответствует основному каналу. Канал приема на соседней несущей частоте называется соседним каналом. Расстояние между несущими частотами двух соседних по частоте радиовещательных передатчиков при AM со­ставляет 10 кГц (f₂—f₁=10 кГц). Полоса излучаемых частот 9 кГц. Из рисунка 3.3 видно, что для улучшения избирательности по соседнему каналу необходимо приближать форму характеристи­ки избирательности к прямоугольной. Поэтому часто избиратель­ность приемника определяют с помощью коэффициента прямоугольности частотной характеристики.

Коэффициентом прямоугольности К_п называется отношение полосы пропускания на условном уровне к полосе пропускания на уровне 0,7: K _n =2ΔF/2ΔF_0,7. За условные для отсчета полосы про­пускания приняты уровни 0,1 и 0,01. Коэффициент прямоугольно­сти всегда больше единицы. Чем ближе значение К_п к единице, тем лучше прямоугольность резонансной характеристики и изби­рательность. Определение коэффициента прямоугольности АЧХ иллюстрируется рисунок 3.4.

Выходная мощность. Выходной называется мощность, отда­ваемая радиоприемником оконечному устройству для обеспечения его нормальной работы.

Уровень мощности на выходе приемника зависит от назначе­ния приемника и типа оконечного устройства: в связных и радио­вещательных приемниках — от десятых долей до десятков ватт, в приемниках магистральной связи, работающих на соединитель­ную линию связи, — несколько милливатт. В радиолокационных и телевизионных приемниках

Рисунок 3.4– Определение коэффициента прямоугольности АЧХ

Рисунок 3.5– Частотная характеристика радиоприемника

оконечным прибором является элект­ронно-лучевая трубка. Для ее нормальной работы требуется на­пряжение в несколько десятков вольт при малой мощности.

Различают номинальную (максимальную) и нормальную мощности. Номинальной выходной мощностью называется макси­мальная мощность P_макс, развиваемая на выходе приемника при 100%-ной глубине модуляции (m=1) и допустимых нелинейных искажениях. Нормальной выходной мощностью называется мощ­ность на выходе приемника при коэффициенте модуляции m = 0,3 и частоте модуляции F=1кГц. Принято считать нормальной вы­ходную мощность 0,1 Рмакс. Нормальная выходная мощность ус­тановлена 50 мВт для радиовещательных приемников с макси­мальной выходной мощностью 150 мВт и более и 5 мВт для при­емников с Р_макс≤150 мВт.

Динамический диапазон. В процессе работы радиолинии свя­зи уровень сигнала на выходе приемника может изменяться в значительных пределах. Так, в диапазоне коротких волн вслед­ствие замираний уровень сигнала может изменяться в сотни раз. В линиях связи с подвижными объектами он изменяется в зави­симости от расстояния между передатчиком и приемником и ха­рактера местности. Несмотря на значительные изменения уров­ня сигнала на входе приемник должен обеспечивать нормальную работу выходного устройства. Однако при сильном увеличении входного сигнала может наступить перегрузка выходных каска­дов, и принимаемое сообщение будет искажено из-за нелинейно­сти характеристик усилительных элементов. Максимальная амплитуда входного сигнала ограничивается предельно допустимы­ми искажениями. Минимальная амплитуда входного сигнала оп­ределяется чувствительностью приемника.

Диапазон изменения амплитуд входного сигнала, при котором обеспечивается нормальное качество приема, называется динами­ческим. Он оценивается отношением мощности или напряжения большего сигнала к мощности или напряжению меньшего сигна­ла и обычно выражается в децибелах:

Д=10lg(P_c.макс /Р_с.мин) =20lg(U_с.макс /U_с.мин).

Чем больше динамический диапазон, тем лучше приемник. Современные вещательные приемники имеют динамический диа­пазон Д=40... 60 дБ, магистральные 60... 80 дБ. Расширение ди­намического диапазона достигается повышением чувствительности приемника и применением автоматического регулирования усиле­ния, позволяющего уменьшить пределы изменения выходной мощ­ности (или напряжения) приемника.

Качество воспроизведения сигнала.

Радиоприемное устройст­во должно воспроизводить на выходе передаваемое сообщение е заданной степенью точности. Но принятый сигнал в радиоприем­нике проходит через электрические цепи, содержащие линейные и нелинейные элементы, вносящие искажения в сигнал. В результате изменяется форма сигнала, используемого для передачи ин­формации.

Изменения формы выходного сигнала по сравнению с формой входного сигнала, вызывающие ухудшения качества воспроизве­дения передаваемого сообщения, называют искажениями. В ра­диотелефонных приемниках искажения проявляются в ухудшении разборчивости речи, изменении тембра звучания, появлении фона и т. д. При передаче дискретных сообщений искажения формы импульсов приводят к появлению ошибок (например, в тексте).

Различают искажения линейные и нелинейные. Линейные ис­кажения возникают в результате инерционности линейных цепей, коэффициент передачи которых зависит от частоты. К таким це­пям относятся цепи с реактивными элементами — катушками ин­дуктивности и конденсаторами. Нелинейные искажения возника­ют из-за нелинейности вольтамперных характеристик элементов радиоприемника (полупроводниковых приборов, катушек индук­тивности с железным сердечником). К линейным искажениям сигнала относятся амплитудно-частотные (или частотные) и фазочастотные (фазовые) искажения.

Частотными называют искажения формы сигнала, возникаю­щие в результате неодинакового усиления приемником отдельных составляющих спектра сигнала. Сигнал содержит колебания с различными частотами и амплитудами. В приемнике каждая со­ставляющая должна усиливаться одинаково. Но поскольку сопро­тивление реактивных элементов (катушек индуктивности и кон­денсаторов) для различных частот разное, то и усиливаются от­дельные составляющие сигнала неодинаково. Поэтому соотноше­ния амплитуд составляющих сигнала на выходе приемника не будут соответствовать соотношениям амплитуд составляющих в передаваемом сообщении, и сигнал будет искажен. Частотные ис­кажения в приемнике оцениваются по АЧХ, которая представляет собой зависимость коэффициента усиления от частоты модуляции принимаемого сигнала (рисунок 3.5). Из этой зависимости видно, на­сколько равномерно усиливаются составляющие с частотами, на­ходящимися в пределах заданного диапазона. Как видно из рассмотрения резонансной характеристики приемника, крайние частоты спектра сигнала в приемнике усиливаются слабее.

Частотные искажения оцениваются коэффициентом частотных искажений, который (Показывает, во сколько раз усиление на за­данной частоте модуляцииF_мменьше усиления на средней часто­те F_cp:

М_в=К_ср/К_в; M_н=К_Ср/К_н, где К_в иК_н — коэффициенты уси­ления на верхней F_m.b и нижней F_м.н частотах модуляции, К_Ср — максимальный коэффициент усиления на средней частоте.

Коэффициент частотных искажений выражают в децибелах: М_дб=20IgM. В связных приемниках неравномерность усиления может составлять 6…10дБ в диапазоне частот модулирующих колебаний 300…3400 Гц, в радиовещательных приемниках — порядка 6 дБ в диапазоне частот от 30 Гц до 15 кГц.

Фазочастотными искажениями называются изменении формы сигнал на выходе приемника, возникающие вследствие неодинакоовой задержки составляющих сигнала, в результате нарушаются фазовые соотношения между составляющими сложного сигнала. Причиной фазочастотных искажений является то, что инерцион­ность конденсаторов и катушек индуктивности приемники зависит от частот составляющих сигнала. Оцениваются фазочастотные ис­кажения по фазочастотной (фазовой) характеристике, которая по­казывает зависимость сдвига фаз между составляющими спектра сигнала на выходе и на входе приемника. Поскольку слух челове­ка не чувствителен к фазовым искажениям, в радиотелефонных приемниках АМ-сигналов их не учитывают. Но при приеме радио­локационных, телевизионных, радиотелеграфных сигналов фазо­вые искажения сильно искажают форму сигнала, что вызывает существенное ухудшение качества воспроизведения.

Нелинейные искажения — это искажения формы принимаемо­го сигнала вследствие появления на выходе приемника новых гар­монических составляющих, которых не было в передаваемом со­общении, т. е. в спектре модулирующего колебания. Они возника­ют из-за нелинейности вольтамперных характеристик электрон­ных приборов, катушек индуктивности с магнитными сердечни­ками и др. и приводят к искажениям тембра звука. Нелинейные искажения проявляются на слух как дребезжание, свисты. Воз­никают нелинейные искажения (как и линейные) во всех трактах приемника, но наибольшего значения они достигают в низкочас­тотных каскадах.

Степень нелинейных искажений оценивается коэффициентом гармоник К_г, который представляет собой отношение действую­щих значений амплитуд всех высших гармонических составляю­щих к действующему значению амплитуды основной частоты (или первой гармоники):

К_г=

гдеU₁,U₂, U₃,...,U_n— амплитуды гармонических составляющих.

Допустимый коэффициент гармоник зависит от назначения приемника. Например, в усилителях звуковой частоты радиове­щательных приемников K_г=3...5%, профессиональных (для обес­печения достаточной разборчивости речи) 10... 15%.

Вопрос 4. Структурные схемы радиоприёмных устройств.

Радиоприемное устройство, как уже говорилось, должно улав­ливать электромагнитные колебания заданной частоты, преобра­зовывать их в электрический сигнал, ослаблять помехи и выде­лять сообщение. Все эти функции выполнял простой детекторный радио­приемник, схема которого приведена на рисунке 4.1. Колебательный контур LC является входным устройством (входной цепью) и осуществляет избирательность. Детектор (диод VDи конденса­тор С) преобразует высокочастотные модулированные колебания в электрический сигнал звуковой (модулирующей) частоты. Теле­фон преобразует сигнал звуковой частоты в принятое сообщение. Поэтому детекторный приемник может принимать только те сигналы, мощность которых оказывается достаточной для приведе­ния в действие телефона. А так как часть энергии сигнала теряет­ся еще и в контуре и при детектировании, то чувствительность детекторного приемника получается низкой.

Рисунок 4.1–. Принципиальная схема детекторного радиоприемника

Достоинства детекторного приемника:

1) исключительная простота;

2) отсутствие источников питания.

Недостатки:

1) невысокая избирательность;

2) низкая чувствительность (может достигать 10^-7 ……10^-9 Вт)

Дата добавления: 2014-01-03