Усилители радиосигналов

Избирательные усилители

Избирательные усилители (ИУ) предназначены для получения основного усиления в приемном тракте до детектора, а также требуемой избирательности.

Различают усилители радиочастоты (УРЧ) или усилители радиосигналов (УРС), усиливающие колебания на частоте принимаемого сигнала и входящие в состав преселектора приемника, и усилители промежуточной частоты, усиливающие сигнал промежуточной частоты после преобразователя частоты.

УРС приемника должен выполнять три основные функции: снижать коэффициент шума приемника для повышения его чувствительности; усиливать полезный принимаемый сигнал; обеспечивать частотную избирательность [4].

Основные требования к УРС:

- получение усиления, достаточного для пренебрежения влиянием шумов последующего тракта;

- малый коэффициент шума, так как УРС вносит основной вклад в коэффициент шума РПрУ;

- высокая избирательность по побочным каналам приема (зеркальному каналу и т.д.). УРС обеспечивает предварительную частотную избирательность по соседнему каналу;

- малые искажения (линейные и нелинейные);

- устойчивость работы, т.е. постоянство основных параметров УРС при действии дестабилизирующих факторов и отсутствие склонности к самовозбуждению;

Для обеспечения избирательности в УРС, как правило, используются частотно-избирательные системы: одиночные или связанные контуры, а также полосовые фильтры. Как правило, частотно-избирательные системы УРС настроены в резонанс на частоту принимаемого сигнала, поэтому такие усилители принято называть резонансными.

Рассмотрим основные электрические характеристики УРС.

Резонансным коэффициентом усиления принято называть отношение амплитуды напряжения несущей частоты сигнала на выходе УРС к амплитуде напряжения несущей частоты сигнала на входе усилителя

при настройке нагрузочных контуров в резонанс на несущую частоту сигнала. При использовании в нагрузке усилителя полосовых фильтров резонансный коэффициент усиления определяется на средней частоте полосы пропускания.

Точно так же на рабочей частоте определяется коэффициент усиления по мощности, под которым понимают отношение мощности сигнала в нагрузке усилителя к мощности сигнала на входе

.

В первых усилительных каскадах РПрУ обычно стремятся получить как можно большее значение с тем, чтобы в соответствии с выражением

,

где - коэффициент усиления по мощности первого каскада,

снизить общий коэффициент шума РПрУ.

Коэффициент шума определяет шумовые свойства УРС. Чем он меньше, тем более слабые сигналы можно усиливать. Для повышения чувствительности РПрУ согласно

УРС следует применять в тех случаях, когда он позволяет снизить коэффициент шума приемника.

Если, то УРС будет снижать коэффициент шума приемника.

Избирательность усилителя (как и входного устройства) определяют по резонансной кривой. Она обычно характеризуется шириной полосы пропускания избирательного усилителя и величиной ослабления мешающего сигнала при заданной расстройке, т.е. иногда избирательность оценивается с помощью коэффициента прямоугольности формы резонансной кривой, под которым понимают отношения полосы пропускания усилителя на некотором уровне к полосе пропускания на уровне 0,707

.

Избирательные свойства УРС оцениваются характеристикой избирательности, представляющей собой отношение коэффициентов усиления на резонансной и несущей частотах

,

где - коэффициент усиления на текущей частоте.

Амплитудно-частотные искажения полностью определяются формой резонансной кривой УРС. В УРС большинства супергетеродинных РПрУ полоса пропускания оказывается много больше, чем полоса пропускания всего приемника, и частотные искажения сигнала оказываются незначительными. Это объясняется тем, что промежуточная частота выбирается значительно меньшей частоты приемного сигнала.

Фазо-частотные искажения являются следствием нелинейности фазовой характеристики УРС. В пределах полосы пропускания фазовая характеристика УРС с любым числом каскадов близка к прямой линии. Поэтому для сигналов, спектр частот которых находится в пределах полосы пропускания таких усилителей, фазо-частотные искажения незначительны и ними практически пренебрегают.

Нелинейные искажения усилителя определяются нелинейностью рабочего участка его амплитудной характеристики. Они тем меньше, чем меньше амплитуда сигнала и прямолинейней амплитудная характеристика. Амплитуды полезных сигналов на входе УРС обычно не превышают 0,01 В. Поэтому существенные нелинейные искажения могут возникнуть лишь при наличие на входе УРС полезных и мешающих сигналов от других станций с э.д.с., большей указанной величины.

Устойчивость работы усилителя определяется отсутствием склонности к самовозбуждению, которое возможно как за счет внутрикаскадных, так и за счет межкаскадных паразитных обратных связей.

Дата добавления: 2014-01-04