Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986), страница 3

Пра сращивав 5, и 5з считается, что 5, ду вша 5з, еалп каждый нз показателей качества йч(5~), г=1, ..., т, устройсзва 5~ ве хуже (не больше), чем для 5з. Пусть теперь два приемника характеризуются всктарамп качества К,=)З; 151 н Кз=)З; 201. Тогда можно утверждать, что приемник 5, бсэуслоив лучше врнамивка 5з. Поэтому выполнение указазиюга условия араапеввя показателей качества называют безусловным кризерпем предпочтения. Если, однако, К~=)З; 151, а Кз= )б; 111, то приемвнви векторно несравнимы н исходя из их целевого иазначевия необходимо 10 ввести условный критерий предпочтения, Для приемников различного типа ус ловпые критерии могут быть весьма разнообраавымн. Например, можно считать, по лучшим является вектор качества К=)йь...,й„1, для которого взвешеаная сумма а,й,-г...

+а„,й частных похазателей качества минимальна. В заключение заметим, что если за счет оптимального проектирования удастся снизить стоимость вещательного приемника всего на 10%, то, учитывая массовый выпуск таких приемников, экономия в масштабе страны составит лесятки миллионов рублей и более. !.2. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ РАДИОПРИЕМНИКОВ Структурные схемы приемников различаются построением тракта ралиочастоты ТРЧ, в котором может осуществляться прямое усиление входных сигналов н усиление их с преобразованием частоты. В приемниках прямого усиления (рис. !) ТРЧ солержит входную цепь ВЦ и усилитель поступающего из антенны ралносигнала — так называемый указатель ралиочастоты УРЧ.

В этом случае все резонансные цепи настроены на частоту принииаемого радиосигнала (ралиочастоту), иа которой и осуществляется усиление. Входная цепь обеспечивает прелварительну1о частотную селекцию .ло первого каскада УРЧ, а сам УРЧ вЂ” основную частотную селекцию и лодетекторное усиление сигналов. Резонансные контуры ВЦ и УРЧ перестраиваются в пределах нужного диапазона рабочих частот. Так как обычно необходимы высокие селективность и усиление (коэффициент усиления по напряжению УРЧ может быть порядка 1О' ... 10'), то может потребоваться несколько усилительных каскадов и резонансных контуров. Из-за конструктивной сложности реализации перестройки число контуров редко превышает 3 ...

4. При этом усиление па радиочастоте ), может оказаться неустойчивым, а селективность недостаточной, так как полоса пропускзипя П колебательного контура с добротностью Я связана с его резонансной частотой (а=)", соотношением П=-)а)Я. При переменной настройке селектнвность и коэффициент усиления изменяются (с увеличением 1, полоса П расширяется и, следовательно, селсктигность уменьшается). Ь /гпсльэайка Рис, Е! Для уменьшения числа усилительных каскадов и упрощения конструкции в ТРЧ приемников прямою усиления в прошлом широко использовали регенеративные и суперрегенеративные усилители.

В приемнике с регеиератнвным усилителем за счет положительной обратной связи в резонансный контур вносится отрицательное сопротивление, частично компенсирующее потери в пем, что увеличивает коэффициент усиления. Однако такие приемники обладают невысокой устойчивостью, так как работают в режиме, близком к самовозбуждению. При этом возможно проникновение генерируемых колебаний в антенну, а их излучение ведет к усилению помех другим приемникам, что крайне нежелательно с ючки зрения ЭМС. В суперрегенеративном приемнике положительная обратная связь с УРЧ периодически изменяется с некоторой вспомогательной частотой, значительно превышающей частоту модуляции сигнала. При этом в течение части периода вносимое сопротивление становится отрицательным и в колебательном контуре самовозбужда1отся колебания.

Амплитуды этих колебаний превышают амплитуду принимаемых сигналов в !О' раз и более. Интенсивность их пропорциональна действующим на колебательиый контур принимаемым сигналам, т. е. генерируемые колебания в сущности являются усиленными сигналами. Суперрегенеративному приемнику, как и регенеративному, свойственны искажения сигналов н интенсивные паразитные излучения, что не отвечает требованиям ЭМС.

Наибольшее распространение получили супергетеродинные приемники. В них (рис. 1.2,а) сигналы частоты Г, преобразуются в преобразователе частоты ПЧ, состоящем из местного автогене. ратора — гетеродина Г и смесителя частот См, в колебания фиксированной промежуточной частоты 1„р, па которой и осушествляют- тпч тпч пч» Рвс.

1,2 ся основное усиление и частотная селекция. Поэтому додетекторный тракт состоит из двух частей — ТРЧ, в составе которого ВЦ и УРЧ, и тракт промежуточной частоты (ТПЧ), включающий ПЧ и усилитель промежуточной частоты (УПЧ). Из теории нелинейных электрических цепей известно, что преобразователь частоты основан па применении нелинейного элемента, но преобразователь изменяет только частоту сигнала, не влияя па форму модулирующей функции, т.

е. действует в отношении принимаемого сигнала как линейная параметрическая цепь. Прп подаче па входы преобразователя сигнала с частотой 1, н от гетеродина с частотой ), на выходе его получают колебания с комбинационными частотами а),+р)„ где а и () равны +1, ~2, ... Резонансная цепь на выходе преобразователя настроена на частоту 1„р, представляющую собой разность (разностное преобразование) или сумму (суммарное преобразование) частот 1, и 1. (в отдельных случаях 21„, 3(„и т. д.). При разностном преобразовании г„р — — ),— !, или („р=1,— 1,.

При а=!, р= — 1 имеет место «нижняя» настройка гетеродина, когда ~„(~,, а при а= — 1, б= = 1 — «верхняя» настройка, когда 1„ 1,. В обоих случаях частоту 1, можно выбрать так, чтобы 1,р была ниже границы диапазона рабочих частот ()лр()с упав) Иногда частоту преобразуют с переносом спектра сигнала вверх, когда 1„>), „,. Это возможно как .при разностном, так и при суммарном преобразовании, Супергетеродинный приемник в этом случае называ1от инфрадином. Однако высокую. промежуточную частоту обычно приходится затем понижать в другом преобразователе, т. е. в инфрадине применяется неоднократное преобразование частоты. Если сигналы принимаются в некотором диапазоне частот 1„ то для сохранения постоянства частоты 1„» должна соответственно изменяться частота 1„.

Это достигается путем сопряжения настройки входной цепи, резонансной цепи усилителя радиочастоты и гетеродина с помощью единого органа управления. Преобразование переменной частоты принимаемых сигналов ). в постоянную промежуточную частоту 1,р обеспечивает супергетеродинным приемникам ряд преимуществ: резонансные цепи тракта промежуточной частоты не нужно перестраивать, что упрощает их конструкцию; благодаря постоянству коэффициента усиления ослабляется зависимость общего коэффициента усиления приемника от частоты настройки; при преобразовании частоты с переносом спектра сигнала вниз паразитные емкостные и индуктивные обратные связи проявляются слабее; это позволяет увеличить коэффициент усиления без ухудшения устойчивости; использование пониженной частоты 1„„ позволяет сузить полосу пропускания без усложнения конструкции резонансных цепей.

Из сказанного вытекают функциональные различия резонансных цепей радио- и промежуточной частоты: 13 цепи радиочастаты имеют в большинстве случаев относительно широкую полосу прапускания, в пределах которой помимо спектров радиосигнала могут оказаться помехи соседних каналов. Эти цепи осуществляют предварительную селекцию, поэтому часть приемника, содержащую ВЦ и УРЧ, называют преселектором; цепи промежуточной частоты имеют полосу пропускания, соответствующую ширине спектра сигнала, и подавляют помехи за пределамн этого спектра. Преобразование частоты обусловливает особенности супергетеродннного приема, которые проявляются прежде всего в образовании побочных каналов приема, влиянии нестабильности частоты гетерадица на настройку, возможности излучения калебзний гетеродина через приемную антенну.

Полоса пропускания приемника, в которой находится спектр сигнала, образует основной канал приема. Частотные полосы, которые примыкают к основному частотному каналу и могут быть запяты спектрами посторонних сигналов, образуют соседние каналы приема. Однако колебания промежуточной частоты могут формироваться не только в результате преобразования сигнала в сап~ветс~вин С формулой 00)с+5)г=)ггр, Па И В Результата Дейстзня помехи с частотой („в соответствии с формулой гиг„+и1,= =1'„р, где !и, и равны 0; ~1; ~-2; ...

Попав в полосу прапускания тракта промежуточной частоты, этп помехи накладываются на принимаемый сиш|ал и искажают его. Палась! частот, в пределах которых образу!отея ложные сигналы, называются побочными каналами приема. Наибольшу!о опасность представляют зеркальный капал и канал прямого прохождения (на промежуточной частоте). Если, например, основное преобразование частоты 1„0=1,— 1, (а= — 1, 5=1), то возможно побочное пРеабРазовацие пРи из=1 и и= — 1, т.

е. 1,р=10 — 1„. Такой канал приема помехи 10=(,,„называется зеркальным. Если основной канал приема 10 расположен ниже частоты („на значение )„р, то частота зеРкальнаго канала 1, Расположена симметРично вы- П!Е )г Па ЗНаЧЕНИЕ гар', ЕСЛИ жЕ !0=1г+)пр Та )а )г )пр. Если частота помехи равна частоте 1"„р, на которую настроен тракт промежуточной частоты (10=100), и помеха не будет подавлена в преселекторе, то она, как и помеха зеркального канала, проникнет в тракт промежуточной частоты и будет усилена. Этот случай (!и=1 и и=0) соответствует побочному каналу па промежуточной частоте.

Существуют также побочные каналы приема, связанные с действием гармоник гетеродина (частоты 2)т 31, ...). Требования высокой селективности по соседнему и зеркальному каналам нередко вынуждают применять в приемнике несколько (два или трп) последовательных преобразований частоты, для чего соответственно используются несколько преобразователей (рис. 1.2,б). Каждый преобразователь имеет свою преобразованную частоту колебаний, приводимую в последнем преобразавате- !4 ле к основной промежуточной частоте. В тракте основной промеж точной частоты обычно реализуется требуемая селективность у по соседнему каналу и основная доля необходимого усилен Все гетерадицы преобразователей частоты охватываются системой стабилизации частоты.

Она необходима, так как изменение частоты гетеродина вызывает соответству!ощее отклонение преобраЗаВапиай ЧаСтатЫ От НОМИЦаЛЬНОГО ЗНаЧЕНИЯ 10а,х ПУСТЬ НОМИНаЛЬ- ная частота гетсрадина 1,,„ изменилась на Л1,. Тогда 100=1г — 10= = (1.. +гЛ) ) — )с=)ха.а+Л~г..При высокой частоте гете)задигш гт г г с= «а.а г. т оеклонение 1, ат номинального значениЯ 1„„000 на котоРое нас Р «р б ть пы с елективные цепи тракта промежуточной частоты, может бы л ння зца и ч! тельным; оно влечет уменыцепие коэффициента уси ен т акта, т. е. ухудшение чувствительности приемника. См ще е ение тра т, скаспе р ктра сигнала относительно паласы пропускания ведет к и жециям пршшмаемых сообщений. Наконец, вместо по езн л ого сигнала в полосу пропускания УПЧ может попасть помеха.

1.3. ДИАПАЗОН РАБОс1ИХ ЧАСТОТ Диапазоном рабочих частот называется полоса, в пределах котовой может перестраиваться приемник. При плавной перест- райКЕ диаПаэан ЗадаЕтСя ГраиИЧПЫМИ ЧаСтОтаМИ 10 т!а - )О тах. Относительнаи ширина диапазона оценивается коэффициентом перекрытия ьд = 70 гг~ а х ггга га га. Для обеспечения большого ид при простоте настройки и сохранении качественных показателей приема диапазон разбивают на подднапазоны с коэффициентами перекрытия йдд ! 0пд !пах гид гига)! !г 3 г пне й ограничено в первую очередь конструктивными возначепне дд мо>кпастнми настроечных переменных конденсаторов, у т р максимальная С, а„ и минимальная С„„„ емкости находятся обычно в соотношении С,„ж (25 ... 50) Ст;„.