Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007), страница 5

Способность приемника в отсутствие помех воспроизводить на выходе закон модуляции входных сигналов с заданной точностью называют верностью воспроизведения сообпгептг. Количественно верность воспроизведения оценивается искажениями выходного сигнала — изменениями его формы по отношению к модулируюгцей функции. Различают статические и динамические характерно гики искажений. К стапшчвскин относятся характеристики линейных искажений, нелинейных искажений и искажений, связанных с ограничением динамического диапазона. Лиггейггые искагнсепия проявляются в различных условиях прохождения отдельных составляющих спектра полезного сигнала через приемный тракт. Они обусловлены инерционностью элементов тракта, не сопровождаются появлением в спектре новых составляющих и не зависят от уровня входного сипгала и глубины модуляции.

Линейные искажения могут быть амплитудными и фазовыми. Аяггглггпгггдгго-часпгопгггые искажения проявляются в изменении соотношения амплитуд спектральных составляющих и оцениваются неравномерностью АЧХ высокочастотного тракта и тракта частоты модуляции, называемой харакппрпспшкой верностп воспропзвсдепия по ггаггря>гсегггггг> Х,(Г„), где Х, = 20 1д ((г„,,„ /(г„„,,„); Ä— частота модуля>гни входного сигнала; сг„,,„— напря>кение на выходе приемника при произвол>,ной Г„; (l,„„„то же, при с„= 400 или 1000 Гц.

Характеристика Х,(Р„) фактически является произведением АЧХ приемника по высокой частоте и АЧХ низкочастотного тракта, снимается при неизменных частоте настройки, амплитуде и глубине модуляции входного сипгала. Ее идеальный вид — прямая на уровне 0 дБ. Реальная характеристика верности имеет спады в области нижних и верхних час~о~, обусловленные особенностями АЧХ соответствующих трактов. Более полную оценку амплитудных искажений с учетом влияния ОУ позволяют получать характеристики верности по звуковому давлению (для радиовещательных приемников) или по яркости (для телевизионных приемников).

Фазовые ггскажеггигг обусловлены тем, что при прохождении через приемник различные составляющие спектра сигнала задерживаются не на одно и то >ке время, в результате чего иска>кается форма модулирующего колебания. При идеальной фазочастотной характеристике (ФЧХ) гр(г') в виде линейной зависимости такие Назначение, структуры н технические характеристики 23 искажения отсутствуют.

Для оценки фазовых искажений в РПрУ используется характеристика группового времени запаздывания (ГВЗ), представляющего собой производную по частоте от ФЧХ: т, = г/с>/2яг//: Идеальная характеристика ГВЗ нредставляег собой прямую, параллельную оси абсцисс на уровне среднего значения т„„. мерой искажений служит неравномерность характеристики.

Фазовые искамгения не оказывают заметного влияния на слуховой прием монофонического вещания, однако существенно сказываются на качестве приема телевизионных, цифровых и ряда других сигналов. г(елипейные показ>сет>я обусловлены главным образом нелинейностями характеристик усилительных элементов, связаны с появлением в спектре модулирующего сигнала на выходе РПРУ новых составляющих и зависят от уровня сигнала и глубины модуляции. Оцениваются они коэффициентом гармоник модули> 2 руюгцего сигнала /г, = (/,н,> +(/,нк> + ... /(/,„„и где (/„н„н (/„н>, (/„н, — эффективные значения напра>кения соответсггуюших гармонических составляющих частоты модуляции Ен.

Нелинейные иска>кения возникают на участках приемного тракта с высокими уровнями сигнала и лри слуховом приеме, например, ухудшают его качество. Таким образом,максим>пьный уровень входного сигнал Е „н, в приемнике ограничен допустимыми нелинейными искажениями в УТ. Минимальный уровень Ехс определяется, как отм.чалось ранее, уровнем собственных шумов, т.е. реальной чувствительностью приемника.

Эти уровни ограничивают дгпааиичеекий г)вона«оп (/(>Т/ по осдотшлу кипалу РПрУ /) = 20!д (Еа к „/Еас), характеризующий пределы изменения уровня входных сигналов Еы при которых обеспечивается допустимая потеря информации, содержащейся в полезном сип~але. В пределах ДД, который у современных приемников может достигать 100...120 дБ, нелинейные искажения оцениваются по амплитудной характеристике (/,н„(Еа), близкой в этих пределах к линейной. Нелинейные искажения полезного сигнала могут возникать не только из-за е>о высокого уровня, но и вследствие воздействия сильной помехи в оседнем канале приема.

Для оценки этих искажений вводится понятие «ди. намический диапазон по соседним каналам». При визуальном приеме. существенное значение имеют динамические характеристики переходных процессов, позволяющие оценивать линейные искажения импульсных сигналов. Переходпг>й ги/>ц>гтернстикой РПРУ называется временная зависимость выходного напряжения (/,н„(/) при подаче на вход Еа в форме радио- 24 гл>хвл ! 1 вы~ Ц, ! 0.0 0,5 0,1 '0 Рис. 1,4 импульса (рис. 1.4). Иска>кения фронта и плоской части импульса характеризуются рядом параметров.

Вре!»> загшздыеааал 1, — время с момента начала входного импульса до момента, когда достигается (1„,,„.= 0,5((ь где (1я = (1„,„(1) при 1 — >со, т.е. установившееся значение выходного сигнала. Время изменения (l,„„(1) от О,1 до 0,9(1> называется 01>еие»е>> лораслктил 1„или длительностью фронта импульса. Выбросы переходной характеристики оцениваются как Л, =- Л(1„,,„,1(/0, где Л(l„„„, — максимальные отклонения амплитуды выходного напряжения от установившегося значения.

При прекращении импульса Е„(1) имеет место переходный процесс, характер и длительность протекания которого могут отличаться от процессов формирования фронта, поэтому вводится поалпше аренелл спида 1„как время уменьшения (1„,,„(1) от 0,9 до 0,1(1„. 11ереходные процессы приводя г, например, к появлению м!югоко>ггурности изображения в телевизорах, повышению вероят!юсти ошибки при приеме цифровых сигналов. В РПрУ с угловыми видами модуляции (манипуляции) существенны искажения нри скачках не амплитуды, а частоты или фазы сигнала. К характеристикам частотной настройки РПрУ относят: диги >шит рпбочит шс>пол>Я„„„... Д„„„, в пределах которого приемник может !пшшю или дискрспю перестраиваться; набор раоочих часлалл приемника, предназ>гаченного для приема сигналов на фиксированных шстотах.

В обоих случаях на всех частотах настройки должнь! обеспечиваться все другие электрические характеристики РПРУ. Диапазон рабочих частот характеризуется коэффициентом 25 Назначение, структуры и технические характеристики перекрытия диапазона 1>к =Д„„,//~„„к. Для повышения 1>, при сохранении заданно~о качества приема диапазон рабочих частот разбивают на поддиапазоны с равными коэффициентами перекрытия или равными частотными интервалами. К характеристикам частотной настройки относят также погрешность насгройки и ее отсчета, плотность настройки.шаг перестройки по частоте, Среди других электрических характеристик РПрУ вЂ” параметры ручных и автоматических регулировок усиления, полосы пропускания, автоматической подстройки частоты и фазы гетеродина, мощность и другие параметры системы питания.

К основным ко»с>>>рук>ггг>вно-экспгуаггга>1иониыт> харгттеристикат РПрУ относят надежность работы, массогабаритные показатели, стабильность и устойчивость работы. экономичность питания, ремонтоспособность и эргономические показатели. Основными прог>вводе>ивен>>о-эко>готггагескг>гигг харакпгериспшке>л>г> являются: стоимость, степень интеграции, степень унификации, соответствие мировым стандартам, сроки разработки, серийноспособность, вид технологического процесса. Следует особо подчеркнуть, что перечисленные выше основные показатели и характеристики РПрУ не просто представляют собой набор о~дельных свойств, а образуют сложную систему взаимосвязанных и взаимозависимых качеств приемника. Так, его стоимость чаще всего находится в противоречии с другиыи характеристиками и для ее они>кения без существенного ухудшения электрических параметров приходится, в частности, повышать степень интеграции приемника, что, в свою очередь, требует новых схемотехнических решений и перехода к новым технологиям.

1.4. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ И ПОКАЗАТЕЛИ РАДИОТРАКТА ПРИЕМНИКА Простейшая структурная схема УТ н ИТ, реализующих описанные в лз 1.2 основные функции РПрУ, представлена на рис.1.5. Принятый антенной радиосигнал с частотой 1, поступает в тракт высокой частоты 1ТВЧ), в котором осуществляются час~о~ива избирательность и усиление, возможно преобразование частоты, амплитудная и временная избирательность.

Детектор (Д) преобразует Рис. 1.В ГЛЛВЛ1 принимаемые модулированные сигналы в напряжение, соответствугошее передаваемому сообщению. В тракте частоты модуляции К,(ТЧМ) реализуется последетекторная обработка си~палов: усиление, дополнительные преобразования для ослабления действия помех, декодирование и разделенно сообщений (в многоканальных системах) Структурные схемы РНрУ различаются прежде всего построением ТВЧ. Наиболее простым является принцип построения ггрггемггггксг гг)>ямоео делгекгггироеаггня (детекторного), структурная схема которого представлена на рис.).б,сс.

Назначение, структуры и технические характеристики 27 Входная цепь (ВЦ) в виде резонансной системы или фильтра обеспечивает частотную избирательность РПРУ, настройка на частоту принимаемого сигнала осуществляется перестройкой или переключением ВЦ. Принципиальным является отсутствие усиления си~нала до детектора, ведущее к серьезному упрощению устройства приемника, но одновременно обусловливающее его низкую чувствительность и избирательность.

Указанные недостатки такой схемы нс устраняются наличием усилителя частоты модуляции (УЧМ). Вследствие этого в настоящее время РПрУ прямого детектирования применяются практически лишь в миллиметровом, децимиллиметровом и оптическом диапазонах волн. Схел>а прпвт>цхт> прллтого усичення представлена на рис.1.б, б. От описанного выше этот приемник о~личается наличием усилителя радиочастоты (УРЧ) и. как следствие. значительно большими чувствительностью и избирательностью.