Назначение, структура и принцип действия радиоприемного устройства
Радиоприемные устройства используют для радиосвязи, звуковогои телевизионного вещания, радионавигации, радиолокации, paдио-, телеуправления и т.д. Радиоприемное устройство должно содержать все необходимые узлы для осуществления следующих процессов:
выделения из всей совокупности электрических колебаний, создаваемых в антенне внешними электромагнитными полями, сигнала от нужного радиопередатчика;
усиления высокочастотного сигнала;
детектирования, т.е. преобразования высокочастотного модулированного сигнала в ток, изменяющийся по закону модуляции;
усиления продетектированного сигнала.
Дальнейшее преобразование сигнала зависит от конкретных особенностей применения радиоприемника. Если, например, приемник предназначен для одноканальной радиотелефонной связи либо звукового или телевизионного вещания, то принятый сигнал после усиления превращается в звук и изображение при помощи телефона, громкоговорителя и приемной телевизионной трубки.
Если приемник предназначен для многоканальной радиосвязи, то продетектированный и усиленный сигнал подводится к оконечному устройству, в котором происходит разделение сигналов по отдельным каналам и, если требуется, дополнительная их обработка.
Структурная схема приемника прямого усиления.
Рисунок Структурная схема приемника прямого усиления
Входная цепь (ВЦ) выделяет полезный сигнал из всей совокупности колебаний, наводимых в антенне от различных радиопередатчиков и других источников электромагнитных колебаний, ослабляет мешающие сигналы. Усилитель радиочастоты (УРЧ) усиливает поступающие из входной цепи полезные сигналы и обеспечивает дальнейшее ослабление сигналов мешающих станций. Детектор (Д) преобразует модулированные колебания радиочастоты в колебания, соответствующие передаваемому сообщению: звуковому, телеграфному и др. Усилитель низкой частоты (УНЧ) усиливает продетектированный сигнал по напряжению и мощности до величины, достаточной для приведения в действие оконечного устройства (громкоговорителя, реле, приемной телевизионной трубки и др.). Оконечное устройство (ОУ) преобразует электрические сигналы в исходную информацию (звуковую, световую, буквенную и др.).
Обратная ару в радиоприемных устройствах
Системы АРУпредназначены для стабилизации уровня сигнала на выходе усилителей радиоприемныхустройств, при большом динамическом диапазоне изменения входного сигнала. При таком изменении уровня входного сигнала, при отсутствии системы АРУ, нарушается нормальнаяработа приемных устройств, что проявляется в перегрузке последних каскадов приемника. Всистемах автоматического сопровождения цели РЛС перегрузка каскадов приемника приводит к искажению амплитудной модуляции, к снижению коэффициента усиления исрыву сопровождения. В системах стабилизации частоты перегрузка каскадов вызываетизменение крутизны дискриминационной характеристики, что резко снижает качествоработы системы. На практике наибольшее распространение получили инерционные системыАРУ с обратной связью[1].
Принцип работы системы АРУ заключается в следующем. Входное напряжение Uвхпоступает на вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Выходноенапряжение с усилителя поступает на вход детектора, затем продетектированный сигналсуммируется с напряжением задержки Uз. Суммарное напряжение Uсусиливаетсяусилителем постоянного тока (УПТ) и подается на фильтр нижних частот (ФНЧ), ФНЧ формирует управляющее напряжение Uу,изменяющее коэффициент усиления. Зависимость коэффициента усиления усилителя отуправляющего напряжения называют регулировочнойхарактеристикой, она может бытьаппроксимирована линейной зависимостью
Эффект стабилизации уровня выходного напряжения Uвых достигается за счет того,что с ростом уровня Uвых увеличивается и управляющее напряжение Uу, под действиемкоторого, в соответствии с выражением (1.1), уменьшается коэффициент усиленияусилителя, что приводит к снижению уровня входного сигнала.
Для предотвращения снижения уровня выходного сигнала при малых входных воздействиях и обеспечения работы системы АРУ с определенного уровня, в систему подаютнапряжение задержки Uз. В результате напряжение управления появится только в случае, когда напряжение на выходе амплитудного детектора превысит напряжение задержки Uз.
Фильтр нижних частот в цепи обратной связи систем АРУ предназначен для передачиуправляющего напряжения с частотами изменения уровня выходного напряжения АРУ. Приэтом ФНЧ должен быть инерционным по отношению к частотам сигнала, иначе произойдет искажение формы полезного сигнала.Напряжение на выходе системы АРУ:
