18.2 Качественные показатели рПрУ и методы их улучшения.
К основным показателям РПрУ относятся его чувствительность, избирательность, полоса пропускания, искажения и выходная мощность.
Под чувствительностью понимается минимальная э.д.с (или мощность) поступающая во входную цепь из антенны, необходимая для уверенного приема сигнала. Чувствительность измеряют обычно в микровольтах. Чем меньше необходимо мкВ для приема радиостанции, тем выше чувствительность приемника. Повышению чувствительности препятствует наличие шумящих элементов в первых каскадах приемника, поэтому транзисторы первых каскадов выбирают малошумящими. Чувствительность современных приемников (в т.ч. ЖД связи) достигает единиц и даже долей мкВ.
Избирательность радиоприемника - это его способность ослаблять действие мешающих сигналов. Такие сигналы создают и радиостанции, попадающие в полосу приема. Избирательность оценивается логарифмическими единицами – децибелами. Если соседний канал ослабляется в 100 раз, то говорят, что избирательность приемника по СК составляет 40 дБ, ослабление в 1000 раз соответствует избирательности 60 дБ.
Недостатком супергетеродинного приемника является наличие побочных каналов приема, основным из которых является зеркальный (ЗК). Если некоторая мешающая станция работает на частоте, зеркально расположенной от частоты гетеродина относительно принимаемой станции, она преобразуется, как и принимаемая в промежуточную частоту:
(18.2)
Зеркальный канал ослабляют фильтры, настроенные на частоту принимаемого сигнала, т.е. ВЦ и ПФ1, соседний канал ослабляют ПФ2 и ПФ3.
Полоса пропускания приемника должна соответствовать полосе, в которой передается не менее 95% энергии сигнала (3.8). Полосу пропускания обеспечивают фильтры приемника, в основном, ПФ2 и ПФ3.
Выходная мощность - это мощность НЧ колебаний в нагрузке при заданных искажениях сигнала. Обычно задают уровень коэффициента гармоник в процентах. В ЖД приемниках связи Кг не должен превышать 10%.
Итоги занятия
Современные приемники строят исключительно по супергетеродинной схеме.
Обеспечение чувствительности приемника достигается увеличением количества каскадов, а обеспечение избирательности увеличением количества фильтров или улучшением их качества.
Двойное ПЧ позволяет значительно улучшить показатели РПрУ.
КОУ, Л.19, стр.1
КОУ, Л.19. , СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ И ПОКАЗАТЕЛИ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ (РПУ)
Вопросы лекции:
19.1 Структурные схемы рпу,
Показатели рпу.
19.1 Структурные схемы рпу
Радиопередающие устройства строятся по двум основным схемам. Первая схема – РПУ с непосредственной модуляцией несущей частоты передатчика (Рис.19.1),
Рис.19.1 Структурная схема передатчика радиосвязи с непосредственной модуляцией несущей частоты: ЗГ - задающий генератор, БУ- буферный усилитель, М – модулятор, ОК – оконечный каскад, ПФ - полосовой фильтр, А – антенна, ИМС – источник модулирующего сигнала, УНЧ – усилитель НЧ
Задающий генератор (возбудитель) генерирует высокостабильные немодулированные колебания высокой частоты. ВЧ немодулированный синусоидальный сигнал описывается известным выражением:
(19.1)
Буферный усилительный каскад уменьшает влияние нагрузки ЗГ на стабильность его частоты.
В модуляторе
осуществляется преобразование этих
колебаний в ВЧ
модулированный сигнал. В зависимости
от параметра колебания, изменяемого
при модуляции, различают амплитудную
(изменение
),
частотную (изменение
)
и
фазовую
(изменение
).
Изменение частоты или фазы приводит к
изменению аргумента под знаком косинуса
,
поэтому частотную
и фазовую модуляцию называют также
«угловая модуляция». В
технике связи широко применяют
разновидности
амплитудной модуляции: балансную АМ и
однополосную АМ.
Балансная АМ
отличается от обычной тем, что в
модулированном сигнале подавлена
несущая частота. При однополосной
модуляции подавляется также и одна из
боковых частот, остается сигнал с одной
(верхней или нижней) боковой
частотой. В настоящее время получили распространение импульсные виды
КОУ, Л.19, стр.2
модуляции: амплитудно-импульсная (АИМ), фазово-импульсная (ФИМ), а также широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
Оконечный каскад представляет собою генератор с внешним возбуждением (ГВВ), который строится по схеме нелинейного резонансного усилителя. Задачей этого каскада является увеличение мощности ВЧ модулированных колебаний.
Полосовой фильтр (ПФ) необходим для подавления колебаний с частотами, лежащими вне полосы частот, занимаемой спектром ВЧ модулированного колебания. При угловой модуляции, ширина спектра ограничивается областью частот, при которой передается 95% энергии сигнала. Задачей ПФ является также эффективное подавление излучений на гармониках основной частоты.
Антенна преобразует токи ВЧ, вырабатываемые передатчиком в электромагнитные колебания. Эти колебания излучаются антенной в пространство.
В связных РПУ источником модулирующих колебаний является микрофон. Микрофон преобразует звуковые колебания в электрические, которые усиливаются УНЧ и поступают на модулятор.
Другая структурная схема, по которой может быть построено РПУ, содержит каскады умножителей частоты (УЧ). Эта схема приведена на рис.19.2.
Рис.19.2. Структурная схема РПУ, в составе которого имеется УЧ: ПОК – предоконечный каскад.
Применение каскадов умножения частоты может быть обусловлено тремя причинами: отсутствием ВЧ кварцевого резонатора в ЗГ, необходимостью увеличить девиацию частоты передатчика ЧМ сигналов и желанием
обеспечить устойчивое усиление ВЧ сигнала за счет разнесения по частоте усилительных каскадов. УЧ может устанавливаться перед модулятором.
Предоконечный усилительный каскад устанавливают для обеспечения требуемой «раскачки» оконечного каскада. Для «раскачки» на вход ОК должна подаваться примерно десятая часть выходной мощности передатчика.
КОУ, Л.19, стр.3