Разработка схемы радиоприемного устройства, страница 5

В любом приемнике от правильности распределения усиления по каскадам напрямую зависят его основные технические характеристики: чувствительность, динамический диапазон и линейность тракта приема. Одновременно с вопросами обеспечения заданного усиления и линейности тракта приемника решаются вопросы улучшения коэффициента шума. Чем дальше каскад отстоит от входа и чем больше усиление по мощности предыдущих каскадов, тем меньше он влияет на суммарный коэффициент шума. Требования по чувствительности приемника и линейности его тракта оказываются противоречивыми и обычно удовлетворяются методом компромисса. Одновременно решаются вопросы регулирования усиления в определенных каскадах радиотракта для обеспечения заданного динамического диапазона по основному и по соседнему каналам приема.

При проектировании целесообразно построить диаграмму уровней сигналов и шумов на входе и выходе каскадов приемника. Она строится в логарифмическом масштабе, при этом усиление или затухание каскадов выражается в децибелах. Например: преселектор приемника дает ослабление 2 дБ, УРЧ — усиление 20 дБ, смеситель — усиление 10 дБ,

ФСС — ослабление 6 дБ и т.д. Уровень сигнала и шума при этом удобно выражать в дБ по отношению к 1 мВт (дБм). Пример такой диаграммы для схемы профессионального КВ-приемника приведен на рис.3.6.

1 — сигнал при максимальной входной мощности;

2 — сигнал при минимальной входной мощности;

3 — уровень шума.

1.  Максимальная выходная мощность приемника - это мощность, которая подводится к громкоговорителю ( нагрузке) при допустимых нелинейных искажениях.

2.  Минимальная входная мощность приемника – это реальная чувствительность приемника.

3.  Внутренний шум приемника – это аддитивная флуктуационная помеха, создаваемая элементами схемы приемника.

8.  Оценка динамического диапазона приемника

Динамический диапазон - диапазон уровней сигналов, в пределах которого приемник должен сохранять заданные характеристики.

Обычно динамический диапазон выражают через отношение максимальной и минимальной мощности на входе приемника, при которых приемник сохраняет заданные характеристики, т.е.

 

При этом Pпрм min принимают равной реальной чувствительности приемника.

Специфическую важность имеют следующие два параметра радиоприемного устройства: динамический диапазон, свободный от помех SFDR (Spurious Free Dynamic Range), и динамический диапазон по блокированию BDR (Blocking Dynamic Range).

Динамический диапазон, свободный от помех SFDR, основан на отношении между максимальным входным уровнем, для которого интермодуляционные продукты третьего порядка имеют уровень, меньший уровня шума, и минимальным различимым сигналом

.

Рисунок 1. Интермодуляционные продукты приемника третьего порядка, ограничивающие динамический диапазон приемника.

Верхнюю границу динамического диапазона приемника по блокированию BDR определяет сигнал однодецибельной точки блокирования, нижнюю — .

Рисунок 2. Иллюстрация определения динамического диапазона приемника по блокированию BDR

Максимальный коэффициент усиления функционально законченного тракта приемника определяется, исходя из максимально возможного внутриполосного блокирования. Это означает, что максимальный коэффициент усиления зависит от качества фильтрации перед каскадами основного усиления.

9.  Выбор регулировок приемника

При эскизном проектировании предусматривается система регулировок, обеспечивающая:

поддержание точной настройки приемника на частоту принимаемого сигнала, поддержание заданного уровня сигнала на входе детектора.

Автоматическая подстройка частоты гетеродина позволяет уменьшить до допустимой величины требуемую полосу пропускания УПЧ приемника, если абсолютное значение нестабильности настроек велико.