В диапазоне УКВ осуществляется стереофоническое вещание, особенность
которого состоит в передаче двух сигналов от пространственно разнесенных
микрофонов: левого Uа и правого Uб.
Радиовещание ведется в двух поддиапазонах радиочастот: 65,8…73 МГц и 88…108
МГц. Первый из них в дальнейшем будем называть УКВ ЧМ, а второй – FM (Frequency
Modulation). Современные системы стереовещания позволяют принимать передаваемую программу как
стереофоническим, так и монофоническим приемником. Для этого модулирующий
сигнал составляется из двух частей: суммарный сигнал
(Uа + Uб) размещается в интервале частот
0,03…15 кГц, а спектр разностного сигнала (Uа – Uб)
осуществляет амплитудную модуляцию сигнала поднесущей частоты, которая в УКВ ЧМ
выбрана 31,25 кГц, а в FM-диапазоне – 38 МГц (рис. 3.1).
В радиопередатчике диапазона УКВ ЧМ сигнал поднесущей частоты 31,25 кГц подавляется на 14 дБ. Сформированным спектром низкочастотного сигнала производится частотная модуляция высокочастотного сигнала передатчика. В приемнике низкочастотный сигнал появляется на выходе частотного детектора, после которого он подводится к стереодекодеру. В нем суммарный сигнал выделяется фильтром ниж-
Рис. 3.1. Спектры модулирующего сигнала
при стереофоническом вещании: а – УКВ ЧМ, б – FM
них частот (ФНЧ), а разностный сигнал – полосовым фильтром, включенным на выходе усилителя. В усилителе восстанавливается сигнал несущей частоты, а затем производится детектирование. После детектирования суммарный и разностный сигналы подводятся к устройству сложения и вычитания сигналов, позволяющему получить на их выходе напряжения каждого из двух микрофонов: Uа и Uб. Усиленные низкочастотными ИМС, эти сигналы подводятся к пространственно разнесенным акустическим системам, звучание которых создает стереоэффект (рис. 3.2, а).
В радиопередатчике диапазона FM сигнал поднесущей частоты 38 кГц после образования АМ спектра подавляется, а вместо него передается гармоническое напряжение с частотой, вдвое меньшей 19 кГц. В стереодекодере ФНЧ выделяет суммарный сигнал, а с помощью двух полосовых фильтров получают сигналы поднесущей частоты, которая затем удваивается, и двух боковых полос разностного сигнала. Оба сигнала объединяются в сумматоре и затем восстановленный спектр разностного сигнала и суммарный сигнал подаются на устройство сложения и вычитания сигналов, образующих на выходе напряжения каждого микрофона: Uа и Uб (рис. 3.2, б).
Рис. 3.2. Структурные схемы стереодекодеров:
а – УКВ ЧМ и б – FM-диапазоны
Для нахождения полосы пропускания приемника требуется определить доплеровское смещение частоты и запас на нестабильности несущей частоты принимаемого сигнала и частоты гетеродина. Доплеровское смещение частоты сигнала Fд вычисляется на максимальной частоте сигнала в том случае, когда приемник перемещается относительно передатчика с радиальной скоростью Vр, по формуле
.
Если приемник неподвижен, то доплеровское смещение частоты равно нулю.
Отклонение частоты сигнала зависит от нестабильности частоты возбудителя
передатчика. Для радиовещательных и связных передатчиков относительная
нестабильность частоты мала: 
.
Нестабильность частоты гетеродина зависит от схемы его реализации. Для гетеродинов, реализованных на основе LC-генераторов, нестабильность не меньше чем 10–4, а в синтезаторах частот не более 10–5…10–6.
Абсолютный уход частоты сигнала Δfс вычисляется на максимальной рабочей частоте fc max
.
Чаще всего в приемниках используются верхняя настройка гетеродина fг = fc + fпр. Абсолютный уход частоты гетеродина Δfc также находится на максимальной частоте гетеродина fг max
.
Полоса пропускания приемника П определяется как сумма частот ширины спектра сигнала S, доплеровского смещения Fд и отклонений частот сигнала Δfc и гетеродина Δfг
.
В диапазоне рабочих частот до 30 МГц полоса
пропускания, как правило, незначительно превышает ширину спектра принимаемого
сигнала, поэтому система АПЧ обычно не применяется. На частотах выше 30 МГц
система АПЧ необходима в случае 
.
3.4. Чувствительность приемника. Коэффициент шума
На частотах до 30 МГц чувствительность приемника зависит от уровня внешних помех. Чувствительность приемника ЕА – это минимальный уровень сигнала в антенне, обеспечивающий нормальное функционирование оконечного устройства, при заданном отношении сигнала к шуму на выходе линейной части приемника. Чувствительность приемника должна превосходить в γ = 3…10 раз напряжения помех Uп
ЕА > γUп. (3.1)
Напряжение помех Uп в полосе частот П определяется по графикам, приведенным на рис. 3.3, если известны действующая высота антенны hд и напряженность поля внешних помех Еп, отнесенная к полосе частот пропускания шириной 1 кГц,
Uп2 = Еп2hд2П [кГц].
Действующую высоту антенны hд для несимметричного вибратора высотой h можно определить из соотношения
hд = (0,5...0,9)h.
Квадрат напряженности поля внешних помех Еп находится как сумма квадратов космических Ек, индустриальных Еи и атмосферных Еа помех, определяемых из графика, приведенного на рис. 3.1,
Еп2 = Ек2 + Еи2 + Еа2.
Если после вычислений неравенство (3.1) не соблюдается, то следует исключить из суммы атмосферные помехи и заново произвести расчет, а в заключении раздела указать, что достоверный прием при наличии атмосферных помех не гарантируется.
Рис. 3.3. Уровень внешних помех: 1, 2 – атмосферные днем и ночью;
3, 4 – индустриальные в городе и на селе; 5 – космические
На частотах выше 30 МГц при настроенных антеннах с сопротивлениями 50 Ом
или 75 Ом коэффициент шума N находится для полосы частот приемника П,
мощности входного сигнала Pвх с учетом постоянной Больцмана k
и абсолютной комнатной температуры T0 для γ =
= 3…10.
,
где 
;
.
При N < 20…30 необходимо предпринять меры для получения низкого коэффициента шума. В первую очередь это относится к входной цепи и УРЧ, так как реальный коэффициент шума Nр определяется в основном коэффициентом передачи по мощности входной цепи Kp и коэффициентом шума УРЧ Nурч:
,
при KУРЧ > 8…10.
Из формулы следует, что для низкого коэффициента шума приемника следует выбирать УРЧ с низким коэффициентом шума и входную цепь с коэффициентом передачи по мощности, близким к единице.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.