Составление структурной схемы линейного тракта приемника. Расчет необходимой полосы пропускания линейного тракта приемника

Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, радиоприемника и оконечного устройства, предназначенного для воспроизведения сигналов.

По назначению различают приемники связные, радиовещательные, телевизионные, радиорелейных и телеметрических линий, радиолокационные, радионавигационные и др. Связные радиоприемники чаще всего служат для приема одноканальных непрерывных сигналов с АМ (с несущей и боковыми полосами), ОБП (однополосной) и ЧМ или дискретных сигналов с АТ, ЧТ и ФРТ.

Согласно рекомендации МККР (Международного консультативного комитета по радио) спектр радиочастот делится на диапазоны.

В качестве активных элементов каскадов приемников, работающих на частотах 30 кГц—300 МГц, предпочтение отдается полупроводниковым приборам благодаря их преимуществам (малые габаритные размеры и масса; низкие напряжения и токи питания; большой срок службы и механическая прочность).

Чувствительность.

Реальная чувствительность равна э.д.с. (или номинальной мощности) сигнала в антенне, при которой напряжение (мощность) сигнала на выходе приемника превышает напряжение (мощность) помех в заданное число раз. Предельная чувствительность равна э.д.с, или номинальной мощности Р_Ап сигнала в антенне, при которой на выходе его линейной части (т.е. на входе детектора), мощность сигнала равна мощности внутреннего шума.

Предельную чувствительность можно также характеризовать коэффициентом шума N₀

Очевидно,

Р_Ап=N₀kT₀П_ш                                                                                (1)

Предельную чувствительность можно также характеризовать шумовой температурой приемника

Т_Пр=T₀ (N₀ -1)                                                              (2)

Качество воспроизведения сигналов.

При прохождении сигналов по цепям приемника возникают частотные, нелинейные и фазовые искажения. Частотные искажения оцениваются «кривой верности воспроизведения», т. е. зависимостью коэффициента усиления от частоты модуляции, нелинейные — коэффициентом нелинейных искажений при заданном коэффициенте модуляции, фазовые — нелинейностью фазовой характеристики.

Искажения импульсных сигналов оцениваются длительностями фронта и среза t_ф и t_с, неравномерностью вершины δ_п, выбросом на вершине b₁, выбросом в паузе b₂.

При курсовом проектировании составляются структурная и принципиальная схемы, а также чертеж общего вида приемника. Расчетами подтверждается правильность выбора структурной схемы и наиболее важных частей принципиальной схемы.

1. СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ПРИЕМНИКА

1.1. Состав структурной схемы приемника

Все супергетеродинные приемники состоят из трех основных частей: линейного тракта, демодулятора и устройств регулировок (управления) (рис. 1.1). Линейный тракт  состоит из входной цепи (ВЦ), усилителя радиочастоты (УРЧ), смесителя (С) и гетеродина (Г) преобразователя частоты, а также усилителя промежуточной частоты (УПЧ).

Рис. 1.1. Структурная схема супергетеродина с одинарным преобразованием частоты.

Если приемник, реализованный по схеме рис. 1.1, не может обеспечить одновременное выполнение требований к избирательности по зеркальному и соседнему каналам, то следует использовать супергетеродин с двойным преобразованием частоты.

1.2. Расчет необходимой полосы пропускания линейного тракта приемника

Ширина полосы пропускания линейного тракта П складывается из ширины спектра радиочастот принимаемого сигнала (Пс), доплеровского смещения частоты сигнала (∆fд) и запаса полосы, требуемого для учета нестабильности и неточностей настроек приемника (Пнс), т.е.

П = П_с + 2∆f_д + П_нс

где δf_c и δf_г – нестабильности частот сигнала f_c и гетеродина f_г; δf_н и δf_п – неточности настроек частот гетеродина f_г и УПЧ f_н

Доплеровское смещение частоты сигналов, принимаемых от передатчика, который перемещается относительно приемника с радиальной скоростью ν_р, равно

∆f_д » (ν_р/с)f_c

где с = 3 • 10⁵ км/с — скорость распространения радиоволн

Для сигналов,   которые  ретранслируются   объектом, относительно приемопередатчика РЛС,

∆fд » (2ν_р/с)fc

Если передатчик и приемник неподвижны относительно друг друга, то ∆fд = 0

Рис. 1.2. Типовая схема приёмника непрерывных сигналов с АМ.

Пс = 2Fв - для сигналов с амплитудной модуляцией (рис. 1.2)

Рис. 1.3. Типовая схема приёмника непрерывных сигналов с ЧМ.

- для сигналов с частотной модуляцией (рис.1.3)

где m_ч = ∆f_mч/F_в – индекс модуляции

Пс = Fв – для однополосных АМ сигналов [1].

Рис. 1.4. Схема приёмника непрерывных сигналов с ФМ.

- для непрерывных сигналов с фазовой модуляцией (рис.1.4)

Рис. 1.5 Схема приёмника телеграфных сигналов, передаваемых тональными посылками (излучение А2)

 - для дискретных сигналов с амплитудной манипуляцией (рис. 1.5)

 - для дискретных сигналов с частотной манипуляцией [1]

где F_т = 0,5*W_т – основная частота манипуляции; W_т – скорость