Проектирование радиоприемного устройства частотно-модулируемых сигналов, страница 15

Коэффициент передачи преселектора рассчитывается для трех точек рабочего диапазона: f_мин, f_ср, f_макс. Для этих же трех частот по формуле рассчитывается величина Е_А(f).

Частотная зависимость чувствительности от частоты определяется выражением:

,                                                  (108).

где U_выхУПЧ – необходимое входное напряжение ИМС К174ХА6, достаточное для ее работы, составляющее 500мкВ.

К₀(f)=К_0прес(f)·К_ПЧ·К_УПЧ – частотная характеристика, результирующая для приемного устройства (здесь коэффициент передачи преобразователя частоты К_ПЧ равен 1,35, а коэффициент передачи УПЧ составляет К_УПЧ=65.

Подставив в выражение для чувствительности К₀(f), формулу (108) можно переписать:

,                                    (109).

где К_0прес(f)=К_0ВЦ(f)· К_0УРЧ(f) – коэффициент передачи преселектора, являющийся произведением коэффициентов передачи входной цепи К_0ВЦ(f)·и К_0УРЧ(f).

Результаты расчета чувствительности Е_А0 на трех частотах рабочего диапазона частот приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты расчета чувствительности.

f, МГц	К0ВЦ(f)·	К0УРЧ(f).	К0прес(f)	ЕА0, мкВ
160	0,15	13,9	1,24	3
183	0,19	15,9	1,354	2
206	0,29	9,202	17,8	1,2

Рис.34 – Зависимость чувствительности от частоты

в полосе рабочих частот.

5.2.       Характеристики избирательности по зеркальному и соседнему каналам.

Избирательность по зеркальному каналу обеспечивается преселектором (входной цепью и УРЧ).Ослабление зеркального канала во входной цепи при достаточно больших расстройках, для наименее благоприятного случая настройки приемника (на частоте f_max) [3]:

,                                        (110).

где ξ=(f₀ /f – f /f₀)/d_эр – обобщенная расстройка (здесь f₀ – частота наименее благоприятного случая настройки приемника, равная, при верхней настройке гетеродина, максимальной частоте рабочего диапазона частот f_max [5]).

Ослабление зеркального канала в УРЧ [3]:

,                                          (111).

Общее ослабление зеркального канала [3]:

,                                (112).

График зависимости избирательности по зеркальному каналу Se_зк от частоты показан на рис. 35.

В таблице 2 приведены результаты расчета Se_зк для различных частот.

Таблица 2 – Результаты расчета избирательности.

f, МГц	160	170	206	216	226
SeВЦзк, дБ
SeУРЧзк дБ
Seзк, дБ	73,6	66,9	0	310	47,4

Частота зеркального канала [3]:

,                            (113)

(МГц)

 

Рис.35 – Зависимость избирательности по зернкальному каналу

от частоты.

5.3.       Оценка результирующего коэффициента нелинейных искажений сигнала.

Коэффициент нелинейных искажений определяется для приемников аналоговых сигналов, т.е. для приемников сигналов с ЧМ. Количественно коэффициент нелинейных искажений оценивается коэффициентом гармоник:

.                                (114).

где U_W1, U_W2, U_W3 – напряжение первой, второй, третьей гармоник модулирующего сигнала соответственно (на выходе приемника).

При расчете коэффициента нелинейных искажений учитываются искажения, возникающие в линейном тракте, в частотном детекторе и в УНЧ:

.                                     (115).

В свою очередь, искажения в линейном тракте определяются искажениями в УРЧ, преобразователе частоты и в УПЧ:

.                               (116).

Величина искажений в отдельных функциональных узлах в каждом конкретном случае определяется исходя из используемой элементной базы (ориентировочная величина искажений приводится в справочных данных) с учетом уровня сигнала на входе и конкретной схемы узла.

Как уже отмечалось ранее, искажения передаваемой информации в РПрУ сигналов с ЧМ могут возникать по ряду причин.

При действии мощной помехи на входе РПрУ, часть периода высокочастотного напряжения, варикап ВЦ будет находиться в открытом состоянии, что приведет к изменению частоты настройки ВЦ. Известно, что если амплитуда помехи изменяется, то изменяется настройка ВЦ, коэффициент передачи ВЦ К_0ВЦ и сигнал получает паразитную амплитудную модуляцию. Неравномерность АЧХ радиотракта в целом также приводит к появлению паразитной амплитудной модуляции, устраняемой правильным выбором порога ограничения АО, что обеспечивает ИМС К174ХА6.

Усилитель радиочастоты дает следующие составляющие нелинейных искажений:

1)  при отсутствии помех на входе:

а) нелинейные искажения модулирующего сигнала;

б) вторичная модуляция;

2)  при наличии помех на входе:

а) эффект блокирования;

б) перекрестная модуляция;

в) взаимная модуляция.

В УПЧ возникают аналогичные искажения.

Незначительный вклад в величину нелинейных искажений РПрУ вносят фильтры.

Преобразователь частоты также оказывает влияние на величину результирующего коэффициента нелинейных искажений. В преобразователе

частоты частоты искажения вызваны действием на его входе дополнительных комбинационных гармоник сигнала и побочных каналов приема.

Искажения в детекторном каскаде РПрУ могут возникнуть из-за отклонения детекторной характеристики реальной от идеальной. В этом случае выходное колебание будет содержать гармоники частот модуляции. Однако эти искажения легко устраняются соответствующим выбором линейного участка характеристики детектора, поскольку вызваны недостаточной шириной последней (неточностью настройки пренебрегают).

Пренебрегая нелинейностью амплитудной характеристики радиотракта, нелинейностью фазочастотной характеристики (ФЧХ), коэффициентом нелинейных искажений (коэффициентом гармоник) УРЧ и УПЧ из-за небольшой величины. Нелинейных искажений в смесителе при приеме ЧМ-сигналов, выполненного на ИМС К174ПС1, практически нет. Если не считать амплитудно-фазовой конверсии, которая возникает при больших значениях амплитуды сигнала,  ее коэффициент гармоник  составляет не более 1,5%.