2. ВВЕДЕНИЕ
Под воздействием электромагнитных волн, распространяющихся в эфире от радиопередающих устройств, в приемной антенне наводится множество электрических колебаний, поступающих на вход приемника, но только часть из них составляет полезный сигнал. Одна из функций приемника – выделение полезного и подавление мешающих сигналов, что достигается применением частотно-селективных цепей. Кроме того, полезный сигнал нужно усилить до уровня, необходимого для нормальной работы детектора. Детектор – нелинейное устройство, на выходе которого из высокочастотного сигнала выделяется напряжение, изменяющееся по закону принятого сообщения. В последующей части приемника выделенный детектором низкочастотный сигнал усиливается до величины, определяемой техническим заданием.
В настоящее время в основном применяются супергетеродинные схемы приемников, позволяющие осуществить основное усиление и фильтрацию на более низкой промежуточной частоте. Перестройка контуров преселектора и гетеродина выполняется варикапами. Варикап – это полупроводниковый диод, на который подается запирающее напряжение. Под действием изменяющегося приложенного напряжения величина барьерной емкости диода меняется, перестраивая контур с одной резонансной частоты на другую. Преимущества варикапов по сравнению с переменными конденсаторами:
– возможность дистанционного управления;
– вибростойкость;
– малые габариты и вес;
– отсутствие ограничений в количестве перестраиваемых контуров.
Подавление помех по дополнительным каналам приема происходит в преселекторе – части приемника от антенны до смесителя. К поступающим по дополнительным каналам приема относят такие помехи, которые, попав на вход смесителя, взаимодействуют с сигналом основной частоты гетеродина или его гармониками, образуют на выходе смесителя напряжение промежуточной частоты. В диапазонных приемниках селективными цепями преселектора являются одиночный и пара связанных контуров. Подавление помех по соседним каналам реализуется фильтрами, включенными в тракт промежуточной частоты, чаще всего на выходе смесителя.
Усиление и преобразование сигнала в приемнике осуществляется интегральными микросхемами (ИМС). Применение ИМС позволяет существенно повысить надежность приемника, исключить его склонность к самовозбуждению, уменьшить габариты устройства. Выбор ИМС производится по граничной частоте и по функциональному назначению. Рабочая частоте приемника должна быть меньше или равна граничной частоте микросхемы. Превышение недопустимо, так как при этом нельзя гарантировать выполнение основных параметров микросхемы.
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ
СХЕМЫ
3.1. Общие сведения
На начальной стадии проектирования предполагается, что приемник будет супергетеродинный с одним преобразованием частоты. Зная частоту сигнал fс, можно ориентировочно определить промежуточную частоту
fпр £ (0,1...0,3)fc.
В диапазоне частот до 30 МГц чаще всего применяется промежуточная частота 465 кГц, так как в литературе приводятся параметры стандартных фильтров, обеспечивающих полосу пропускания и подавления помех по соседнему каналу. В диапазоне УКВ промежуточной является частота 10,7 МГц. При затруднении в обеспечении селективностей по зеркальному и соседнему каналам при одном преобразовании необходимо перейти к двойному преобразованию частоты. В этом случае вторую промежуточную частоту fпр2 выбирают низкой, чтобы реализовать требуемую полосу пропускания приемника, а первую промежуточную частоту fпр1 находят как
.
Полученную величину следует округлить до ближайшего значения из ряда рекомендуемых промежуточных частот: 0,465; 0,93; 1,6; 2,2; 3,6; 4,5; 6,5; 10,7; 30; 60; 90 МГц. Для образования напряжения промежуточной частоты на вход смесителя кроме полезного сигнала подводится напряжение гетеродина. Контур гетеродина перестраивается одновременно с селективными цепями преселектора так, чтобы разностная частота оставалась постоянной величиной, равной промежуточной. Высокостабильный гетеродин, называемый синтезатором частот, имеет дискретную сетку частот, поэтому его применение целесообразно при неперестраиваемых селективных цепях преселектора.
3.2. Параметры антенн
В технике радиоприема применяются антенны различных типов. Некоторые сведения об антеннах для приемников разного назначения можно найти в [2]. Радиовещательные приемники в диапазонах длинных, средних и коротких волн работают с ненаправленными антеннами, представляющими собой проводник, расположенный вертикально или наклонно. Если длина антенны не превышает 5 м, то эквивалент антенны в диапазоне частот до 1,6 МГц представляет последовательное соединение активного сопротивления 80 Ом и емкости 75 пФ. В диапазоне коротких волн 3…30 МГц сопротивление антенны считается активным и равно 200 Ом [2].
В диапазоне УКВ используется симметричный вибратор с активным сопротивлением 75 Ом, имеющий диаграмму направленности вида восьмерки с максимумом приема в направлении, перпендикулярном оси вибратора.
Для связных приемников в диапазоне коротких волн применяются антенны бегущей волны, ромбические, синфазные многовибраторные, V-образные. Их особенность состоит в однонаправленности и слабом изменении входного сопротивления в границах рабочего диапазона. В зависимости от конструктивного выполнения входное сопротивление синфазной антенны находится в пределах 300…600 Ом, антенны бегущей волны – 200…400 Ом, ромбической 400…600 Ом, V-образной 300 Ом.
3.3. Определение ширины спектра сигнала и полосы
пропускания приемника
При амплитудной модуляции, которая используется на частотах до 30 МГц, ширина спектра радиосигнала SАМ находится как удвоенное значение максимальной частоты передаваемого сообщения Fmax
SАМ = 2Fmax.
При частотной модуляции, применяемой на частотах выше
30 МГц, ширина спектра SЧМ зависит от девиации частоты Δfд
и максимальной частоты сообщения Fmax. Индекс модуляции
определяется как b = Δfд
/Fmax, а ширина спектра:
SЧМ = 2(b+1)Fmax, при b > 1;
SЧМ = 2Fmax, при b £ 1.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.