Устройства приёма и обработки сигналов: Методические указания к курсовой работе, страница 4

При N > 20…30 особых мер по снижению коэффициента шума принимать не нужно.

Пример 1. Расчет чувствительности

Исходные данные:

– диапазон рабочих частот: f_{c min}...f_{c max}  = 9...12 МГц;

– чувствительность Е_А  = 80 мкВ;

– отношение сигнал/шум g = 10;

– полоса пропускания приемника П = 9 кГц;

– высота несимметричного вибратора h = 1 м.

При расчете находятся:

1. Действующая высота антенны

h_д = (0,5...0,9)×h = 0,7×1 = 0,7 м.

2. Квадрат напряженности внешних помех при действии космических помех Е_к, индустриальных помех на селе Е_и и атмосферных помех днем Е_а на частоте 10 МГц

Е_п²  = Е_к²  + Е_и²  + Е_а²  = 0,2²  + 3² + 0,3²  = 9,13 мкВ²/(м²×кГц).

3. Напряжение помех в полосе пропускания

U_п²  = Е_п²h_д²П = 9,13×0,7²×9 = 40,2 мкВ²;  U_п  = 6,35 мкВ.

4. Проверяем отношение чувствительности приемника Е_А к напряжению помех U_п

Е_А  > γU_п;  80 мкВ > 10×6,35 мкВ;    80 мкВ > 63,5 мкВ.

Следовательно, приемник обеспечит прием полезного сигнала при космических, индустриальных и атмосферных помехах.

3.5.  Выбор селективных систем преселектора

Выбор селективных систем преселектора выполняется так, чтобы подавить помеху на частоте зеркального канала. Расчет селективностей производится на частотах рабочего диапазона, для которых селективность наименьшая. Поэтому нужно найти обобщенную расстройку на максимальной частоте рабочего диапазона. Эквивалентное затухание d_э контуров преселектора выбирается с учетом неравенства d_э  ≥ 4d. Собственное затухание контуров d определяется в зависимости от диапазона рабочих частот преселектора из табл. 1.

Таблица  1

Диапазон рабочих частот

f, МГц	0.2…1.5	1.5…6	6…30	30…100	100…250
d	0,01 –0,008	0,008 –0,006	0,006 –0,005	0,005 –0,004	0,004 –0,003
Ск max, пФ	300–500	200–300	100–200	40–100	10–40
С0, пФ	20–40	15–30	10–15	5–10	2–5

При верхней настройке гетеродина частота зеркального канала f_{з к} отстоит от максимальной частоты сигнала f_{c max} на две промежуточные частоты f_пр

f_{з к}  = f_{c max}  +2f_пр.

Обобщенная расстройка ξ1 для определения селективности по зеркальному каналу находится по формуле

.

Селективность по зеркальному каналу, обеспечиваемая одиночным контуром Se_{з к1}, равна

[дБ].

Селективность по зеркальному каналу, реализуемая двумя связанными контурами с критической связью между ними Se_{з к2}, вычисляется как

[дБ].

Из полученных селективностей одиночного и двух связанных контуров нужно произвести выбор вариантов, обеспечивающих требуемую селективность по зеркальному каналу варианту технического задания. Так, например, если селективность обеспечивается одиночным и парой связанных контуров, то одиночный контур выполняет функцию входной цепи, а пара связанных контуров будут нагрузкой УРЧ. При поиске ИМС следует найти такую, у которой  имеются выводы для подключения связанных контуров.

Для выбранной селективной системы преселектора рассчитывается селективность по каналу прямого прохождения. Обобщенная расстройка для этого канала ξ2 вычисляется на минимальной частоте рабочего диапазона (при f_пр < f_{c min})

.

Затем по тем же формулам определяется подавление помехи на частоте канала прямого прохождения. Если подавление не обеспечивается, то нужно в тракт радиочастоты включить дополнительный заградительный фильтр, настроенный на промежуточную частоту. В простейшем случае это может быть параллельный колебательный контур, включенный последовательно с входом УРЧ.

При работе приемника в диапазоне частот с небольшим коэффициентом перекрытия преселектор может быть выполнен без перестройки. Селективность по зеркальному каналу при верхней настройке гетеродина в этом случае вычисляется на минимальной частоте сигнала, так как частота зеркального канала имеет минимальную расстройку относительно резонансной частоты.

Для выбранных селективных цепей преселектора необходимо определить ослабление составляющих спектра полезного сигнала на его краях. Сначала находится обобщенная расстройка, соответствующая границе полосы пропускания приемника

.

Затем вычисляются ослабления сигнала теми селективными цепями, которые были выбраны для подавления помехи по зеркальному каналу.

Пример 2. Выбор селективных систем преселектора

Исходные данные:

– диапазон рабочих частот: f_{c min}...f_{c max}  = 9...12 МГц;

– промежуточная частота f_пр = 465 кГц;

– селективность по зеркальному каналу Se_{з к} = 45 дБ;

– селективность по каналу прямого прохождения Se_{п п} = 70 дБ.

При выборе селективных систем преселектора вычисляются:

1. Частота зеркального канала

f_{з к} = f_{c max} +2f_пр = 12 + 2 × 0,465 = 12,93 МГц.

2. Обобщенная расстройка для зеркального канала ξ1

,

где исходя из табл. 1 d = 0,005 и, следовательно, d_э = 4d =
= 4 × 0,005 = 0,02.

3. Селективность, обеспечиваемая одиночным контуром,

дБ.

4. Селективность, реализуемая двумя связанными контурами,

дБ.

Требуемую селективность по зеркальному каналу 45 дБ можно обеспечить одиночным и двумя связанными контурами

Se_{з к} = Se_{з к1} + Se_{з к2}  = 17,5 + 29 = 46,5 дБ > 45 дБ.

5. Обобщенная расстройка по каналу прямого прохожде-
ния ξ2

.

6. Селективность, обеспечиваемая одиночным контуром,

 дБ.

7. Селективность, реализуемая двумя связанными контурами

 дБ.

Суммарная селективность по каналу прямого прохождения

Se_{п п} = Se_{п п1} + Se_{п п2} = 59,5 + 113 = 172,5 дБ.

Требуемая селективность по зеркальному каналу прямого прохождения 70 дБ обеспечивается с большим запасом – 172,5 дБ.

3.6.  Выбор селективной системы тракта

промежуточной частоты

В тракте промежуточной частоты формируется полоса пропускания приемника и подавляются помехи по соседним каналам. Лучший вариант выполнения указанных функций – включение на выходе смесителя стандартного фильтра. Параметры некоторых фильтров содержатся в [5]. Чтобы определить возможность подавления помех по соседним каналам, нужно построить АЧХ фильтра. Рассмотрим параметры и построим АЧХ на примере фильтра ПФ1П-4-4. Они следующие:

– рабочая частота (МГц)                                                               0,465