Устройства приема и обработки сигналов в ЗСР. Усилитель радиочастоты (УРЧ, УВЧ). Основные параметры, страница 10

При точном анализе учитывают 7-11 источников шумов в транзисторе, в инженерной практике удобно свести все источники к 2-ум:

Эквивалентная шумовая схема усилительного прибора:

Понятие коэффициента шума  показывает во сколько раз ухудшается отношение сигнал-шум на выходе из-за собственных шумов приемника. При согласовании источника сигнала с напряжением на входе всегда существует термодинамический шум:

Зависимость коэффициента шума биполярного транзистора от условий работы.

1) Зав.

2) Зависимость шума от частоты

3) Зависимость шума от сопротивления источника сигнала

!  зависит от тока, частоты, от транзистора. Для максимума усиления нужно согласование, для минимума шума надо небольшое рассогласование, величину которого следует искать в справочных материалах на транзисторы. Важные формулы для расчетов: собственные шумы 4-х полюсников или усилителя:

Коэффициент шума пассивных 4-х полюсников (фильтры, фидеры):

Расчет чувствительности:

Приемники частотно-модулированных сигналов.

Различают 2 группы сигналов:

1) Широкополосные ЧМС

2) Узкополосные ЧМС

Выигрыш по мощности:

Очень важная особенность для приема ЧМС:

Для связи используют индексы модуляции

Полная формула Манаева

Укороченная формула:

Пороговый эффект при приеме ЧМС.

Порогопонижающее детектирование сигнала.

Советские ученые Радионов, Агеев и Хмельницкий разработали теорию помехоустойчивости. Снизить пороговый уровень сигнала в Антенне при приеме можно 2 способами, они позволяют уменьшить отношение  до необходимых значений (2) несмотря на большие индексы модуляции.

1) Следящий фильтр в УПЧ

Этот способ несколько сложен в реализации следящего фильтра.

2) Следящий гетеродин

Данный метод распространен значительно шире т.к удобен в реализации. Некоторые особенности помехоустойчивости ЧМ сигналов.

Детекторная характеристика ЧД:

На передней стороне искусственно завышают девиацию.

После ЧД ставят корректирующий фильтр.

Снижение сигнала на высокой частотах снижает действие ВЧ шумов улучшая

При приеме ЧМС (обязательно необходимо ограничение оно устраняет паразитные, амплитудные модуляцию) и одновременно осуществляет эффект подавления слабого сигнала сильным.

Ограничители выполняют на диодах:

В интегральных микросхемах ограничители выполняют на дифференциальных каскадах, в которых одна полуволна ограничивается в одном транзисторе, который запирается, а другая во втором, который также запирается.

Ограничение за счет запирания транзистора (за счет отсечки тока, обладает самыми лучшими свойствами, дает минимальные паразитные фазовые сдвиги сигнала при ограничении.)

Частотные детекторы.

Частотным детектором называется устройство, служащее для получения напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения частоты входного сигнала. При частотной модуляции (ЧМ) гармоническим сигналом входной сигнал описывается выражением

На рис. 1 показаны соответствующие временные зависимости.

Принцип частотного детектирования состоит в преобразовании ЧМ колебания в линейной системе в колебания с другим видом модуляции с последующим детектированием преобразованного колебания безинерционной нелинейной цепью. Преобразовать ЧМ колебание можно в колебания следующих видов: амплитудно – частотно – модулированное (АЧМ), у которого амплитуда меняется в соответствии с изменением частоты колебания при сохранении частотной модуляции. Это преобразование можно осуществить в линейной цепи с реактивными элементами, сопротивление которых зависит от частоты.

АЧМ колебания затем детектируются АД;

фазочастотное с последующим фазовым детектированием. Очевидно, в конечном итоге в любом случае изменение частоты преобразуется в изменение амплитуды непосредственно или в фазовом детекторе.

Рис.1

Пример схемы типичной для интегральных микросхем.

ЧД квадратурного типа (с одиночным фазовым контуром)

ЧМ на контуре переходит в ФМ, ФД дает НЧ сигнал модуляции. Важная особенность: добротность контура должна выбираться, чтобы исключить нелинейные искажения сигнала.