Структурные схемы и показатели радиотракта приемника. Преобразование частоты, амплитудная и временная избирательность

б)

Рис. 1.6

принимаемые модулированные сигналы в напряжение, соответствующее передаваемому сообщению. В тракте частоты модуляции (ТЧМ) реализуется последетекторная обработка сигналов: усиление, дополнительные преобразования для ослабления действия помех, декодирование и разделение сообщений (в многоканальных системах).

Структурные схемы РГ1рУ различаются прежде всего построением ТВЧ. Наиболее простым является принцип построения приемника прямого Детектирования (детекторного), структурная схема которого представлена на рис. 1.6, а.

Входная цепь (ВЦ) в виде резонансной системы или фильтра обеспечивает частотную избирательность РПрУ, настройка на частоту принимаемого сигнала осуществляется перестройкой или переключением ВЦ. Принципиальным является отсутствие усиления сигнала до детектора, ведущее к серьезному упрощению устройства приемника, но одновременно обусловливающее его низкую чувствительность и избирательность. Указанные недостатки такой схемы не устраняются наличием усилителя частоты модуляции (УЧМ). Вследствие этого в настоящее время РПРУ прямого детектирования применяются практически лишь в миллиметровом, децимиллиметровом и оптическом диапазонах волн.

Схема приемника прямого УСИ,тения представлена на рис. 1.6, б. От описанного выше этот приемник отличается наличием усилителя радиочастоты (УРЧ) и, как следствие, значительно большими чувствительностью и избирательностью. Входная цепь и избирательные цепи УРЧ настроены на частоту принимаемого радиосигнала, на которой и осуществляется усиление, причем ВЦ обеспечивает предварительную, а УРЧ основную частотную избирательность и значительное (до 10⁶ ...10⁷ по напряжению) усиление сигнала. В диапазонах, в которых определяющую роль в чувствительности РПру играют его собственные шумы, в качестве УРЧ используют малошумящий усилитель (МШУ). Перестройка такого приемника по частоте требует согласованной перестройки всех резонансных систем ВЦ и УРЧ.

При необходимости получения большого усиления УРЧ может содержать несколько каскадов, что сопряжено со снижением его устойчивости и общей избирательности приемника, затрудняет техническую реализацию перестройки по частоте. Трудности, связанные с многокаскадностыо УРЧ, позволяет устранить в принципе использование регенеративных и сверхрегенеративных усилителей, обеспечивающих большее усиление на каскад. Однако такие усилители обладают повышенными искажениями, относительно низкой устойчивостью по отношению к дестабилизирую[цим факторам, повышенной вероятностью паразитного излучения. По этой причине они применяются редко, в частности в ПОртативных приемниках СВЧ. При любых типах используемых УРЧ полностыо преодолеть присущие схеме прямого усиления недостатки не удается, поэтому в настоящее время РПрУ с фиксированной настройкой применяются практически лишь в микроволновом и оптическом диапазонах.

Существенное улучшение большинства показателей РПрУ достигается на основе принципа преобразования частоты ПРИНИмаемого сигнала — переноса его в частотную область, где рн может быть обработан с наибольшей эффективностью. Самое широкое распространение во всех радиодиапазонах получила построенная на этом принципе схема супергетеродинного приемника (рис, 1.6, в). В таком приемнике сигналы частоты Л преобразуются в преобразователе частоты (ПЧ), состоящем из смесителя (См) и генератора вспомогательных колебаний — гетеродина (Г), в колебания фиксированной, так называемой промежуточной ЧастотыЛр, на которой и осуществляются основное усиление и частотная избирательность. Смеситель содержит нелинейный элемент или элемент с переменным параметром, поэтому в результате воздействия сигнала и колебаний гетеродина с частотой Л на его выходе возникают колебания с комбинационными частотами где т, п — целые числа. Одна из этих комбинационных составляющих выделяется фильтром (резонансной системой) на выходе смесителя и используется в качестве новой несущей частоты выходного сигнала, усиливаемого затем усилителем промежуточной частоты (УПЧ). Обычно используется наиболее интенсивная комбинационная составляющая с т——1, (простое преобразование), но иногда и с т;е1, (сложное или комбинационное преобразование). При этом можно использовать как разность частот и Л (разностное преобразование), так и их сумму (суммарное преобразование). При наиболее широко применяемом простом разностном преобразовании обычно Лр = Л —Л («верхняя» настройка гетеродина), но возможна и «нижняя» настройка с Лр = Л —Л. В обоих случаях Л. выбирается так, чтобы Л) была ниже границы диапазона рабочих частот (Л,р

Для того чтобы оставалась постоянной при перестройке приемника