3 Структурные схемы радиоприемников

3.1 Детекторный приемник

Радиоприемное устройство, как уже говорилось, должно улав­ливать электромагнитные колебания заданной частоты, преобра­зовывать их в электрический сигнал, ослаблять помехи и выде­лять сообщение. Все эти функции выполнял уже первый радио­приемник, схема которого приведена на рисунке3.1. Колебательный контурLCявляется входным устройством (входной цепью) и осуществляет избирательность. Детектор (диодVDи конденса­тор С) преобразует высокочастотные модулированные колебания в электрический сигнал звуковой (модулирующей) частоты. Теле­фон преобразует сигнал звуковой частоты в принятое сообщение. Поэтому детекторный приемник может принимать только те сигналы, мощность которых оказывается достаточной для приведе­ния в действие телефона. А так как часть энергии сигнала теряет­ся еще и в контуре и при детектировании, то чувствительность детекторного приемника получается низкой.

3.2 Радиоприемник прямого усиления

Повышение чувствительности детекторного приемника было получено с помощью применения электронных усилителей сигна­лов звуковой частоты (УЗЧ), а затем и радиочастоты (УРЧ). Структурная схема приемника на рисунке 1.2 приобрела вид, показанный на рисунке3.2.

Приемник прямого усиления состоит из следующих основных элементов: входной цепи, усилителя радиочастоты, детектора, усилителя звуковой частоты и воспроизводящего устройства. Входная цепь обычно включает одиночный колебательный контур, перестраиваемый в пределах заданного диапазона частот. Она выполняет следующие функции: предварительную частотную из­бирательность с ослаблением сильных помех, согласование вход­ного устройства с входом усилителя с целью передачи максималь­ной мощности сигнала из антенны на вход УРЧ, ослабление пе­рекрестной модуляции.

Рисунок 3.1–. Принципиальная схема детекторного радиоприемника

Рисунок3.2–Структурная схема радиоприемника прямого усиления и осциллограм­мы напряжений во входной цепи и УЗЧ

Если входной цепи нет, то сигнал вместе с помехой от другой ра­диостанции будет поступать непосредственно на вход УРЧ. А так как УРЧ является нелинейным элементом, то в результате взаи­модействия сигнала и помехи возможен эффект перекрестной мо­дуляции. Этот эффект проявляется в том, что модуляция поме­хи «переходит» на колебание принимаемого сигнала и передача мешающей станции будет слышна при настройке приемника на частоту принимаемого сигнала.

После входной цепи принятый сигнал еще слаб и его мощ­ность недостаточна для обеспечения нормальной работы следую­щего элемента приемника (детектора). Поэтому его надо усилить. Сначала усиление производится на радиочастоте.

Усилитель радиочастоты обеспечивает усиление принятого сигнала и окончательную частотную избирательность. Он пред­ставляет собой усилительный каскад, в выходной цепи которого в качестве нагрузки «включен колебательный контур, обладающий избирательными свойствами. Входной сигнал составляет едини­цы микровольт, а для нормальной работы детектора требуются единицы вольт. Следовательно, УРЧ должен обеспечивать боль­шое усиление—порядка 10⁶. Для получения такого большого уси­ления и хорошей избирательности требуется несколько усили­тельных каскадов и перестраиваемых контуров.

Детектор преобразует принятые радиочастотные колебания в низкочастотные.

Усилитель звуковой частоты усиливает выходное напряжение детектора до уровня, необходимого для нормальной работы вос­производящего устройства.

В приемниках прямого усиления основное усиление сигнала и избирательность осуществляются в высокочастотном тракте непо­средственно на частоте принятого сигнала. Поэтому он и называется приемником прямого усиления.

Приемники прямого усиления обладают следующими недостатками: плохой избирательностью, малой чувствительностью, непостоянными коэффициентом усиления и полосой пропускания в пределах рабочего диапазона.

Избирательность зависит от частоты принимаемых сигналов. В приемниках прямого усиления достаточная избирательность обеспечивается только в диапазоне километровых и гектометровых волн. На более высоких частотах избирательность оказывается недостаточной, так как с повышением частоты сиг­нала полоса П=f₀/Q расширяется и избирательность, следова­тельно, ухудшается.

Малая чувствительность является следствием невозможности получения большого усиления на радиочастоте, а одновременная настройка нескольких контуров конструктивно усложняется. Непостоянство коэффициента усиления в пределах диапазона происходит потому, что при перестройке изменяется резонансное сопро­тивление контура R_эк, а следовательно, и коэффициент усиления каскада К.

Повысить избирательность и чувствительность приемника пря­мого усиления можно, увеличив число каскадов усиления и кон­туров, настраиваемых на частоту принимаемого сигнала. Но многокаскадный УРЧ будет работать неустойчиво, поскольку из-за паразитных обратных связей между каскадами в нем может возникнуть самовозбуждение, и прием окажется невозможным. Кроме того, при большом числе перестраиваемых контуров конструктивно усложняется одноручечная настройка всех контуров.

Недостатки приемников прямого усиления являются следстви­ем того, что основное усиление сигналов в нем производится на различных частотах и колебательные контуры необходимо перестраивать.