3 Предварительный расчет функциональной схемы радиоприемника

3.1 Выбор промежуточной частоты

Критерии выбора промежуточной частоты f_пр:

1. f_пр должна находится за пределами диапазона (поддиапазонов) рабочих частот, в противном случае прием на рабочих частотах вблизи f_пр будет поражен сильным комбинационным свистом. Желательно f_пр унести подальше от крайних частот поддиапазонов;

2. нельзя выбирать f_пр близкой к частоте какой–либо мощной станции, чтобы избежать мешающего ее действия по прямому каналу;

3. для получения хорошей фильтрации f_пр на выходе детектора должно быть выполнено следующее условие:

f_пр ≥ 10F_в,

где F_в – верхняя (максимальная) частота диапазона воспроизводимых звуковых частот;

4. чем выше f_пр, тем выше избирательность по зеркальному и другим побочным каналам, тем больше разнос частот гетеродина и сигнала и меньше проникновение в антенну колебаний гетеродина;

5. чем ниже f_пр, тем легче обеспечить узкую полосу пропускания, высокую избирательность по соседнему каналу и необходимое усиление тракта промежуточной частоты (ПЧ);

6. Желательно выбирать стандартное значение f_пр.

В соответствии с ГОСТ 5651–89 значения f_пр и допускаемые отклонения от нее следует выбирать из ряда:

(0,076±0,006), (0,465±0,002), (1,84±0,008), (2,9±0,01), (10,7±0,1), (24,975±0,1) МГц.

В технически обоснованных случаях допускается использование других значений f_пр с учетом выше перечисленных критериев.

Предпочтительные стандартные значения f_пр для радиовещательных приемников с одним преобразованием частоты и узкополосным перестраиваемым преселектором:

– для приема АМ сигналов в диапазонах ДВ, СВ, ПВ и КВ f_пр = 465 ± 2 кГц – расположена между диапазонами ДВ и СВ;

– для приема ЧМ сигналов в диапазоне УКВ f_пр = 10,7 ± 0,1 МГц – расположена гораздо ниже рабочих диапазонов УКВ.

Указанные частоты близки к оптимальным с точки зрения получения всех видов избирательности и при этом обеспечены широкой номенклатурой кварцевых, электромеханических (ЭМФ), пьезокерамических (ПКФ), пьезомеханических (ПМФ), а также фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ), что существенно облегчает построение тракта ПЧ и получение хорошей избирательности по соседнему каналу.

Если требования по п.п. 4) и 5) критериев слишком противоречивы, то применяют двойное (двукратное) преобразование частоты со всеми вытекающими последствиями, имеется ввиду существенное усложнение РП.

В ПЗ необходимо:

• привести основные соображения и перечислить критерии выбора f_пр;

• обосновать и произвести выбор конкретных значений f_пр.

3.2 Определение ширины полосы пропускания

В радиотракте приемника принимаемый сигнал подвергается предварительной подготовке: отфильтровывается от помех, усиливается, преобразуется к оптимальной промежуточной частоте с целью обеспечения наилучших условий обработки в схеме детектора. Поэтому основные характеристики радиотракта приёмника(АЧХ, ФЧХ, АХ и др.) должны быть в возможно большей степени согласованы с характеристиками спектра принимаемого сигнала. Полоса пропускания, форма основных характеристик в пределах полосы и прилегающих областях должны удовлетворять требованиям сохранения параметров сигнала.

Необходимая полоса пропускания радиотракта определяется шириной спектра принимаемого сигнала и запасом, зависящим от частотной неточности радиолинии:

П = ∆ f_{спектра} + 2∆ f_рл ,

где ∆ f_{спектра} – реальная ширина спектра радиосигнала, зависит от рода первичного модулирующего сигнала, вида модуляции и допустимых искажений;

∆ f_рл – частотная неточность (нестабильность) радиолинии,

∆ f_рл = ,

где ∆f_ПД – нестабильность несущей (центральной) частоты передатчика;

∆ f_РП – нестабильность частоты настройки приемника.

Для приемника с одним преобразователем частоты

∆ f_РП = ,

где ∆ f_г – абсолютная нестабильность частоты гетеродина;

∆ f_пр – абсолютная нестабильность центральной частоты тракта ПЧ.

В простейшем случае берут запас на величину ∆ f_г, тогда

П = ∆ f_{спектра} + ∆ f_г ,

где ∆ f_г =δ_гf_г ;

δ_г 10^-3 – 10^-9 относительная нестабильность частоты гетеродина;

f_г – частота гетеродина.

Однако, введение запаса ухудшает избирательные свойства РП, поэтому лучше стремиться уменьшить ∆ f_РП:

• стабилизацией f_г ;

• стабилизацией f_пр – центральной частоты тракта ПЧ ;

• введением слежения за частотой сигнала (АПЧГ, ФАПЧ и пр.).

Для радиовещательных приемников допускается поиск по частоте и подстройка на станцию в процессе приема, поэтому можно принять

П = ∆ f_{спектра .}

Для АМ

П = 2F_в , (1)

где F_в – верхняя (максимальная) частота диапазона воспроизводимых звуковых частот из ТЗ.

Для широкополосной ЧМ, используемой для радиовещания, индекс модуляции М =   >> 1, при этом:

• в режиме «Моно»

П = 2 (∆f_m + F_в) , MERGEFORMAT (2)

• в режиме «Стерео»

П = 2 (∆f_m + F_{в ксс}) , (3)

где f_m – максимальная девиация частоты;

F_{в ксс} = f_поднес + F_в – верхняя частота спектра комплексного стереосигнала (КСС);

F_в – верхняя частота диапазона воспроизводимых звуковых частот из ТЗ.

Для диапазона УКВ1 (65,8 – 74 МГц), в котором вещание ведется по восточноевропейскому (советскому) стандарту OIRT:

∆f_m = 50 кГц, f_поднес = 31,25 кГц.

Для диапазона УКВ2 (87,5 – 108 МГц), в котором вещание ведется по западному стандарту CCIR, в том числе и у нас:

∆f_m = 75 кГц, f_поднес = 38 кГц.

Для узкополосной ЧМ, используемой для радиосвязи, индекс модуляции М<<1, при этом

П = 2F_в (4)

В ПЗ нужно определить необходимую полосу пропускания для вида модуляции, который используется в диапазоне рабочих частот, заданном в ТЗ, без учета нестабильности радиолинии.