3.5 Распределение частотных и нелинейных искажений по трактам радиоприёмника

По ГОСТ 5651-89 диапазон воспроизводимых частот РП F_Н÷F_В по звуковому давлению задаётся при неравномерности АЧХ по звуковому давлению:

18 дБ – для АМ сигналов в диапазоне ДВ;

14 дБ – для АМ сигналов в диапазоне СВ – КВ;

14 дБ – для ЧМ сигналов в диапазоне УКВ.

Большая неравномерность АЧХ в диапазоне ДВ допускается в связи с тем, что при относительно низкой несущей частоте входного сигнала трудно обеспечить широкую полосу пропускания тракта радиочастоты (РЧ).

Для предварительных расчетов можно принять коэффициенты частотных искажений всего РП на F_Н и F_В М_{Н РП} = М_{В РП}, рекомендуемое распределение частотных искажений по трактам РП приведено в таблице 2.

Таблица 2

Диапазон волн	Коэффициент частотных искажений, дБ, не более
	РП по звуковому давлению		Тракт РЧ	Тракт ПЧ	АД, ЧД	Тракт ЗЧ		Головка громкоговорителя
						Предварительные каскады	Оконечный каскад
ДВ	Мв	18	4-8	6-8	0-1	0-1	0-1	1-2
	Мн	18	0	0	0	1-2	1-2	14-16
СВ – КВ	Мв	14	СВ: 3-6 ПВ: 2-4 КВ: 1-2	6-8	0-1	0-1	0-1	1-2
	Мн	14	0	0	0	1-2	1-2	10-12
УКВ	Мв	14	0	0	1-2	1-2	1-2	8-11
	Мн	14	0	0	0	1-2	1-2	10-12

При этом

М_{Н РП} = ∑М_Нi,

М_{В РП} = ∑М_Вi,

где М_Нi, М_Вi – коэффициенты частотных искажений составных частей РП, дБ.

Разница М_Н и М_В в таблице 2 для головки громкоговорителя в диапазонах с АМ обусловлена следующими соображениями:

– воспроизведение низких звуковых частот особенно головкой небольшой мощности всегда вызывает затруднения;

– в тоже время F_В на выходе приемника АМ сигналов не превышает 4–5 кГц и легко воспроизводится практически любой широкополосной головкой без ослабления.

В диапазонах с ЧМ F_В достигает 15 кГц и может существенно ослабиться головкой, в этом случае для головки целесообразно иметь М_В ≈ М_Н.

При расчете избирательных цепей трактов РЧ и ПЧ потребуются значения допустимого ослабления _П на краях сквозной полосы пропускания П, вносимого каждым из них.

Для трактов РЧ и ПЧ с АМ:

_{П ТРЧ} = М_{В ТРЧ} ,

_{П ТПЧ} = М_{В ТПЧ} .

В трактах РЧ и ПЧ с ЧМ ослабление на краях сквозной полосы пропускания радиотракта не вносит частотных искажений в модулирующий сигнал, поэтому М_{В ТРЧ} = 0, М_{В ТПЧ} = 0, но может увеличивать нелинейность ФЧХ (неравномерность характеристик ГВЗ) и, как следствие, нелинейные искажения модулирующего сигнала, кроме того, порождает паразитную АМ в радиотракте, которую нужно подавлять перед частотным детектором (ЧД) или в самом ЧД в процессе детектирования.

Рекомендуемое значение ослабления на краях сквозной полосы пропускания П радиотракта с ЧМ составляет _{П РТ} = 6÷8 дБ [3, 6].

Поскольку полоса пропускания тракта РЧ значительно шире сквозной, то можно принимать

_{П ТРЧ} = 1÷2 дБ,

тогда _{П ТПЧ} = 6÷7 дБ.

По ГОСТ 5651–89 коэффициент гармоник по электрическому напряжению ЗЧ в зависимости от группы сложности (класса) РП должен быть не более:

2÷5 % — для АМ сигналов;

0,5÷3 % — для ЧМ сигналов (верхняя граница 3% – типовое значение по ТУ для РП 2-й группы сложности).

Рекомендуемое распределение нелинейных искажений по трактам РП приведено в таблице 3.

Таблица 3

Вид модуляции	Коэффициент гармоник, %, не более
	РП по электрическому напряжению	Радиотракт	АД, ЧД	Тракт ЗЧ
				Предварительные каскады	Оконечный каскад
АМ	2 – 5	0,2 – 1	0,5 – 3	0,2 –1	0,5 – 2
ЧМ	0,5 – 3	0,1 – 2	0,1 – 1	0,1 – 1	0,2 – 1

При этом коэффициент гармоник РП [46]

k_{Г РП} = ∑ k_Гi,

где k_Гi – коэффициенты гармоник составных частей РП.

Снизить коэффициент гармоник РП и его составных частей можно следующими способами:

В радиотакте с АМ:

• применением УРЧ, смесителей, УПЧ с большим динамическим диапазоном по входному сигналу, например на ПТ, балансных схем и прочее;

• с помощью высокоэффективной системы автоматической регулировки усиления (АРУ), снижающей перегрузки тракта при больших входных сигналах;

• применением резонансных каскадов УПЧ, по крайней мере оконечного УПЧ, которые хорошо ослабляют гармоники сигнала на f_пр и обеспечивают меньший уровень искажений огибающей.

В амплитудном детекторе (АД):

• использованием линейного режима детектирования (для диодного АД u_mвx≥1В);

• введением отрицательной обратной связи (ООС) по огибающей в АД на усилительных элементах.

В радиотракте с ЧМ – применением в тракте ПЧ избирательных систем с малой неравномерностью характеристики ГВЗ (≤ 0,1 мкс):

• двухконтурных полосовых фильтров с фактором связи β = 0,7 ÷ 1;

• LC-фильтров сосредоточенной избирательности (ФСИ) со специальной аппроксимацией под максимально равномерную характеристику ГВЗ;

• высококачественных ПАВ фильтров.

В ЧД – использованием высоколинейных схем детектирования, имеющих протяженный участок детекторной характеристики:

• дифференциальных ЧД с парой расстроенных контуров;

• квадратурных ЧД перемножительного типа;

• импульсных (цифровых) ЧД;

• ЧД с фазовой автоматической подстройкой частоты (ФАПЧ).

В тракте звуковой частоты (ЗЧ):

• использованием схем и каскадов с хорошей исходной линейностью, в том числе двухтактных;

• введением глубоких местных и общих ООС.

В п. 3.5 ПЗ должны быть приведены с необходимыми пояснениями:

• таблица распределения частных искажений М_Н, М_В по отдельным трактам РП для диапазонов волн, заданных в ТЗ;

• выбранные значения ослабления на краях сквозной полосы пропускания _п для трактов РЧ и ПЧ;

• таблица распределения нелинейных искажений, заданных в ТЗ, по отдельным трактам РП.