2.3. Определение структуры линейного тракта по требованиям

к избирательности и полосе пропускания

Определение структуры линейного тракта по требова­ниям к избирательности сводится к выбору избирательных систем трак­тов высокой и промежуточной частоты, выбору количества преобразований частоты и номиналов про­межуточных частот. При этом необходимо учитывать ряд факторов:

- преимущества и недостатки различных вариантов преобразования частоты;

- требования получения необходимой полосы пропускания тракта;

- избирательность приемника по соседнему, зеркальному и побочным каналам приема;

- получение минимального количества комбинационных каналов приема;

- фильтрацию напряжения промежуточной частоты на выходе детектора;

- воспроизведение формы импульсного сиг­нала при детектировании;

- устойчивость характеристик приемни­ка и др.

Рекомендации по выбору варианта преобразования частоты

В приемнике могут быть использованы различные ва­рианты преобразования частоты: а) с переносом спектра принимае­мого сигнала в область частот как ниже минимальной, так и выше максимальной частоты диапазона (поддиапазона) частот приемни­ка; б) суммарное или разностное преобразование частоты; в) раз­ностное преобразование при верхней или нижней настройке гетеродина.

При переносе спектра в область частот ниже минимальной час­тоты диапазона резко упрощается схема приемника, поскольку уменьшается количество преобразований частоты и количество усилительных каскадов после преобразователя. Однако при этом труднее получить требуемое ослабление приема по зеркальному каналу. Перенос спектра в область частот выше максимальной час­тоты диапазона дает возможность резко увеличить ослабление прие­ма по побочным каналам и уменьшить количество комбинационных каналов в диапазоне рабочих частот, что очень важно в профессио­нальных приемниках связи. Однако в этом случае, как правило, увеличивается количество преобразований частоты, и могут быть трудности при создании фильтров в тракте первой промежуточной частоты.

Суммарное преобразование частоты дает возможность выбрать относительно низкую частоту первого гетеродина и, следовательно, уменьшить абсолютную нестабильность частоты. Вместе с тем воз­растает число комбинационных каналов приема и усложняется схема перестройки приемника, поскольку настройки преселектора и гетеродина должны изменяться различным образом. Если исполь­зуется разностное преобразование, то при верхней настройке гете­родина происходит инверсия боковых полос спектра частот сигнала. Это необходимо учитывать при последующей обработке сиг­налов с несимметричным спектром, например, однополосного.

Рекомендации по выбору промежуточных частот и количеству преобразований частоты

Величины промежуточных частот выбираются из следующих соображений:

1. Промежуточные частоты должны находиться вне диапазона (поддиапазона) рабочих частот приемника и отстоять возможно дальше от его границ, поскольку при этом легче получить требуемое ослабление по каналу промежуточной частоты.

2. Номинальные значения промежуточных частот необходимо выбирать возможно дальше от частот, на которых работают мощные радиостанции. Основные частотные диапазоны, выделенные для радиовещательных станций средневолнового и коротки диапазонов, регламентируются.

3. При более высокой основной (последней) промежуточной частоте:

а) лучше фильтрация напряжения промежуточной частоты на выходе детектора, причем практически достаточно, чтобы промежуточная частота превышала в 5...10 раз высшую частоту спектра первичного сигнала или , где - рабочая частота;

б) лучше воспроизводится форма импульсных сигналов и сохраняется их длительность, если , где – длительность самого короткого импульса;

в) более устойчиво работает система АПЧ приемника.

4. При более высокой первой промежуточной частоте выше избирательность по зеркальному каналу первого преобразования частоты и другим побочным каналам приема.

5. При более низкой промежуточной частоте приемника:

а) можно получить более высокое устойчивое усиление на один каскад;

б) меньше зависимость усиления и полосы пропускания от разброса и изменения параметров активных элементов;

в) меньший коэффициент шума можно реализовать в каскадах промежуточной частоты.

Для радиовещательных и телевизионных приемников установ­лены стандартные значения промежуточных частот (табл. 1.2.5).

Таблица 1.2.5. Рекомендуемые значения промежуточных частот.

Тип радиоприёмного устройства	Промежуточная частота
Радиовещательный АМ	465 кГц
Радиовещательный АМ и ЧМ	465 кГц, 6,5 МГц, 10,7 МГц
Телевизионный: канал изображения и канал звука	38 МГц, 31,5 МГц и 6,5 МГц
Профессиональные узкополосные	115, 180, 215, 915, 1200, 1600, 1900, 2200 кГц
Профессиональные широкополосные	10, 15, 30, 60, 70, 100 МГц

Для приемни­ков других назначений целесообразно выбирать номинальные зна­чения промежуточных частот так, чтобы было возможным применение нормализо­ванных узлов и специализированной аппаратуры для производст­венной регулировки и контроля.

Необходимость в нескольких преобразованиях частоты возни­кает в следующих случаях:

1. При выборе структурной схемы приемника для получения требуемой частотной точности, например, в профессиональных приемниках. В частности, два преобразования частоты неизбежны при выборе одной из следующих структурных схем:

а) с однодиапозонным первым гетеродином при количестве поддиапазонов более трех;

б) с кварцованным первым гетеродином и плавно перестраиваемым вторым гетеродином;

в) с использованием принципа компенсации уходов частоты первого и второго гетеродинов.

2. Для разрешения противоречий между требованиями избирательности по зеркальному и соседнему каналам, т.е. в случае, когда условия для выбора промежуточной частоты, определяемые при выборе избирательных систем трактов высокой и промежуточной частоты, являются противоречивыми, а усложнение этих трактов по каким-либо соображениям нежелательно;

3. Для выполнения противоречивых требований избирательности по соседнему каналу и по побочным комбинационным каналам приема (например, в измерительных и профессиональных связных приемниках).

4. Для повышения устойчивости характеристик приемника.

Далее приводится методика выбора избирательных систем при­емника и промежуточных частот для получения требуемой полосы пропускания линейного тракта и обеспечения избирательности приемника по со­седнему и зеркальному каналам.

Определение структуры тракта высокой частоты по требованиям к полосе пропускания и избирательности по зеркальному каналу

Избирательная система тракта высокой частоты должна удовлетворять требованиям к избирательности по побочным ка­налам первого преобразования частоты и частично избирательности по побочным каналам второго преобразования частоты (в приемниках с двойным преобразованием частоты), а также улучшать многосигнальную избирательность приемника. При расчете избиратель­ной системы тракта высокой частоты принимают вначале такую его структуру, при которой достигается требуемая реальная чувствительность приемника, и избирательные элементы в виде одиночных контуров.

В супергетеродинных приёмниках частотная избирательность определяется в основном ослаблениями зеркального и соседнего (или соседних) каналов. В приёмниках с одинарным преобразованием частоты ослабление зеркального канала обеспечивает преселектор, ослабление соседнего канала – в основном усилитель промежуточной частоты (УПЧ) и частично преселектор. Резонансные характеристики преселектора и УПЧ должны быть такими, чтобы линейный тракт (преселектор и каскад преобразования частоты совместно с УПЧ) обладал полосой пропускания не менее заданной П.

Выбор избирательной системы при заданной промежуточной частоте. В приемниках с расстроенной антенной можно на этапе расчета структурной схемы принять равенство эквивалентных затуханий нагруженных контуров тракта высокой частоты. При этом для выбора вида и количества избирательных элементов тракта можно воспользоваться нормированными частотными характеристиками при больших и малых обобщенных расстройках (рис. 1.2.2)

Рис. 1.2.2. Обобщенные кривые избирательности для малых (а) и больших (б) расстроек:

1 – одиночного контура; 2 – ДПФ; 3 – двух настроенных контуров; 4 – ДПФ и одиноч­ного контура; 5 – трех настроенных контуров; 6 – двух ДПФ; 7 – ДПФ и двух настро­енных контуров; 8 – двух ДПФ и одиночного контура; 9 – трех ДПФ; 10 – ДПФ при значении параметра связи и одиночного контура с эквивалентным затуханием d_э1=2d_э2.

Для выбранного ослабления на краях полосы пропускания (чаще всего = ) по графику на рис. 1.2.2, а определяют значение обобщенной расстройки для краев полосы пропускания и вычисляют минимально допустимое эквивалентное затухание нагруженных контуров тракта высокой частоты :

, (1.2.25)

где П_с - полоса пропускания тракта высокой частоты;

– минимальная частота поддиапазона.

Эквивалентное затухание контуров тракта ВЧ с затуханием целесообразно выбрать равным , если , где q – коэффициент шунтирования контуров активными элементами, – минимально достижимое значение затухания ненагруженных контуров, - минимально достижимое значение эквивалентного затухания.

Ориентировочные значения q и приведены в табл. 1.2.6. При при­нимают .

Далее определяют обобщенную расстройку для зеркального канала:

, (1.2.26)

где – частота зеркального канала, – частота настройки приемника. При верхней настройке гетеродина , при нижней , где – промежуточная частота.

Таблица 1.2.6. Минимальные достижимые затухания контуров и значения коэффициента q

Диапазон частот, МГц	Затухание контура,	Коэффициент q
		для полевых транзисторов	для биполярных транзисторов
0,1	0,1…0,02	1	1,4…1,6
0,1...0,2	0,006…0,01	1	1,5…1,7
0,2...0,4	0,004…0,006	1	1,6…1,8
0,4...0,6	0,003…0,004	1	1,7…1,9
0,6...1,0	0,003…0,004	1	1,8…2,0
1,0...5,0	0,004…0,005	1	2,0…2,2
5,0...30,0	0,005…0,006	1,1	2,2…2,5
30,0...300	0,006…0,01	1,2	2,5…3,0
300...1000	0,0003…0,004	1,3	5…10

Примечание: Меньшие значения q соответствуют меньшим значениям частоты.

Если в техническом задании не оговорена частота, на которой должно быть до­стигнуто требуемое ослабление по зеркальному каналу, то в выражение (1.2.26) подставляют значение максимальной частоты поддиапазона.

Далее по графикам на рис. 1.2.2, б для выбранной избирательной системы определяют ослабление по зеркальному каналу . Если величина больше значения, указанного в техническом задании, то выбранная избирательная система тракта ВЧ позволяет по­лучить требуемую полосу пропускания и избирательность по зеркальному каналу. В противном случае необходимо выбрать более сложную избирательную систему (увеличить число контуров) и выполнить расчет сначала.

Следует помнить, что замена одиночных контуров на двухконтурные полосовые фильтры (ДПФ) приводит к повышению коэффициента шума приемника. Наибольшее повышение коэффициента шума происходит при использовании ДПФ во входной цепи.

В приемниках с настроенной антенной при равных затуханиях всех ненагруженных контуров тракта ВЧ эквивалентное затухание входного контура значительно превышает (в два и более раз) эквивалентное затухание остальных контуров . Значение можно выбрать, пренебрегая некоторым уменьшением по методике, приведенной выше для случая расстроенной антенны.

Ослабление по зеркальному каналу при одноконтурном вход­ном устройстве следует определять по формуле:

, (1.2.27)

где – обобщенная расстройка, вычисляемая по формуле (1.2.26);

– количество одиночных контуров;

N₂ — количество ДПФ с критической связью между контурами;

a – коэффициент рассогласова­ния антенно-фидерного тракта и входа приемника.

При согласовании по максимуму отношения сигнал/шум , по максимуму коэффициента передачи входного устройства .

В приемниках с фиксированной настройкой, в которых требуемая реальная чувствительность достигается при одном каскаде УРЧ, при высоких требованиях к избирательности по зеркальному каналу и ослаблению на краях полосы пропускания можно приме­нить одноконтурное входное устройство и ДПФ в УРЧ. Для улуч­шения прямоугольности результирующей кривой избирательности выбирают параметр связи и эквивалентное затухание кон­тура входного устройства равным удвоенному эквивалентному затуханию контуров ДПФ , которое можно вычислить по формуле (1.2.25). При этом значение определяют по графику на рис. 1.2.2, а.

Выбор селективной системы в случае, когда промежуточная частота не задана. Для получения требуемой избирательности по зеркальному каналу при верхней настройке гетеродина и разност­ном преобразовании частоты первая промежуточная частота должна удовлетворять условию:

, (1.2.28)

где - допустимое значение первой промежуточной частоты; определяют аналогично, как и при заданной промежуточной частоте, выбрав вид и количество избирательных эле­ментов тракта ВЧ; – при расстроенной антенне по графикам на рис. 1.2.2, б для требуемого ослабления по зеркальному каналу из технического задания , а при настроенной антенне – по формуле:

. (1.2.29)

Для более простого и быстрого определения промежуточной частоты, можно воспользоваться следующей методикой: откладываем на графике рис. 1.2.2, б заданное значение ослабления и находим величину обобщенной расстройки . Затем, полагая эквивалентное затухание контура , рассчитываем промежуточную частоту по формуле при :

(1.2.30)

Если значение промежуточной частоты получилось слишком большое, то необходимо увеличить число контуров преселектора.

В диапазонных приёмниках схемы преселектора и промежуточную частоту следует выбирать для .

Необходимо учитывать, что в приемниках с переменной настройкой нежелательно применять более пяти перестраиваемых контуров (в радиовещательных приемниках более трех), чтобы не усложнять конструкцию. Если в дальнейшем при выборе номиналов промежуточных частот выражение (1.2.28) окажется неприемлемым, необходимо выбрать более сложную избирательную систему и определить новое условие для выбора промежуточной частоты. Если же усложнение избирательной системы по каким-либо соображениям недопустимо, следует рассмотреть вопрос о применении двойного преобразования частоты.

В приёмниках сантиметровых волн, в которых требуемая чувствительность достигается без УРЧ, нецелесообразно с целью снижения промежуточной частоты использовать во входном устройстве полосовой фильтр из N связанных контуров, характеризующийся сравнительно малым коэффициентом прямоугольности АЧХ [1].

Выбор избирательной системы тракта промежуточной частоты

Определение требований к избирательной системе. Избирательная система тракта промежуточной частоты (ПЧ) должна удовлетворять требованиям к полосе пропускания (с заданным ослаблением на краях) и избирательности по соседнему каналу. Требования к этой системе опреде­ляются требованиями к приемнику в целом и зависят от формы кривой избирательности тракта высокой частоты. Допустимое ослабление на краях полосы пропускания:

, (1.2.31)

а минимальное требуемое ослабление по соседнему каналу:

, (1.2.32)

где - неравномерность частотной характеристики линейного тракта приёмника в пределах установленной полосы частот П;

– ослабление по соседнему каналу для всего линейного тракта приемника.

В приемниках метровых и более коротких волн, а также в приемниках с очень узкой полосой пропускания (десятки или сотни герц) обычно полоса пропускания тракта ВЧ значительно шире полосы пропускания линейного тракта П. Если , можно принимать , а . В случаях, когда значение не задано, принимают .

Соображения по выбору избирательной системы. При выборе избирательной системы тракта промежуточной частоты необходимо учитывать следующее.

Усилители ПЧ с одноконтурными каскадами, настроенными на одну частоту, характеризуются простотой настройки, хорошими переходной и фазовой характеристиками, хорошей стабильностью АЧХ и ФЧХ при изменении параметров активных элементов. Не­достатками их являются низкая прямоугольность АЧХ и малое предельное значение произведения , особенно при широких полосах пропускания. Такие усилители используются, если требуется небольшое усиление (не более ) при невысоких требованиях к прямоугольности АЧХ ( ).

Усилители с двойками и тройками взаимно расстроенных одноконтурных каскадов применяют обычно только в широкополосных трактах ПЧ (при ) с большим усилением (больше ) и относительно высокой прямоугольностью АЧХ ( ). Эти усилители сложны в настройке и более чувствительны к изменению параметров активных элементов. Усилители с тройками взаимно расстроенных каскадов отличаются от усилителей с двойками взаимно расстроенных каскадов лучшей прямоугольностью АЧХ и большей широкополосностью.

Усилители с двухконтурными полосовыми фильтрами (ДПФ) характеризуются сравнительно высокой прямоугольностью ( ) хорошей стабильностью формы АЧХ. При увеличении связи между контурами ДПФ прямоугольность АЧХ улучшается, однако при связи больше критической ухудшается форма ФЧХ, усложняется настройка и усиливается зависимость АЧХ и ФЧХ от изменений параметров активных элементов. Коэффициент усиления этих усилителей больше чем усилителей с одноконтурными настроенными каскадами, но меньше, чем у усилителей с одноконтурными взаимно расстроенными каскадами (при равных полосах пропускания).

Усилители с парами одноконтурных и двухконтурных каскадов, настроенных на одну частоту (смешанная схема), по своим показателям занимают промежуточное положение между усилителями с одноконтурными настроенными каскадами и усилителями с ДПФ.

Наиболее высокая прямоугольность АЧХ достигается в фильтрах сосредоточенной селекции (ФСС) – многозвенных LC – фильтрах, пьезокерамических, электромеханических фильтрах и фильтрах на ПАВ.

Сопоставлять усилители с различными избирательными системами из LC-контуров по коэффициентам прямоугольности можно, используя данные табл. 1.2.7 и 1.2.8.

Если требуется очень узкая полоса пропускания (десятки или сотни герц), применяют пьезоэлектрические фильтры, например кварцевые.

Таблица 1.2.7. Значения параметров фильтров

Вид усилителя	Вид связи, расстройки число LC-контуров	Коэффициент	Число избирательных элементов N
			1	2	3	4	5	6
С одноконтурными каскадами, настроенными на одну частоту		kп10	10	4,8	3,8	3,4	3,2	3,1
		kп100	100	15,5	8,9	6,9	6,0	5,5
		kп1000	1000	49	20	13	10	8,6
		(N)	1,0	1,56	1,96	2,3	2,58	2,86
		(N)	2,22	1,64	1,34	1,21	1,18	1,13
		(N)	1,0	2,41	7,55	28	117	545
С одноконтурными взаимно расстроенными двойками каскадов	Критическая расстройка	kп10	–	3,2	–	2,2	–	1,94
		kп100	–	10,1	–	3,9	–	3,0
		kп1000	–	32	–	7,0	–	4,4
		(N)	–	0,71	–	0,88	–	0,98
		(N)	–	6,76	–	7,0	–	7,3
		(N)	–	1,0	–	2,41	–	7,5
	Предельная расстройка	kп10	–	2,32	–	1,67	–	1,54
		kп100	–	7,1	–	2,9	–	2,2
		kп1000	–	22	–	5,5	–	3,2
		(N)	–	0,32	–	0,48	–	0,55
		(N)	–	5,5	–	5,9	–	6,28
		(N)	–	0,55	–	0,64	–	0,93
С одноконтурными взаимно расстроенными тройками каскадов	Критическая расстройка	kп10	–	–	2,16	–	–	1,67
		kп100	–	–	4,64	–	–	2,5
		kп1000	–	–	10,0	–	–	3,66
		(N)	–	–	0,5	–	–	0,58
		(N)	–	–	1,0	–	–	2,41
С двухконтурными каскадами, настроенными на одну частоту	Критическая связь	kп10	3,2	2,2	1,95	1,85	1,78	1,76
		kп100	10	4,0	3,0	2,7	2,5	2,4
		kп1000	32	7,0	4,0	3,6	3,2	3,0
		(N)	0,71	0,88	0,99	1,07	1,14	1,2
		(N)	2,06	1,93	1,89	1,73	1,69	1,68
		(N)	1,42	3,1	7,77	21,1	61,3	187
	Предельная связь	kп10	2,32	1,67	1,54	1,48	1,45	1,43
		kп100	7,1	2,9	2,2	2,0	1,85	1,8
		kп1000	22	5,5	3,2	2,6	2,4	2,2
		(N)	0,32	0,46	0,55	0,61	0,67	0,7
		(N)	2,02	1,71	1,7	1,69	1,67	1,5
		(N)	0,64	0,86	1,3	2,2	4,1	7,6
С парами одноконтурных и двухконтурных каскадов	Предельная связь в двух- контурных каскадах	kп10	–	2,15	– – – – – –	1,67	– – – – – –	1,55
		kп100	–	4,64	–	2,5	–	2,2
		kп1000	–	10,0	–	3,67	–	2,87
		(N)	–	0,5	–	0,58	–	0,63
		(N)	–	1,16	–	2,45	–	5,52

Таблица 1.2.8. Коэффициенты прямоугольности АЧХ k_п100 и k_п1000 ФСС из LC – контуров

Число звеньев
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
2	6,7; 21,0	7,1; 22,0	7,9; 24,0	8,5; 26,0	9,7; 28,0	9,8; 31,0
3	2,9; 6,1	3,5; 7,4	4,2; 9,0	5,0; 10,0	5,2; 11,0	5,8; 13,0
4	2,2; 3,6	2,7; 4,5	3,3; 5,6	3,7; 6,4	4,0; 7,1	4,5; 8,3
5	1,9; 2,7	2,4; 3,5	2,8; 4,4	3,5; 5,0	3,6; 5,5	4,1; 6,6
6	1,7; 2,3	2,2; 3,1	2,7; 3,8	3,1; 4,3	3,3; 4,7	3,8; 5,5

Примечание: - затухание контуров ФСС;

- средняя частота полосы пропускания;

П – полоса пропускания при ослаблении на краях 3 дБ.

Выбор вида и количества избирательных элементов при заданной промежуточной частоте. При решении данной задачи возможны следующие варианты расчета:

1. Если задана полоса пропускания П при ослаблении на краях . Требования по избирательности не заданы.

Выбрав вид и количество избирательных элементов на основании приведенных выше соображений, определяют по табл. 1.2.6 значение коэффициента и вычисляют эквивалентное затухание контуров:

. (1.2.33)

Если , то избирательность не обеспечивается и необходимо выбрать другой тип избирательной системы.

2. Если заданы: полоса пропускания П, ослабление на ее краях и ослабление по соседнему каналу (или коэффициент прямоугольности ). В этом случае для выбора избирательной системы удобно воспользоваться графиками на рис. 1.2.2. По графику (рис. 1.2.2, а) для заданного значения и выбранной избирательной системы определяют значение обобщенной расстройки для краев полосы пропускания и вычисляют необходимое эквивалентное затухание контуров тракта ПЧ:

. (1.2.34)

Если , принимают . Затем вычисляют обобщенную расстройку для соседнего канала:

(1.2.35)

и по графику (рис. 1.2.2, б) находят ослабление по соседнему каналу , которое достигается при выбранной избирательной системе.

В случае, когда задан коэффициент прямоугольности при ослаблении в раз, в формулу (1.2.35) следует подставлять значение расстройки:

, (1.2.36)

при которой избирательная система должна обеспечивать ослабление . Далее вычисляют обобщенную расстройку по формуле (1.2.35) и находят ослабление по соседнему каналу, используя график на рис. 1.2.2, б. Если полученное значение ослабления , то необходимо выбрать другую, более сложную избирательную систему.

В случае если три ДПФ не позволяют получить требуемое ослабление по соседнему каналу, выбирают большее количество и проверяют выполнение требования ослабления по соседнему каналу по следующей методике:

1) Определяют допустимое ослабление на краях полосы пропускания в одном ДПФ:

. (1.2.37)

2. По графику (рис. 1.2.3) для и выбранного значения параметра связи определяют обобщенную расстройку и вычисляют минимально допустимое эквивалентное затухание контуров по формуле (1.2.34). Если , принимают .

3. Вычисляют обобщенную расстройку для соседнего канала по формуле (1.2.35) и по графику на рис. 1.2.3 определяют ослабление по соседнему каналу, которое обеспечивает один ДПФ .

4. Определяют ослабление по соседнему каналу всей избирательной системы тракта промежуточной частоты .

Если , то увеличивают значение (в случаях, когда незначительно меньше и ) или количество ДПФ и выполняют расчет сначала.

Если количество ДПФ, необходимое для выполнения требований технического задания, оказывается по каким-либо соображениям слишком большим, то целесообразно применить ФСС. Количество звеньев ФСС из LC – контуров можно определить по табл. 1.2.7 для требуемого коэффициента прямоугольности. Для этого необходимо вычислить значение коэффициента В:

, (1.2.38)

где - конструктивно выполнимая добротность контуров на частоте преобразования ;

- полоса пропускания ФСС по уровню 0,7.

Если коэффициент прямоугольности не задан, его можно определить для заданного ослабления по формуле:

. (1.2.39)

В некоторых случаях для выполнения жестких требований к избирательности по соседнему каналу необходимо сужать полосу пропускания тракта промежуточной частоты до значений, близких к ширине спектра частот сигнала, повышая требования к стабильности частоты гетеродинов и применяя АПЧ гетеродинов.

Рис. 1.2.3. Обобщенные кривые избирательности ДПФ при различных значе-

ниях параметра связи.

Предварительный выбор избирательной системы в случаях, когда промежуточная частота не задана. При такой постановке задачи возможны следующие варианты расчета:

1. Если заданы: полоса пропускания П, ослабление на ее краях и коэффициент прямоугольности при ослаблении . В этом случае вид и количество избирательных элементов необходимо выбрать, используя данные табл. 1.2.6, так, чтобы коэффициент прямоугольности был не больше требуемого. При этом промежуточная частота должна удовлетворять условию:

, (1.2.40)

где – коэффициент, значения которого приведены в табл. 1.2.6;

– минимально осуществимое затухание контуров.

2. Если заданы: полоса пропускания П, ослабление на ее краях и ослабление по соседнему каналу . Для предварительно выбранной избирательной системы по графику (рис. 1.2.2, а) определяют значение обобщенной расстройки для краев полосы пропускания и находят первое условие для выбора промежуточной частоты:

. (1.2.41)

Затем для заданного значения по графику (рис. 1.2.2, б) находят обобщенную расстройку для соседнего канала и определяют второе условие для выбора промежуточной частоты:

. (1.2.42)

Если , то выбранная избирательная система позволяет выполнять требования к полосе пропускания и избиратель­ности по соседнему каналу. В противном случае необходимо выбрать более сложную избирательную систему.

Если даже при трех ДПФ , выбирают большее количество ДПФ и проверяют выполнение требований по следующей методике:

1. Определяют допустимое ослабление на краях полосы пропускания в одном ДПФ по формуле (1.2.37).

2. По графику (рис. 1.2.3) для и выбранного значения определяют обобщенную расстройку и находят первое условие для выбора промежуточной частоты:

. (1.2.43)

3) Определяют требуемое ослабление по соседнему каналу в одном ДПФ:

. (1.2.44)

4) По графику (рис. 1.2.3) для определяют обобщенную расстройку и находят второе условие для выбора промежуточной частоты:

. (1.2.45)

Если , то выбранное количество ДПФ удовлетворяет требованиям. В противном случае увеличивают количество ДПФ или значение (при ) и выполняют расчет сначала. В случаях, когда количество ДПФ слишком велико, применяют ФСС.

Расчет ослабления по промежуточной частоте

Ослабление помехи по промежуточной частоте зависит от вида, количества избирательных элементов и затухания контуров в тракте высокой частоты, а также от номинального значения промежуточной частоты. Значение ослабления можно определить по графикам на рис. 1.2.2, б, вычислив предварительно обобщенную расстройку по формуле:

, (1.2.46)

где – частота настройки приемника, для которой в ТЗ оговорено требуемое ослабление по промежуточной частоте.

Если эта частота не указана, принимают такое значение , при котором ослабление на частоте будет наименьшим. Если выбрано преобразование частоты с переносом спектра частот принимаемого сигнала ниже минимальной частоты поддиапазона, следует при­нять , с переносом выше максимальной частоты поддиапазона, следует принять . Если по поддиапазонам и в пределах поддиапазона значение изменяется, при переносе спектра частот вниз следует выбрать значение , при котором отношение максимально, а при переносе спектра вверх – значение , при котором - минимально.

Для многодиапазонных приемников, в которых промежуточные частоты изменяются при переходе с одного поддиапазона на другой, подобные расчеты необходимо выполнять для каждой промежуточной частоты.

Если найденное по графикам (рис. 1.2.2, б) ослабление будет меньше требуемого, следует выбрать более сложную избирательную систему тракта ВЧ и выполнить все расчеты сначала. В некоторых случаях, например, в радиовещательных приемниках, дополнительное ослабление по промежуточной частоте получают, включая дополнительный режекторный фильтр, настроенный на промежуточную частоту. Режекторный фильтр с одиночным колебательным контуром позволяет получить дополнительное ослабление по промежуточной частоте в 20...25 раз, а при включении его в цепь обратной связи – в 30...35 раз.

Окончательный выбор количества преобразований частоты и номиналов промежуточных частот

Если в результате расчетов, проведенных при определении структуры линейного тракта по требованиям к избирательности по соседнему и зеркальному каналам, окажется, что минимально допустимое значение первой промежуточной частоты меньше максимально допустимого значения второй промежуточной частоты , то по этим требованиям приемник может быть выполнен с одним преобразованием частоты. При этом номинальное значение промежуточной частоты следует выбрать в интервале от до с учетом соображений, приведенных выше. Если же по каким-либо соображениям необходимо двойное преобразование частоты, номинальные значения первой и второй ПЧ должны быть выбраны так, чтобы это не противоречило остальным требованиям.

При необходимо двойное преобразование частоты, если нежелательно усложнение избирательных систем линейного тракта. В этом случае номинальное значение первой ПЧ выбирают больше , а второй ПЧ – меньше . Если же лишь немного меньше , двойного преобразования частоты можно избежать, выбрав более сложную избирательную систему тракта ПЧ или тракта ВЧ. При этом необходимо выполнить предварительно соответствующие расчеты, чтобы выполнилось условие:

. (1.2.47)

В приемниках с двойным преобразованием частоты образуется специфический побочный канал приема, называемый зеркальным каналом второго преобразования частоты. Можно показать, что частота после второго преобразования становится равной . Поскольку обычно , хорошая фильтрация сигнала с частотой до первого преобразователя частоты затруднительна. Поэтому требуемое ослабле­ние по зеркальному каналу второго преобразования частоты необходимо получить в тракте первой ПЧ. Для этого тракта преобразуется в частоту . Следовательно, избирательная система тракта первой ПЧ должна ослаблять сигналы с этой частотой в заданное число раз.