Министерство образования Российской Федерации.

Санкт-Петербургский государственный технический университет

Красноярский государственный технический университет

УСТРОЙСТВА ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

ВХОДНАЯ ЦЕПЬ

Учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов

Санкт-Петербург, Красноярск

2000г.

Составители: Ю.В. Ветров, В.В. Исаев, С.Б. Макаров,

С.А. Подлесный, А.М. Уланов, А.А. Шипицын;

под редакцией С.Б. Макарова и С.А. Подлесного

УДК 621.396.7

Устройства приема и обработки сигналов: Учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов/Санкт-Петербургский гос. тех. университет, Красноярский гос.тех. университет; Сост.: Ю.В. Ветров, В.В. Исаев, С.Б. Макаров, С.А. Подлесный, А.М. Уланов, А.А. Шипицын; под ред. С.Б. Макарова и С.А. Подлесного. С-Пб, Красноярск, 2000/.

Учебное пособие к автоматизированному лабораторному практикуму по курсу «Устройства приема и обработки сигналов». Излагаются основные принципы построения узлов устройств приема и обработки сигналов и описания лабораторных работ: «Входные цепи», «Преобразователь частоты», «Частотный детектор», «Амплитудный детектор», «Фазовая автоподстройка частоты» и «Автоматическая регулировка усиления». Приводится методика проведения лабораторных работ с использованием встроенного цифрового процессора и персонального компьютера.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров «Радиотехника», «Техническая физика», «Телекоммуникации» и при подготовке дипломированных специалистов по направлениям «Радиотехника», «Телекоммуникации».

Ил. Библиография.

Оглавление.

ВХОДНАЯ ЦЕПЬ 1

Предисловие. 5

Входная цепь. 7

1 Общие вопросы. 7

2 Основные характеристики входной цепи. 8

3 Обобщенная эквивалентная схема одноконтурных входных цепей. 9

4 Виды входных цепей. 13

5 Частотная характеристика входной цепи. 15

6 Одноконтурные входные цепи с переменной настройкой. 16

6.1 Входная цепь с внешнеемкостной связью с антенной. 17

6.2 Входная цепь с индуктивной связью контура с антенной. 19

6.3 Входная цепь с комбинированной связью. 22

7. Лабораторная работа. 24

7.1 Структурная схема установки. 25

7.2 Панель ручного управления. 25

7.3 Поле цифробуквенного дисплея. 26

8. Программа и порядок выполнения работы. 27

1.9. Содержание отчета. 30

1.10. Контрольные вопросы. 31

Список литературы. 33

Предисловие.

Содержание учебного пособия соответствует программе курса “Устройства приема и обработки сигналов”, предусмотренного государственным образовательным стандартом. Структура пособия состоит из теоретической части, в которой даются основные методы построения узлов устройств приема и обработки аналоговых и цифровых сигналов, и практической части, соответствующей лабораторному практикуму.

В процессе изучения происходит знакомство с общими принципами работы основных узлов устройств приема и обработки сигналов, физическими процессами, протекающими в этих узлах устройств, особенностями системотехнических и схемотехнических решений, тенденциями развития теории и техники. При изложении материала учебного пособия широко используются сведения, изучаемые в других разделах курса «Устройства приема и обработки сигналов». Материал этих разделов имеется в учебной литературе, список которой приведен в данном пособии.

Экспериментальные исследования обеспечивают поддержку основных разделов курса. В лабораторном практикуме предусмотрено выполнение исследований различных радиотехнических узлов, входящих в состав радиоприемных комплексов локационных и навигационных систем, устройств оптимальной обработки цифровых сигналов, телекоммуникационных и телевизионных устройств, систем автоматического управления, устройств синхронизации и поиска сигналов.

Автоматизированные лабораторные установки позволяют проводить лабораторные работы как в автономном режиме, с использованием встроенных измерительных приборов и источников питания, так и в режиме управления от ЭВМ, в том числе и с управлением по компьютерной сети в режиме удаленного доступа. Выполнение лабораторной работы заканчивается составлением отчета с выводами по проведенным экспериментальным исследованиям. В ряде случаев предусматривается выполнение расчетного домашнего задания с предоставлением результатов расчета и ответов на контрольные вопросы, перечень которых приведен в конце каждого раздела учебного пособия. Лабораторный практикум является одним из основных в подготовке бакалавров, магистров и дипломированных специалистов широкого профиля.

При подготовке учебного пособия учтен опыт работы коллектива кафедр “Радиотехника и телекоммуникации” и “Радиоэлектронные средства защиты информации” радиофизического факультета Санкт-Петербургского государственного университета, а также преподавателей и специалистов Красноярского государственного технического университета.

Входная цепь.

1 Общие вопросы.

Входной цепью (ВЦ) называется цепь устройств приема и обработки сигналов (УПОС), связывающая антенны с избирательным усилителем радиосигналов или преобразователем частоты. Она предназначена для передачи энергии входного сигнала с частотой колебания f_c из антенны на вход последующих каскадов и предварительной фильтрации помех. Необходимость такой фильтрации обусловлена, прежде всего, тем, что следующие за входной цепью усилитель радиосигналов и преобразователь частоты содержат электронные приборы (транзисторы, интегральные микросхемы), обладающие нелинейными вольтамперными характеристиками (ВАХ). Наличие таких приборов приводит к появлению, например, перекрестных напряжений – переносу модуляции мешающего сигнала на полезный сигнал.

С помощью входных цепей УПОС супергетеродинного типа происходит ослабление приема мешающих сигналов на частоте f_з зеркального канала и на промежуточной частоте f_пч. Частота зеркального канала приема , как правило, оказывается равной f_з  f_c 2 f_пч . Мешающие сигналы на этой частоте не могут быть отфильтрованы в полосовом усилителе промежуточной частоты и они ослабляются с помощью входной цепи и избирательного усилителя радиосигналов, причем степень их ослабления определяется эквивалентной добротностью входной цепи.

С труктурная схема входной цепи изображена на 1, где E_A – наводимая в приемной антенне э.д.с.; Z_А – внутреннее сопротивление антенны.

В качестве элемента связи антенны с резонансным контуром могут использоваться емкость, индуктивность или их комбинация.