1. Назначение и структура радиоприёмного устройства. (Головин РПрУ + лекции)

Радиоприемное устройство – это комплекс электрических цепей, функциональных узлов и блоков, предназначенных для улавливания распространяющихся в открытом пространстве электромагнитных колебаний искусственного или естественного происхождения в радиочастотном (3*10³ Гц…3*10¹²Гц) и оптическом (3*10¹² Гц…3*10¹⁶Гц) диапазонных и преобразования их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. Радиоприемные устройства являются составными частями радиосистем (радиосвязи, радиовещания, телевидения).

РПрУ вместе с антенной, радиопередающим устройством и средой распространения образуют радиоканал. При прохождении через канал волна претерпевает изменения.

( слева на право - источник информации, РПдУ; РПрУ, получатель)

Функции РПрУ:

- улавливание радиоволн и преобразование энергии электромагнитного поля в энергию электрических колебаний (антенна);

- преобразование принятого колебания в напряжение или ток, изменяющихся в соответствии с переданным сообщением (фильтрация, усиление, детектирование);

- воспроизведение переданного сообщения

( слева на право – радиотракт (усиление, фильтрация), детектор (ВЧ -> НЧ), последетекторная часть (усиление до нормального уровня воспроизводящего устройства + ослабление помех), воспроизводящее устройство)

Приемник может быть многополосным, рассчитанным на прием группового сигнала. Тогда передатчик включает в себя разделитель каналов.

2. Классификация радиоприёмных устройств. (лекции)

По функциональному назначению:

- профессиональые ( связные, военные, телеметрия, астрономические, телевидение, ТВ-станция)

- вещательные (бытовые телевизионные, радио)

Среди связных различают приемники систем:

- мобильных (базовые станции)

- сотовых

- спутниковых

- магистральных

- технологических

В зависимости от места установки:

- бортовые, стационарные, переносные.

По виду принимаемых сигналов:

- непрерывных, дискретных.

По виду модуляции(аналоговые сигналы)/манипуляции(дискретные)

- АМ, ЧМ, ФМ, однополосная, импульсная.

По диапазону частот:

- НЧ (ДВ), СЧ (СВ), ВЧ (КВ), ОВЧ, УВЧ (УКВ), СВЧ, приемники оптического диапазона.

По способу питания:

- сетевые и аккумуляторные;

3. Основные показатели качества радиоприёмника.

• Чувствительность т. е. способность радиоприемника принимать слабые сигналы.

Чувствительность оценивается минимальным значением сигнала в антенне, обеспечивающим заданную мощ. ность выходного сигнала информации, и зависит от усилительных свойств усилителей, входящих в схему радиоприемника. Чем больше коэффициент усиления усилителей, тем выше чувствительность радиоприемника.

• Избирательность (селективность), т. е. способность приемника выделять из суммы различных сигналов и помех сигналы нужной радиостанции. Чем выше избирательность приемника, тем меньше влияние на полезный сигнал помех и сигналов посторонних радиостанций

Избирательность приемника зависит от числа каскадов в усилителе высокой частоты и качества резонансных фильтров в каждом каскаде. Повышение избирательности приемника связано с увеличением количества контуров и каскадов усиления в приемнике, что повышает его стоимость и усложняет настройку. Поэтому в зависимости от назначения приемника его избирательность имеет конкретное значение, которое задается при проектировании радиоприемника.

Количественно избирательность определяется как отношение коэффициента усиления приемника при его настройке в резонанс к коэффициенту усиления при определенной расстройке:

• Полоса пропускания, оцениваемая полосой частот вблизи резонансной частоты, где уровень амплитудно - частотных искажений не превышает допустимый, задаваемый неравномерностью АЧХ в полосе пропускания.

• Рабочий диапазон, определяется коэффициентом перекрытия

• Время настройки

• Помехоустойчивость, способность принимать (обеспечить) сигнал с заданным качеством при действии помех

4. Структурная схема супергетеродинного приёмника. Побочные каналы приёма.

Основан на переносе частоты

СМ – смеситель

Г – гетеродин (перестраиваемый вспомогательный генератор)

ФСИ – фильтр сосредоточенной избирательности

УПЧ – усилитель промежуточной частоты

Д – детектор

УНЧ – усилитель низкой частоты

Основной принцип супергетеродинного приемника — это преобразование частоты принимаемого сигнала. Т.е. перенос сигнала в частотную область где ее область, где ее можно обработать с наибольшей эффективностью. В СГП сигналы с несущей частоты переносятся на фиксированную промежуточную частоту (fпр).

Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина. Смеситель – нелинейный элемент. В результате воздействия сигнала и колебания гетеродина на его выходе возникает колебания с комбинированной частотой f=(mfг±nfс). (m и n целые числа).

Одна из этих частот выделяется фильтром на выходе смесителя и используется в качестве новой несущей частоты (n=1 в большинстве случаев). Можно использовать простое (m=1) или сложное преобразование (m≠1).

Наиболее часто используют разностное преобразование

 Частоты гетеродина выбираются таким образом, чтобы промежуточная частота была ниже границы рабочего диапазона частот приемника.

Преобразователь частоты должен быть линейным относительно сигнала, т.е. перенос спектра должен происходить без нарушения амплитудных и фазовых соотношений его составляющих.

Для того чтобы промежуточных частот оставалась несколько осуществляется сопряженная перестройка входной цепи, УРЧ и гетеродина.

Входная цепь и УРЧ обеспечивают лишь предварительную избирательность (преселектор). Основная избирательность и основное усиление обеспечиваются в трактах промежуточной частоты.

• Достоинства:

1.     Возможность реализации высокого устойчивого усиления за счет ослабления роли паразитных обратных связей.

2.     Повышенная избирательность без усложнения фильтров.

3.     Упрощение реализации УПЧ из-за отсутствия необходимости перестройки.

• Недостатки:

1.     Образование побочных каналов приема, по которым проникают помехи.

2.     Влияние нестабильности частоты гетеродина на настройку приемника.

3.     Возможность излучения колебаний гетеродина через приемную антенну приемника.