Тема 4. Назначение высокочастотного тракта (вчт) рпу

4.1 Основные характеристики вчт рпу

Частотными называют искажения формы сигнала в результате нарушения закона распределения энергии между его спектральными составляющими. Такое нарушение закона распределения возникает в результате неравномерности усиления составляющих колебаний спектра сигнала.

Как известно из курса радиотехники, всякий радиосигнал представляет собой некоторый спектр, характеризующийся необходимой (эффективной) полосой излучения . Предположим, что спектр радиосигнала имеет прямоугольную форму.

Если сигнал с таким спектром пропустить через резонансный тракт радиоприемника с реальной характеристикой, то спектр на выходе приобретет форму, соответствующую форме резонансной характеристики тракта.

Составляющие спектра, прилежащие к несущей, на которую настраиваются резонансные контуры приемника, будут усилены больше, чем крайние боковые. Это является причиной искажений принимаемого сигнала.

Следовательно, в пределах спектра сигнала желательно иметь усиление одинаковым, а за спектром ослабление должно быть полным. Такое требование может быть удовлетворено только в том случае, если резонансная характеристика приемника будет иметь прямоугольную форму.

Оценка частотных искажений производится при помощи коэффициента частотных искажений, который показывает ослабление сигнала на границе полосы пропускания

.

где К₀ – резонансный коэффициент усиления;

К_гп – коэффициент усиления на частоте, равной крайней составляющей спектра сигнала. Для резонансного тракта – это крайняя нижняя или верхняя боковая спектра радиосигнала, до детектора.

Коэффициент частотных искажений показывает, во сколько раз усиление на границе или в пределах полосы пропускания меньше усиления на частоте наибольшего усиления.

Частотные искажения происходят из-за неравномерности усиления колебаний в заданном диапазоне частот, которая вызывается наличием в схеме реактивных элементов с со­противлением, зависящим от частоты.

Рисунок 12 – Частотные характеристики идеального (/) и реального (2) трактов РПУ

Зависимость коэффициента усиления К от частоты при­нято выражать при помощи частотной характеристики. На рисунке 12 приведены частотная характеристика идеального усилителя 1, коэффициент усиления которого остается неиз­менным во всем диапазоне частот, и частотная характерис­тика реального усилителя 2, величина коэффициента уси­ления которого уменьшается в области нижних и верхних частот. Здесь К₀ — коэффициент усиления усилителя в области средних частот диапазона; К_я и К_в — коэффициенты усиления на крайних (нижней и верхней) частотах рабоче­го диапазона частот.

В ряде случаев частотные характеристики изображают в логарифмической системе координат. При логарифмичес­кой системе координат по оси ординат откладывают коэф­фициент усиления К в децибелах, а по оси абсцисс — ло­гарифмы значения частот F (рис.13).

Рисунок 13 – Частотная характеристика, по­строенная в логарифмической системе коор­динат

Количественно частотные искажения оцениваются коэф­фициентом искажений М, равным отношению коэффициента усиления Ко на средних частотах к коэффициенту усиления К на крайних частотах диапазона М = К₀/К.

Общий коэффициент частотных искажений многокаскад­ного усилителя равен произведению коэффициентов частот­ных искажений отдельных каскадов:

М_05щ = М₁М₂М₃

Коэффициент частотных искажений так же, как и коэф­фициент усиления, можно выражать в децибелах: М_дБ = – 20 lg M.

Величина допустимых частотных искажений зависит от области использования усилителя. Человеческое ухо почти не замечает частотных искажений, если на крайних частотах звукового диапазона они не превышают 25—30%. Поэтому для усилителей звуковых частот значения коэффициентов частотных искажений могут находиться в пределах М_а = = М_в = 1,25 — 1,3, что соответствует изменению коэф­фициента усиления на 2—3 дБ.

Неравномерность в полосе пропускания определяется формой резонансной характеристики, которая, в свою очередь, для одиночных колебательных контуров зависит только от их добротности. Очевидно, для уменьшения частотных искажений необходимо уменьшать добротность контуров. Однако это приведет к ухудшению избирательности, так как при меньшей добротности уменьшается крутизна скатов характеристики. В конечном счете, добротность контуров должна быть:

1. достаточно велика, чтобы обеспечивать заданную избирательность;

2. достаточно мала, чтобы частотные искажения не превышали заданной нормы.

Это противоречие разрешается применением более сложных избирательных систем – фильтров, в частности, связанных контуров.

Неравномерность усиления в резонансном тракте вызывает частотные искажения при приеме сигналов АМ. Частотные искажения сигнала, передаваемого методом ЧМ, не зависят от неравномерности частотной характеристики радиотракта, но зависят от неравномерности частотной характеристики тракта электрического сигнала так же, как и частотные искажения АМ-сигнала.