Аналоговые и цифровые радиоприемные устройства

151

Для приёмников с двойным преобразованием частоты и первым перестра-

иваемым гетеродином

ПНС 2 C fC 2 Г1 fГ1 2 Г2 fГ2 2 Н fГ1 2 , (6. 6)

где fГ1 и fГ2 – частота первого и второго гетеродина соответственно.

Если в приёмнике с двойным преобразованием частоты применён генера-

тор частоты, при верхней настройке первого гетеродина и разностных преобра-

где m1 и m2 – номера гармоник опорного генератора, используемых для получения колебаний 1 го и 2 го гетеродинов соответственно;

ОП относительная нестабильность частоты опорного генератора.

Для уменьшения нестабильности супергетеродинных приёмников, до ча-

стот 100…150 МГц, используют однокаскадную кварцевую стабилизацию гете-

родина, а без кварцевой стабилизации – не выше 500 МГц. При многокаскадной стабилизации с умножением частоты и кварцевой стабилизацией до частот 10 ГГц;

генераторы на туннельных диодах и диодах Ганна от 0,5 до 100 ГГц, отражатель-

ных клистронах – от 3 ГГц до 50 ГГц (Таблица 6. 3).

Таблица 6. 3. Относительная нестабильность генераторных схем

Значения относительных нестабильностей генераторных схем представ-

лены в таблице (Таблица 6. 3). Если полоса пропускания существенно больше

152

эффективной ширины спектра, то необходимо использовать сложные схемы ста-

билизации, синтезаторы частоты или систему АПЧ.

Полоса пропускания линейного тракта радиоприёмника с АПЧ

где kАПЧ – коэффициент автоматической подстройки частоты.

Для устойчивой работы АПЧ выбирают коэффициент kАПЧ = 15…20. Боль-

шое значение коэффициента АПЧ соответствует более сложной схеме. При ис-

пользовании системы ФАПЧ можно принять значение полосы пропускания приёмника равной П FСП .

При выборе вида структурной схемы радиоприемного устрой-

ства необходимо учитывать особенности электромагнитной обста-

новки в диапазоне принимаемых волн, а также физическую реализуе-

мость избирательных цепей и систем (Таблица 6. 4).

Таблица 6. 4. Реализуемые технические характеристики радиоприемников

Расчет коэффициента передачи радиоприемника, выбор средств усиления радиосигнала производят на поздних стадиях расчета структурной схемы радио-

приёмного устройства после расчёта чувствительности, определения динамиче-

ского диапазона и оценки уровня выходного сигнала.

153

6.2.Особенности построения радиоприёмников АМ-сигналов систем звукового вещания

Радиовещательные приёмники АМ сигналов предназначены для приёма программ звукового вещания в диапазонах ДВ, СВ, КВ диапазонах длин волн.

По электрическим параметрам и комплексу эксплуатационных свойств стацио-

нарные и переносные радиоприёмники разделяют на четыре группы сложности

(0 – высшую, 1, 2, 3); автомобильные (1, 2, 3) и малогабаритные (карманные,

сувенирные и миниатюрные).

В зависимости от условий эксплуатации радиоприёмные устройства разде-

ляются на стационарные, переносные и носимые. Анализ выпускаемой аппара-

туры отечественного и импортного производства свидетельствует о том, что наибольшее распространение получила аппаратура, построенная по супергете-

родинной схеме (Рис. 6. 3).

Рис. 6. 3. Структурная схема супергетеродинного приёмника АМ-сигналов системы звукового вещания

Линейный режим работы АМ-детектора и исключение «перегрузки» око-

нечных каскадов радиоприёмника в структурную схему введением системы АРУ и подачей сигнала управления на УРЧ и первые каскады УПЧ.

6.3. Особенности построения приёмников УКВ ЧМ-сигналов

систем монофонического радиовещания

Радиоприёмники ЧМ-сигналов системы звукового вещания, предназна-

ченные для приёма моно- и стереофонических радиопередач должны соответ-

154

ствовать требованиям ГОСТ 5651-89 «Аппаратура радиоприёмная бытовая». Ра-

диоприёмные устройства ЧМ сигналов отличает от приёмников АМ сигналов высоким качеством и помехоустойчивостью звукового и телевизионного веща-

ния, за счёт использования широкополосной частотной модуляции. Монофони-

ческое вещание в Российской Федерации ведётся в двух диапазонах: УКВ – 1 и

УКВ – 2. Технические параметры трактов передачи в этих даиапазонах имеют различия (Таблица 6. 5).

Таблица 6. 5. Технические параметры трактов передачи монофонического УКВ

– ЧМ вещания

Структурная схема передающей и приёмной частей содержат цепи введе-

ния предыскажений на передающей части (ЦП) и компенсации (ЦКП) на приём-

ной части системы радиовещания (Рис. 6. 4).

Рис. 6. 4. Структурная схема системы УКВ ЧМ радиовещания:

УНЧ – усилитель низкой частоты; М – модулятор; Пер. – передатчик:

Постоянная времени ЦП и ЦКП определяется стандартом формирования стереосигнала.

Модуль коэффициента передачи ЦП (Рис. 6. 5, а):

155

Уровень вводимого предыскажения в АЧХ на передающем и на приёмном конце определяются эквивалентными схемами (Рис. 6. 5).

Рис. 6. 5. Эквивалентная схема цепи введения предыскажений (а) и цепи компенсации искажений АЧХ модулирующего сигнала (б)

Амплитудночастотные характеристики модулирующего сигнала изобра-

жены на рисунке (Рис. 6. 6).

UМ

Рис. 6. 6. Амплитудно частотная характеристика модулирующего сигнала на передающей (а) и приёмной стороне радиовещания (б)

Использование ЦП с подъемом АЧХ в области звуковых частот позволяет обеспечить высокое отношение сигнал/шум в области средних частот и сформи-

ровать модуляцию вида ЧМ ФМ, обеспечивая малую нестабильность частоты радиостанции.

Структурная схема приёмника выполняется по супергетеродинной схеме

(Рис. 6. 7) и отличается от АМ-приёмника наличием ЧМ детектора, цепи АПЧ и управляемого гетеродина (Г).

158

3.Обеспечение допустимого переходного затухания между каналами А и

Ви идентичности фазовых и амплитудных характеристик системы стереофони-

ческого радиовещания (Рис. 6. 9).

АА

Рис. 6. 9. Упрощённая структурная схема системы стереофонического радиовещания:

УНЧ – усилитель низких частот; ФС – формирователь стереосигнала; М → Пер. – модулятор и передатчика; ЛТПР – линейный тракт приёмника; ЧМД – детектор ЧМ сигнала; СД – стереодетектора.

Качество стереоэффекта определяется переходным затуханием (степенью

изолированности) левого (канал А) и правого (канал В) каналов

где U Aвых , U Bвых амплитуда сигналов на выходе приёмника каналов А и В; U Авх , U Bвх напряжение сигналов А и В на входе УНЧ передатчика.

Переходное затухание в радиоканале зависит от полосы пропускания при-

ёмника, от точности настройки приёмника и от девиации частоты [43].

где f – неточность настройки радиоприёмника; fДЕВ – девиация частоты;

fПОД – частота поднесущей частоты; FМ – частота модуляции.

Методика измерения переходного затухания определяется требованиями ГОСТа и зависит от степени разбаланса поднесущей частоты по фазе на переда-

ющей и принимающей сторонах системы радиовещания [44]

160

Основное требование к модулятору передатчика – полоса частот до 200

кГц. АЧХ спектра стереосигнала отечественного стандарта (Рис. 6. 13, а) и стан-

дарта с пилот-тоном (Рис. 6. 13, б) характеризуется АЧХ тональной (А+В) и

надтональной частей (А В). В надтональную часть спектра вкючен сигнал RDS,

служащий для передачи служебной информации. Различием стандартов явля-

ются величина наклона АЧХ цепи предыскажений, частота и величина переда-

ваемой поднесущей и наличие пилот-тона (Таблица 6. 6).

Рис. 6. 13. Амплитудно-частотная характеристика спектра комплексного стереосигнала ПМК – КСС (а) и КСС с пилот-тоном

Технические параметры передачи стереофонического сигнала системы

звукового вещания представлены в таблице (Таблица 6. 6) [42].

Таблица 6. 6. Технические параметры системы стереофонического вещания