Устройства приема и обработки сигналов.-2

171

Рис. 5.22 Структурная схема супергетеродинного радиоприемника с однодиапазонным первым гетеродином и генератором подставок

Интервал перестройки генератора плавного диапазона (ГПД) выбирают равным интервалу частот в поддиапазонах, на которые разделяют диапазон принимаемых частот. При помощи преобразования частоты в смесителе См3 диапазон частот ГПД переносится в поддиапазон частот ГПД, необходимый для преобразования частоты в смесителе См1. Частота колебаний генератора подставок (ГП) стабилизируется кварцем. Нестабильность настройки такого радиоприменика определяется нестабильностью ГПД, которая может быть доведена до значений порядка 10–5. При выборе малых значений частот ГПД можно достичь малой нестабильности настройки радиоприемного устройства.

Супергетеродинное радиоприемное устройство с фиксированным первым и перестраиваемым вторым гетеродином. Струк-

турная схема радиоприемного устройства построена по схеме с двойным преобразованием частоты и может быть выполнена в двух вариантах. В первом варианте в каждом поддиапазоне подключается соответствующий кварцевый резонатор. Во втором варианте один кварцевый резонатор используется в опорном генераторе, а необходимые гетеродинирующие напряжения получаются путем умножения и деления частоты этого генератора. Второй вариант является более высокой стабильностью, поскольку в схеме опорного генератора нет коммутирующих элементов.

174

Наиболее высокая стабильность настройки радиоприемника достигается за счет использования декадного синтезатора частоты. В этом случае радиоприемник настраивается на ряд дискретных частот с шагом 100, 100 или 1 Гц. При использовании всех известных способов стабилизации частоты опорного кварцевого генератора, декадного синтезатора частоты, можно достичь нестабильности настройки радиоприемника 10–8…10–9.

Устройства приема и обработки непрерывных двухполосных сигналов с амплитудной модуляцией. Эффективная ширина спектра принимаемого сигнала определяется выражением

FС 2Fmax ,

где Fmax – максимальная частота спектра передаваемого сообще-

ния. Для телефонных сигналов Fmax = 3 кГц.

Соотношение сигнала/помехи входа-выхода радиоприемного устройства определяется выражением (5.9).

Устройства приема и обработки сигналов с частотной моду-

ляцией. Применение ЧМ позволяет существенно повысить использование мощности передатчика и помехоустойчивость приема, улучшить качественные показатели передачи, в частности, расширить динамический диапазон.

Эффективная ширина спектра принимаемого сигнала определяется выражением (1.8). Соотношение сигнала/помехи входавыхода радиоприемного устройства определяется выражением (5.15). Отношение сигнал/помеха на выходе линейного тракта для телефонных сигналов принимается не менее 3…10 раз. Повышение помехоустойчивости приема сигналов с ЧМ можно получить, применяя в приемнике демодуляторы с обратной связью по частоте, синхронные детекторы и другие демодуляторы позволяющие уменьшить эффективную ширину спектра принимаемого сигнала.

Устройства приема и обработки сигналов с фазовой модуля-

цией. Тракт приема сигналов с ФМ (рис. 5.25) содержит ограничитель амплитуды (ОА), демодулятор (Д) и систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Демодулятор состоит из фазового детектора ФД1 и генератора опорной частоты ГОЧ. Частота и фаза колебания генератора опорной частоты должны совпадать с частотой и фазой несущего колебания на выходе ограничителя

175

амплитуды. Это достигается использованием фазовой автоподстройки частоты, состоящей из фазового детектора ФД2, ФНЧ и управляющего элемента УЭ.

Рис. 5.25 Структурная схема тракта приема непрерывных сигналов с ФМ

Особенностью радиоприемника с ФМ является наличие высокостабильных гетеродинов с начальной подстройкой последней промежуточной частоты с помощью перестройки последнего гетеродина под частоту ГОЧ. Использование системы АРУ позволяет уменьшить изменение напряжения сигнала на входе ОА, что необходимо для устойчивой работы фазовых детекторов ФД1 и ФД2. Для уменьшения фазовых искажений в основном линейном тракте целесообразно использовать одноконтурные каскады или каскады с максимальной плоской формой АЧХ.

При определении необходимой полосы пропускания линейного тракта следует учитывать эффективную ширину спектра сигнала

FСП 2mФ FMAX 2 fm,max ,

где mФ – индекс фазовой модуляции;

fm,max – максимальное значение девиации частоты, соот-

ветствующее максимальной частоте модуляции.

Минимальное требуемое отношение сигнал/шум на входе радиоприемника

178

Особенностями структурной схемы радиоприемного устройства Си-Би диапазона являются:

1.Усилитель высокой частоты строится, как правило, в апериодическом исполнении, а резонансный с перестройкой по диапазону частот используется в высококачественных радиоприемных устройствах.

2.Тракт преобразования частоты строится по схеме с двойным преобразованием частоты. Гетеродины могут быть с кварцевой стабилизацией частоты или построены на основе синтезаторов частоты с фазовой автоподстройкой частоты (рис. 5.28).

3.В зависимости от количества режимов работы радиоприемного устройства применяются и различные виды детекторов: АМ/ЧМ, а также детекторы сигналов с однополосной модуляцией.

4.Дополнительно приемник оснащается подавителем импульсных помех, шумоподавителем и другими сервисными устройствами.

Радиоприемные устройства однополосных АМ-сигналов. В

принципе, данный класс приемной аппаратуры может быть построен по схемам, рассмотренным выше. Поэтому здесь следует отметить лишь особенности некоторых связных приемников. Применение однополосных АМ-сигналов позволяет значительно повысить излучаемую мощность в боковых полосах (8 раз) при заданной мощности передатчика и почти вдвое уменьшить полосу передаваемых частот. Различают три класса излучения: (J3E) – без поднесущей, (R3E) – с ослабленной поднесущей и с независимыми боковыми частотами (B3E). Однако качество приема ОБП значительно ухудшается при неравенстве частот несущей при передаче и приеме. Требуемую точность настройки может обеспечить схема ФАПЧ гетеродина [1].

Если в качестве гетеродина использовать синтезаторы частоты, то можно обеспечить прием сигнала с полностью подавленной несущей. Приемник, предназначенный для приема с частичным или полным подавлением несущей, сигнала представлен на рисунке рис. 5.30.

Рис. 5.29 Структурная схема приемника сигналов ОБП с частично подавленной несущей:

ОН – остаток напряжения несущей; УОН – усилитель остатка несущей; ОА – ограничитель амплитуды; ГН – генератор несущей

Рис. 5.30 Структурная схема приемника сигналов ОБП с не полностью и полностью подавленной несущей:

ОЛТ – общий линейный тракт; ФВБП (ФНБП) – фильтр верхней (нижней боковой полосы); ФОН – фильтр остаточной несущей; Д –демодулятор сигналов боковых полос; УЭ – управляющий элемент БН – без несущей; ОГ – опорный (высокостабильный) генератор

Радиоприемные устройства многоканальных сигналов с час-

тотным уплотнением. Многоканальный сигнал с частотным уплотнением представляет собой несущее колебание, модулированное по амплитуде, частоте или фазе несколькими колебаниями различных поднесущих частот, которые, в свою очередь, модулированы по амплитуде (ОБП или двумя БП и несущей), частоте или фазе сигналами сообщений. Многоканальные приемники делятся на две группы: по виду модуляции поднесущих, по виду модуляции несущих.