Устройства приема и обработки сигналов
Оглавление
Введение……………………………………………………………………...3
Основные этапы развития теории и техники радиоприёма………………4
1.Назначение и классификация РПрУ……………………………………..8
1.1.Классификация по назначению……………………………………..9
1.2Классификация по диапазону принимаемых частот……...………..9 1.3. Классификация по виду модуляции……………………………….11
1.4.Классификация по способу построения тракта…………………..13
1.4.1.Приемник прямого усиления…………………………………14
1.4.2.Регенеративный приемник….………………………………..15
1.4.3.Супергетеродинный приемник………………………………15
1.4.4.Приемник прямого преобразования…………………………17
1.5.Классификация по способу питания……………………………….19
Выводы……………………………………………………………………19
2.Качественные показатели РПрУ………………………….……………..20
2.1.Чувствительность РПрУ…………………………………………….20
2.2.Частотная селективность……………………………………………21
2.3.Искажения принимаемого сигнала………………………………….23
2.4.Динамический диапазон РПрУ……………………………………..25
2.5.Диапазон принимаемых частот……………………………………..25
2.6.Помехоустойчивость………………………………………………...26
2.7.Внутренние шумы РПрУ…………………………………………….26
2.7.1.Коэффициент шума…………………………………………...28
2.7.2.Шумовая температура……………………….……………..…30
2.7.3.Коэффициент шума пассивного четырехполюсника………..30
2.7.4.Коэффициент шума многокаскадного усилителя . ………..……31
2.7.5.Шумовые свойства РПрУ……………………………..………...34 Выводы…………………………………………………………………….35
Контрольные вопросы…………………………………………………36
3.Входные цепи…………………………………………………………..…37
3.1Назначение и характеристики……………………………………….37
3.2Особенности входных устройств различных
частотных диапазонов…………………………………………………..38
3.2.1.Схемы подключения ВЦ к антенне…………………………...40
3.2.2.Схемы подключения ВЦ к нагрузке…………………………..41
3.3.Эквиваленты приемных антенн……..………………………………42
3.4.Анализ обобщенной эквивалентной схемы
одноконтурной входной цепи………………………………………48
3.5.Входные цепи в режиме согласования……………………………..53
3.6.Входные цепи при работе с ненастроенными антеннами…………56
Учебное пособие
3.6.1.Входная цепь с трансформаторной связью с антенной…..….56
3.6.2Входная цепь с емкостной связью с антенной………………..60
3.6.3.Входная цепь с внутриемкостной связью с антенной…….…62
3.6.4.Входные цепи с магнитной антенной…………………...……63
3.7.Связь входной цепи с нагрузкой…………………………………..65
3.8.Входная цепь с полосовым фильтром…………………………….67
3.9.Входные цепи при работе с настроенными антеннами………….68
3.9.1.Схема с автотрансформаторным согласованием………….…69
3.9.2.Схема с трансформаторным согласованием…….……………69
3.9.3.Схема с емкостным делителем………………………..…….…71
3.10.Входная цепь с электронной перестройкой………………………72
Выводы…………………………………………………………………….74
Контрольные вопросы…………………………………………………74
4.Усилители радиочастоты………………………………………………..75
4.1.Основные показатели усилителей радиочастоты…………………76
4.2.Схемы УРЧ…………………………………………………………..77
4.3.Анализ обобщенной эквивалентной схемы УРЧ………………….85
4.4.Влияние внутренней обратной связи на свойства
резонансного усилителя…………………………………………………91
4.5.Устойчивость резонансного усилителя……………………………94
4.6.Способы повышения устойчивости резонансных усилителей…..95
4.7.Резонансный усилитель в диапазоне частот………………………97
4.8.Особенности малошумящих усилителей……………..………….103
4.9.Преселекторы приемников различного назначения…………….105
Выводы………………………………………………………………….107
Контрольные вопросы……………………………………………….108
5.Преобразователи частоты……………………………………….……...108
5.1.Общие принципы преобразования частоты………………………108
5.2.Общая теория преобразования частоты…………………………..109
5.3.Частотная характеристика преобразователя…………………..…112
5.3.1.Линейный режим работы ПЧ…………………………….…...115
5.3.2.Нелинейный режим работы ПЧ……………………………….116
5.4.Выбор промежуточной частоты………..………………………...117
5.5.Основные типы преобразователей частоты…………………...…121
5.5.1.Транзисторные преобразователи частоты……………….…..122
5.5.2.Диодные преобразователи частоты…………………….…….127
5.5.3.Преобразователь частоты с компенсацией помех
зеркального канала……………………………………………...132 5.6. Гетеродины в преобразователе частоты…………………………134
Выводы……………………………………………………………..……….138
Контрольные вопросы………………………………………………139
372
Устройства приема и обработки сигналов
6.Усилители промежуточной частоты………………………..………….140
6.1.УПЧ с распределенной избирательностью…………..…………141
6.1.1.УПЧ с одиночными LCконтурами, настроенными
на одну частоту……..……………………………………….….141
6.1.2.УПЧ с двухконтурным полосовым фильтром….……………144
6.2.Усилители ПЧ с фильтрами сосредоточенной селекции……….146
Выводы…………………………………………………………..………….148
Контрольные вопросы………………..……………………………..148
7.Амплитудные детекторы……………………………………..…………149
7.1.Общие сведения……………………………………………………149
7.2.Основные определения……………………………………………149
7.3.Схемы амплитудных детекторов………………………………….151
7.3.1.Диодные детекторы……………………………………………151
7.3.2.Транзисторные детекторы…………………………………….158
7.4.Теория детектирования сигналов…………………………………159
7.4.1.Детектирование слабых сигналов…………………………….160
7.4.2.Детектирование сильных сигналов…………………………...160
7.5.Искажения при детектировании АМ-сигналов……………….....163
.7.5.1. Искажения из-за нелинейности характеристики детектирования………………………………………………………163
7.5.2.Искажения из-за большой постоянной времени нагрузки…164
7.5.3.Искажения из-за соизмеримости частоты модуляции и частоты несущего колебания………………………………….165
7.5.4.Искажения из-за влияния разделительной цепи…………….166
7.6.Детектирование импульсных сигналов…………………………...168
7.6.1.Детектирование радиоимпульсов……………………………168
7.6.2.Пиковый детектор…………………………………………….172
7.7.Параметрический (синхронный) АД……………………………..175
Выводы………………………………………………..…………………….177
Контрольные вопросы……………………………………………….178
8.Частотные детекторы…………………………………………………..179
8.1.Виды частотных детекторов………………………………………181
8.1.1.Одноконтурный ЧД…………………………...…………….…181
8.1.2.Балансный ЧД……………………………...………………… 183
8.1.3.ЧД с двумя связанными контурами……………...…………. 187
8.1.4.Детектор отношений (дробный детектор)……...………….. 191
8.1.5.Квадратурный ЧД………………………...………………….. 192
8.1.6.Счетный ЧД……………………………………………..…… 194 Выводы…………………………………………………………………….196
Контрольные вопросы………………………………………………196
9.Фазовые детекторы…………………………………………………….197
Учебное пособие
9.1.Виды фазовых детекторов…………………………………………200
9.1.1.Однотактный диодный ФД…………………………………..200
9.1.2.Балансный ФД………………………………………………...201
9.1.3.Кольцевой ФД………………………………………………...203
9.1.4.Ключевые ФД…………………………………………………205
9.1.5.ФД на логических дискретных элементах…………………..207
Выводы…………………………………………………………………….208
Контрольные вопросы………………………………………………209
10.Амплитудные ограничители…………………………………………209
10.1.Диодные АО………………………………………………………211
10.2.Транзисторные АО……………………………………………….212
Выводы…………………………………………………………………….215
Контрольные вопросы……………………………………………….215
11.Регулировки в радиоприёмных устройствах…………………………215
11.1. Общие сведения…………………………………………………...215
11.2Автоматическая регулировка усиления………………………….216
11.2.1.Общие сведения………………………………………………216
11.2.2Основные параметры………………………………………….218
11.2.3.Основные характеристики систем АРУ……………………..219
11.2.4.Структурные схемы систем АРУ……………………………223
11.2.5.Назначение фильтра в цепи АРУ……………………………226
11.2.6.Переходный процесс в системе с обратной АРУ…………..227
11.2.7.Искажения АМ-сигнала в усилителе с АРУ………………..230
11.2.8Схемы регуляторов систем АРУ……………………………..231
11.2.9.Системы АРУ специального назначения……………………236
Контрольные вопросы………………………………………………..237 11.3. Системы автоматической подстройки частоты (АПЧ)…………………………………………………………...238
11.3.1.Основные типы систем АПЧ………………………………...238
11.3.2.Система ЧАПЧ………………………………………………..241
11.3.3.Система ФАПЧ………………………………………………..245
11.4.Настройка диапазонных радиоприемников на станцию……….253
11.5.Регулировка полосы пропускания……………………………….260
Контрольные вопросы……………………………………………….261
12.Электромагнитные помехи и борьба с ними………………………..262
12.1.Виды и основные свойства помех………………………………..262
12.2.Помехоустойчивость радиоприемников…………………………266
12.2.1.Прием сигналов с полностью известными параметрами…..267
12.2.2.Прием сигналов со случайными параметрами……………..270
12.2.3.Подоптимальный прием сигналов…………………………..272
12.2.4.Помехоустойчивость приема непрерывных сигналов……..276
374
Устройства приема и обработки сигналов
12.3.Методы борьбы с аддитивными помехами в РПрУ…………….279
12.3.1.Способы ослабления сосредоточенных помех в радиоприемниках…………………………………………….280
12.3.2.Способы подавления импульсных помех…………………..283
12.3.3.Способы ослабления флуктуационных помех……………..288
12.4.Методы борьбы с мультипликативными помехами…..……………………………………………………….290
12.4.1.Способы формирования каналов разнесенного приема…..292
12.4.2.Методы обработки сигналов при разнесенном приеме……293
12.4.3.Сравнение методов комбинирования разнесенных
сигналов……………………………………………………….300
Выводы……….……..……………………………………………………316
Контрольные вопросы………………………………………………..316
13.Профессиональные радиоприемные устройства….…………………317
13.1.Радиоприемные устройства декаметровых волн………………..317
13.2.Приемники однополосной радиосвязи…………………………..324
13.3.Приемник радиотелефонной УКВ станции……………………...328
13.4.Приемник телеграфных сигналов………………………………..330
13.5.Панорамный приемник……………………………………………331
13.6.Приемник, использующий принцип стабилидина………………332
13.7.Инфрадинный приемник………………………………………….334
13.8.Радиолокационные приемники…………………………………...337
13.9.Приемные устройства систем спутниковой
связи и вещания………………………………………………………….339
14.Вещательные радиоприемные устройства…………….……………..341
14.1.Приемники монофонического вещания…………………………342
14.2.Приемники стереофонического вещания в диапазоне MB…….343
14.3.Приемники телевизионного вещания……………………………358
14.4.Устройства приема и обработки сигналов систем
персонального радиовызова………………………………………360
Контрольные вопросы………………………………………………..363 Заключение……………………………………………………………..…..365 Список литературы……………………………………………………..….369
Оглавление……………………………………………………………..…...371
Учебное пособие
Плаксиенко Владимир Сергеевич Плаксиенко Нина Евгеньевна Плаксиенко Сергей Владимирович
УСТРОЙСТВА ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Учебное пособие
Редактор Б.Р. Гочияев Компьютерная верстка Т.И. Соловей Корректор Е.В. Домбровская
Сдано в набор Подписано в печать
Печать офсетная. Усл. печ. л. 24 Тираж 500 экз.
Отпечатано в ЗАО “Невинномысская городская типография”
357700, Ставропольский край, г. Невинномысск, ул. Первомайская, 66-а
376
