- •Глава 1. Специальный раздел
- •Техническое задание.
- •1.1 Назначение, функции и виды радиоприемных устройств
- •1.1.1 Назначение радиоприемных устройств
- •1.1.2. Функции радиоприемных устройств
- •1.1.3 Виды радиоприемных устройств
- •1.2. Выбор элементной базы приемника.
- •1.2.1 Обзор микросхемы tda7000.
- •1.2.2 Основные характеристики микросхемы tda7000
- •Предельно допустимые значения параметров
- •1.3. Проектирование приемника.
- •1.3.1. Энергетический расчёт канала связи.
- •1.3.2. Расчет цепей приемника.
- •1.4. Экспериментальная часть.
- •1.4.1 Создание действующей модели приемника.
- •1.4.2. Проверка работоспособности приемного модуля системы тестирования автосигнализаций.
- •1.4.3.Схема тестирования приемного тракта.
- •1.4.4. Схема проверки выходного сигнала приемопередатчика.
- •1.5. Выводы.
- •1.6. Литература
1.1.2. Функции радиоприемных устройств
Радиосигнал, несущий полезную информацию, как правило, на входе РПУ 1 не является единственным и доминирующим по уровню мощности. Этот сигнал обычно мал и содержится в смеси с помехами, создаваемыми другими одновременно работающими радиопередатчиками, а также источниками различных излучений. Передаваемое сообщение соответствует модулирующему колебанию и в явном еще во входном радиосигнале не содержится. Поэтому в РПУ необходимо осуществить:
выделение полезного сигнала из смеси его с помехами;
выделение модулирующей функции;
различные преобразования полезного сигнала с целью достижения возможности и удобства его использования.
Таким образом, РПУ в общем случае выполняет ряд функций. Рассмотрим их.
Функция избирательности (селективности) — это функция выделения полезного сигнала из смеси "сигнал + помеха" (С+П), в соответствии с некоторым различием их физических свойств и характеристик, а именно:
частотным, когда спектр полезного сигнала смещен (разнесен) по частоте относительно спектров сигналов других радиостанций и прочих помех; такое смещение обычно является неполным, так как всегда существуют помехи, которые действуют в полосе частот, занимаемой спектром полезного сигнала;
пространственным, когда полезный сигнал принимается приемной антенной наилучшим образом с одного направления прихода радиоволны;
поляризационным, когда полезный сигнал имеет поляризацию радиоволны, отличную от поляризации радиоволн помех;
временным, когда РПУ работает лишь некоторое определенное время, соответствующее ожидаемому появлению полезного сигнала;
амплитудным, когда уровень принимаемого сигнала находится в некоторых заданных пределах;
прочим другим, когда, например, сигнал имеет отличную от помехи форму, структуру и тд.
Частотный критерий различия сигналов в РПУ был предложен в первые годы развития радиотехники, однако до настоящего времени он находит широкое применение. Для реализации частотного критерия различия сигналов в РПУ используются эффекты, свойством которых является различие откликов избирательной цепи на частоту входного воздействия. К ним относятся прежде всего разнообразные проявления резонанса.
Функция демодуляции (детектирования) — это функция РПУ, обратная модуляции в радиопередатчике. Она направлена на выделение модулирующего колебания из колебания радиосигнала высокой частоты, используемого в радиосистеме для передачи полезной информации. В современных РПУ функция демодуляции может быть усложнена, в частности она может совмещаться с функцией выделения отдельных сообщений из многоканального сигнала.
Функция усиления полезного сигнала обусловлена тем, что его уровень на входе РПУ, как правило, недостаточен для нормальной работы ОУ. Поэтому сигналы приходится усиливать (в 103— 106 раз и более). Вследствие этого в тракт РПУ необходимо вводить эффективные усилительные устройства как для радиосигналов (по высокой частоте), так и для сигналов модуляции (по модулирующей, более низкой частоте).
Функция частотного преобразования радиосигнала предполагает преобразование области частот принимаемых сигналов в некоторую другую, заранее выбранную частотную область, где обеспечиваются наилучшие условия их обработки (усиление простыми и доступными методами, избирательность с требуемыми характеристиками и тд.). Эта функция осуществляется в частотно-преобразовательных устройствах.
В современных РПУ возможно также преобразование вида сигнала, например переход от аналогового сигнала к цифровому. Это облегчает обработку полезной информации, подавление помех и повышает качество приема.
Функция адаптации (приспособления) к изменяющейся ЭМО предполагает изменение параметров РПУ с целью обеспечения заданного или максимально возможного в данных условиях приема качества работы РПУ. Необходимость в адаптации связана с изменением характеристик как полезного сигнала, так и помех. Поэтому даже простейшее РПУ должно адаптироваться к хаотическому или упорядоченному изменению уровня входного сигнала из-за его замираний в процессе распространения в ионосфере, перестройки РПУ с одного канала приема на другой, где уровни сигналов могут отличаться, изменения расстояния между источником и потребителем передаваемого сообщения в подвижных системах и т.д. Во всех этих случаях целесообразно обеспечить практически неизменный выходной уровень РПУ в процессе существенного изменения входного сигнала, что достигается адаптивной регулировкой усиления.
Обобщенная структурная схема, отражающая основные функции РПУ содержит:
тракт радиочастоты (ТРЧ), где осуществляются
функции избирательности, усиления радиосигнала и преобразования его частоты:
2) тракт модулирующей (низкой) частоты (ТМЧ);
3) детектор (Д);
4) тракт адаптации, управления и контроля за работой РПУ (ТАУК);
здесь осуществляется сбор и накапливание требуемой информации о параметрах сигнала и помех, определяются требуемые значения параметров РПУ и отдельных звеньев, выполняется управление этими параметрами, осуществляется контроль за работой РПУ;
5) блок питания (БП);
6) оконечное устройство.
Структура, приведенная выше, является наиболее общей. Поэтому ряд функциональных связей в ней для конкретных РПУ может отсутствовать. Так, например, может не быть связей ОУ с устройством адаптации, что естественно, снижает качество работы РПУ, так как исключает "обратную связь" по окончательному полезному результату работы РПУ, может отсутствовать контроль параметров ЭМО и т. д. Однако наиболее полно возможность радиоприема реализуется при использовании всех функций структуры.
Отметим, что наиболее эффективные алгоритмы управления РПУ основаны на применении не одиночных приемных устройств, а радиоприемных систем (РПС), содержащих несколько РПУ и использующих адаптивные алгоритмы. Каждый из РПУ в РПС работает в разных условиях приема одной и той же информации (например, на различных частотах, со своей приемной антенной и т.д.). Это позволяет выделить сигнал, соответствующий наилучшим условиям приема сообщения, или осуществить обработку всех принятых сигналов.